Способ улавливания окислов азота

Способ улавливания окислов азота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-sy (22) Заявлено 16.06.78 (21) 2628022/23-26

Союз Советских

Социапистических

Республик

С 01 В 21/40

В 01 D 53/14

Государствеиимй комитет

СССР ио яааам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23D2g1 Бюллетень Н9 7 (53) УДК 543.272,32 (088.8) Дата опублинования описания 23. 02. 81 (72) Авторы изобретения

В. П. Панов, A.A. Новоселов, А. В. Серов и Л.Я. Терещенко

Ленинградский ордена Трудового Красного институт текстильной и легкой промышле им С.M. Кирова (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ОКИСЛОВ АЗОТА

Изобретение относится к способам улавливания окислов азота из газовых смесей и может быть использовано в производстве азотной кислоты и других химических производствах для утилизации окислов азота.

Известен способ улавливания окислов азота из газовых смесей с помощью органического сорбента в качестве которого используют трибутилфосфат (ТБФ) (1). Недостаток способа - низкая емкость положителя по отношению к окислам азота и,необходимость высокой,,больше 50%, окисленности га зов.

Известен способ получения сорбента путем сополимеризации моно- и дивинилового мономера в присутствии фосфорорганического экстрагента, который вводят непосредственно в полимерную спиралевидную бензольную матрицу при синтезе полимерного материала. В качестве фосфорорганического экстрагента используют трибутилфосфат и сорбент применяют в металлургической промышленности (2) .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ .улавливания окислов азота иэ газовым смесей в присутствии органического сорбента. В качестве сорбента приме няют стирол (3).

Известный сорбент позволяет эффективно поглощать окислы азота из нитрозного газа, однако обладает низкой емкостью и требует высокой степени окисленности окислов азота перед поглощением. Кроме того, возможны потери поглотителя, вследствие

его летучести с газовой фазой.

Цель изобретения †-повышение эффективности поглощения малоокисленных газов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу улавливания окислов азота органическим поглотителем, состоящем в том, что в качестве поглотителя используют

20 .увлажненный гранулированный полимерный сорбент на основе трибутилфосфата и стиролдивинилбензольной матрицы, сорбент содержит, масс.% трибутилфосфат 8-18, в пересчете на р>О, вода 1-10;стиролдивинилбензольная матрица - остальное.

Интенсификация процесса сорбции происходит эа счет наличия у предлагаемого сорбента большой поверх30 ности контакта фаз, что способству806598 ет протеканию процесса окисления ного газа до If> 04 и .HNO>. Наличие воды в сорбенте. в количествах 110 масс.% повышает pro емкость и скорость процесса окисления NO, Й10З вследствие образования на поверхности сорбента более прочно удер живаемых компонентов ТБФ, НМО нежели ТБФ, N O> на сухом сорбенте.

Содержание ТБФ в сорбенте в интервале от 8 до 18 масс.% в пересчете на Р 0 объясняется тем, что при количествах Р2 0 < 8 масс.% резко уменьшается скорость процесса, а при концентрации Р>.0> > 18 масс.% сорбент теряет свои физические свойства, прочность и активную поверхность.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Нитрозный газ пропускается через фильтрующий слой сорбента, поглощаются окислы азота", насыщается сорбент, переключается газовый поток на параллельный адсорбер. Насыщенный сорбент обрабатывается последовательно растворами азотной кислоты ступенчато уменьшающейся концентрации (например, 35, 20, 10; 5, и 2 масс.%) или водой.

Пример 1. Нитрозный гаэ, содержащий 5 об.% окислов азота при степени окисленности 50%, концентрации кислорода 1 об.% поглощается сорбентом, полученным на основе стирола, дивинилбензола и трибутилфосфата .с насыпной массой 0,57 г/см, содержанием Р2 О- - 8 масс.%, насыщенным водой до 8,9 масс.% при линейной скорости газа на площадь сечения аппарата 0,25 м/с. Количество сорбента 14 r, высота слоя 150 мм, время сорбции 10 мин. Концентрация окислов азота на выходе из слоя через 10 мин составила 2,25 об.%.

Конечный сорбент содержит 12,6% по массе азотной кислоты, Регенерацию сбрбента проводят последовательной обработкой, соответственно, 5, 10, 15, 15, 15 мл азотной кислоты с концентрацией 35,20,10,5 и 2 масс.%.

После первой промывки содержание

HN0 в водной фазе составляет 41,8 масс.,%. Промытый сорбент содержит 2,4 масс.% ННОГО °

П р.и м е р 2. Регенерированный сорбент, содер;кащий 2,4 масс.% HNO используют для поглощения окислов азота иэ газа .с концентрацией

0,46 об.% при степени окисления оки "лов 15%, линейной скорости газа

0,25 м/с, под.атмосферным давлением с концентрацией 0 в газе 20 об.%.

