Реферат: Очистка газообразных промышленных выбросов
При абсорбции NО в условиях высокотурбулентного режима основными факторами, определяющими скорость процесса, являются: окружная скорость дисков, объемная скорость газа и парциальное давление окиси азота в газе. Абсорбция NO растворами FeSO4 при интенсивном перемешивании газовой и жидкой фазы протекает со значительной скоростью, превышающей скорость абсорбции окислов азота растворами щелочей при тех же условиях. Для очистки газа от небольших концентраций окислов азота могут быть применены отбросные травильные растворы металлообрабатывающих заводов с последующей регенерацией раствора и получением окиси азота в концентрированном виде.
Поглощение окиси азота растворами сульфита аммония. Процесс очистки газов от окислов азота (при малой степени окисленности) раствором сульфита аммония основан на реакциях
(NH4 )2 SO3 + 2 NО ® (NH4 )2 SO3 * 2 NО;
( NH4 )2 SO3 +NO2 ® (NН4 )2 SO4 + NО.
При поглощении NО раствором сульфита аммония получается комплексная соль, стойкая лишь в щелочной среде. В кислой среде соль распадается на сульфат аммония и закись азота
(NH4 )2 SO3 + 2 NО ® (NН4 )2 SO4 + N2 O.
Таким образом, в результате очистки газа от окислов азота образуется сульфат аммония и закись азота.
Окисление и абсорбция окислов азота водными растворами окислителей. В основе этого метода лежат процессы взаимодействия окиси азота с водными растворами H2 O2 , КMnО4 , КСlO3 , КСlO, NаСlO, NаС1O2 , Nа2 O2 , РbО2 , Na2 S2 O3 , К1, K2 Cr2 O7 , (NH4 )2 S2 O8 , К2 S2 O3 и др.
Образующаяся в процессе окисления NО азотная кислота вступает в реакцию с продуктами распада окислителя, при этом в растворе образуются соответствующие соли азотной кислоты.
Скорость окисления NО жидкими окислителями на один, два порядка больше, чем скорость окисления окиси азота кислородом в газовой фазе. Однако жидкие окислители имеют относительно высокую стоимость и поэтому применение их может быть оправдано лишь в отдельных специфических условиях.
Очистка газов от окислов азота водными растворами перекиси водорода.
Применение для окисления окиси азота - слабого водного раствора перекиси водорода не загрязняет раствор побочными продуктами. Взаимодействие перекиси водорода с окисью азота в общем виде может быть представлено уравнениями
Н2 O2 + NО ® NО2 + H2 O
3NO2 +H2 O ® 2HNO3 +NO.
Образующаяся в процессе реакции азотная кислота может быть возвращена в систему или использована для других целей.
Очистка слабоокисленных выхлопных газов от окислов азота растворами 3—5%-ной перекиси водорода может успешно заменить щелочной метод.
Абсорбция слабоокисленных окислов азота водными растворами перманганата калия. Реакция взаимодействия перманганата калия с окисью азота в общем виде может быть выражена уравнением
KMnО4 + NО + H2 O® КNО3 + МnО2 + H2 O.
Образующиеся при этом продукты реакции могут быть использованы как добавка к удобрениям.
Характерной особенностью процесса абсорбции окислов азота водными растворами КMnO4 является полное окисление и поглощение малых концентраций NО (до 0,1—0,2%).
Процесс необходимо вести в щелочной среде, так как при этом достигается увеличение степени абсорбции окислов азота
Поглощение высокоокисленных окислов азота. На многих предприятиях в атмосферу выбрасываются значительные количества NO2 , N2 O3 и паров азотной кислоты. Высоко окисленные окислы азота и пары НNО3 хорошо поглощаются водными растворами щелочей в аппаратах любого типа с образованием ценных нитрит-нитратных солей. В отдельных случаях и окислы азота при их небольшом содержании могут поглощаться такими поглотителями (раствор мочевины и др.), которые обеспечивают разложение окислов азота на нейтральные продукты.
При поглощении окислов азота раствором мочевины происходит восстановление их до N2 и H2 O по уравнению
N2 O3 + (NH2 )2 CO = СО2 + 2Н2 О + 2 N2 .
Поглощение окислов азота раствором мочевины производится в механическом абсорбере с большим числом оборотов.
Адсорбция окислов азота твердыми сорбентами. Методы адсорбции окислов азота из газов твердыми сорбентами позволяют осуществить тонкую очистку газа от окислов азота, а также получить концентрированные окислы азота путем десорбции их из сорбента изолированным теплоносителем.
До настоящего времени наиболее эффективным сорбентом являлся активированный уголь, однако в процессе адсорбции и особенно десорбции он быстро окисляется, вследствие чего возникает опасность самовозгорания сорбента; кроме того, активированный уголь имеет низкую механическую прочность. Алюмогель имеет сравнительно небольшую адсорбционную емкость и недостаточную стойкость.
В качестве твердых сорбентов исследованы активированный уголь, силикагель, алюмогель, алюмосиликат и синтетические цеолиты. Лучшим из испытанных сорбентов являются синтетические цеолиты и алюмосиликат; первые три сорбента непригодны для длительной адсорбции окислов азота. Синтетические цеолиты имеют сильно развитую поверхность и обладают хорошими сорбционными свойствами.
Алюмосиликатный сорбент является эффективным поглотителем окислов азота и высокостойким в процессе регенерации. Сочетание его высокой поглотительной способности с механической прочностью, твердостью и термостойкостью определяет целесообразность его применения для сорбции окислов азота. Кроме того, алюмосиликатный сорбент каталитически ускоряет процесс окисления NO, что позволяет применять его для очистки среднеокисленных газов.