Файл: Кузнецов И.Е. Защита атмосферного воздуха от загрязнения.pdf

Таким образом, не изменяя представления о механиз­ ме щелочного поглощения окислов азота в целом, пред­ ставляется возможным объяснить роль отдельных факто­ ров, влияющих на ход этой реакции и прежде всего рН среды.

На рис. 20 показана зависимость степени абсорбции от рН среды и концентрации растворов при постоянном

ных данных, позволяют определять скорость абсорбции окислов азота любым щелочным раствором, если известна его концентрация и расчетная величина рН. Різ графика следует, что степень абсорбции возрастает по мере увели­

дом математического планирования эксперимента, имеет

ми, если известны рН среды, концентрация раствора и время абсорбции. Значение рН среды определяется рас­ четным путем для свежеприготовленных растворов. Пе­

Описанные в литературе методы санитарной очистки газов от окислов азота с помощью твердых сор­ бентов — силикагеля, алюмогеля, алюмосиликата, активи­ рованного угля и других носителей не получили промыш-

ленного применения в основном из-за дефицитности адсор­ бентов, их малой адсорбционной емкости и затрат тепла на регенерацию.

В последние годы были синтезированы новые пористые материалы — цеолиты, которые по своим адсорбционноструктурным свойствам превосходят все ранее известные адсорбенты.

Кроме того, нами для санитарной очистки газов от окислов азота предложен и исследован ряд новых при­ родных адсорбентов: торф, лигнин, фосфатное сырье, бу­ рые угли.

Преимущество последних состоит в том, что названные сорбенты после очистки не нуждаются в регенерации и мо­ гут быть использованы в народном хозяйстве в качестве органо-минеральных удобрений и промышленных ре­ агентов.

Адсорбция окислов азота лигнином

Кроме торфа и бурых углей, которые при­ мерно с одинаковой эффективностью могут быть исполь­ зованы для санитарной очистки газов от окислов азота, для этой цели пригодны и некоторые другие вещества органического происхождения, например лигнин. Выбор того или иного адсорбента зависит от конкретных усло­ вий производства, в частности от близости расположения источника природных адсорбентов или других специфи­ ческих'условий.

Показательным в этом отношении является производ­ ство нитролигнина, получение которого связано с исполь­ зованием лигнина и выбросом в атмосферу значительных количеств окислов азота. В этом случае очистку отходя­ щих газов от окислов азотацелесообразно производить исходным сырьем — лигнином, который впоследствии ис­ пользуется в этом же производстве с переработкой его в готовую продукцию.

Производство нитролигнина основано на азотнокислотной переработке гидролизного хлопкового лигнина. При взаимодействии лигнина с азотной кислотой при мо­ дуле Т : Ж = 1 : 1.5 и температуре 43—48° С происхо­ дит нитрование и окисление лигнина. Азотная кислота при этом восстанавливается до N 2 , N0 4 , N0 2 . В таблице 5 показан примерный состав газов, выделяющихся в произ­ водстве нитролигнина.

Анализируя приведенные данные, можно сделать вы­ вод, что с увеличением влажности лигнина его адсорб­ ционная емкость несколько снижается. Это связано с уменьшением количества лигнина (в пересчете на сухую массу) в реакторе по мере возрастания влажности. В со­ ответствии с этим уменьшается и количество поглощенных окислов азота. Наибольшая степень адсорбции наблю­ дается в начальный момент, когда в реакторе находится свежий лигнин. При пребывании лигнина в реакторе 1,87 мин. степень адсорбции поддерживается на уровне 73,5%, а при т=5,61 мин. она снижается до 70,1%- Рез­ кое снижение степени адсорбции наблюдается при нахож­ дении лигнина в реакторе более 10 мин. (53,0%). Это связано с образованием на поверхности слоя нитролигнина, который тормозит скорость адсорбции. Оптималь­ ным временем пребывания лигнина в реакторе следует

увеличении времени адсорбции с 2 до 4 сек. степень очи­

Исходя из этого, можно рассчитать необходимое коли­ чество лигнина для полного поглощения окислов азрта. Процесс очистки газа целесообразно вести в аппарате с кипящим слоем сорбента.

Использованный лигнин, содержащий до 6% нитролигнина, поступает затем в основную технологическую линию получения нитролигнина, в результате чего выход последнего возрастает.

Очистка газов в производстве нитролигнина

Нитролигнин находит широкое применение в народном хозяйстве. Его используют в .буровой технике, для производства сунила и других целей. Существующая технология получения нитролигнина громоздка и несовер­ шенна. Она заключается в окислении и нитровании лиг­ нина разбавленной 5%-ной азотной кислотой. Процесс протекает периодически и длится несколько часов. Нами предложен непрерывный способ получения нитролигнина, который является более производительным и эффектив­ ным по сравнению с существующим. В то же время метод