Количество сорбента 28 r, продолжительность поглощения 60 мин, высота слоя 300 мм, влажность сорбента

10 масс.Ъ. Концентрация й0 - в отходящих газах в конце опыта составляет 0,13 об.%, в начале опыта дости-гает 0,08 o6.%. Концентрация HNO в поглощенном сорбенте составляет

13,5 масс.%. Регенерацию сорбента проводят аналогично примеру 1 с удвоенным количеством промывной кислоты. Концентрация HNO> в первом промывном растворе достигает

45 масс.%, регенерированный сорбент содержит 2,2 масс.% HNO>.

Пример 3. Слой сорбента высотой 150 мм, содержание Р О

18 масс.%, масса сорбента 14 г,влажность 5%. Газ перед поглощением .содержит 0,23 об.% НО,при степени окисленности 33%, концентрация

15 кислорода при атмосферном давлении

20,5 об.о. Концентрация NOX на выходе из абсорбера через 40 мин при линейной скорости газа 0,3 м/сек составляет 0,05 об.%. После сорбции концентрация HNO> в сорбенте достигает 5,8 масс.%.

Пример 4. Нитрозный гаэ с содержанием 0,46 масс.% при степени окисленности 47% последовательно пропускают через 3 слоя сорбента высотой по 150 мм, содержание по

10 масс.% Н О. Нитрозный газ содержит 20 об.% кислорода. Концентрация

NО, в газе уходящем после третьего слоя сорбента достигает значений

0,005 при продолжительности работы . 30 мин.

Пример 5. Нитрозный гаэ с концентрацией 0,0 37 об.% NO< при степени окисленности 4% и содержаЗ5 нии кислорода 20 об.% поглощает

8 r еорбента, содержащего 1 масс.% и 8 масс.% Р205,высотой 45 мм при линейной скорости газа 0„5 м/сек (кипящий слой). Концентрация окислов азота в выходящем из адсорбера газе изменяется от 0,025 об.% до

0,031 об.% при увеличении продолжительности поглощения от 8 до

18 мин.

Пример 6. Нитроэный гаэ с концентрацией 0,098 об.% NO< при степени окисленности 9% и содержа-. нием кислорода 20% поглощается сорбентом при влажности 0,5 масс.% при

0,5 м/сек. Сорбент в количестве

8 г, высота слоя 45 мм, концентрация NO в уходящем газе изменяется от 0,077 до 0,09 об.% при увеличении продолжительности опыта с 5 до, 15 мин. Содержание поглощенных

55 соединений азота в сорбенте составляет через 15 мин 1,9 масс.% в пересчете на HN03, что свидетельствует о значительно меньшей емкости и скорости процесса поглощения NO> сорбентом, но содержащим достаточное количество воды.

Сравнительная эффективность известного сорбента и предлагаемогс. представлена в таблице.

806598

Формула изобретения

Предлагаемый

46 8,5

52 18,3

2,2

1,3

1,8

5,2

4 9,8

0,51

23 6,7

0,08

9,9

Стирол 2

46 4,1

2;2

Известный

1,8

52 3,7

0,51 4 0,46

23 ..О., 13

0,08

Составитель Герасимова

Техред A.Ñàâêà Корректор Г. Назарова

Редактор Н. Еремеева !

Заказ 160/36 Тираж 516 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам .изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Содержание ТБФ в предлагаемом сорбенте составляет 12 масс.Ъ в пересчете на Р> О>, воды от 1,3 до

9,9 масс.Ъ остальное стиролдивинилбензольная матрица.

Технико-экономический анализ применения способа поглощения отходящих газов азотно-кислотных установок под да влен ием 7, 3 атм с использованием предлагаемого сорбента взамен каталитического восстановления показал, что только за счет утилизации окислов азота из отходящих газов на одном агрегате может быть получен экономический эффект 40000 руб/год.

1. Способ улавливания окислов азота органическим поглотителем, о тл и ч а ю щ и .й с я тем, что, с целью повышения эффективности пог15 лощения малоокисленных газов в качестве поглотителя, используют увлажненный гранулиуованный полимерный сорбент на основе трибутилфосфата и стиролдивинилбензольной матрицы.

2О 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что сорбент содер° жит в масс.Ъ:

Трибутилфосфат 8-18, в перес2 5 о а 1-10

В д

Стиролдивинилбензольная матрица Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 197512, кл. С 01 В 21/20, 09.06.67.

2. Авторское свидетельство СССР

9 476279, кл. С 08 F 1/84, 05.07.75.

3. Авторское свидетельство СССР

35 Ф 197510, кл. В 01 0 53/16,09.06.67 (прототип)