Высокотемпературное восстановление оксидов азота

Метод заключается в сжигании смеси хвостового неочищенного газа и природного газа на палладиевом катализаторе при температуре 700-780 ºС, сопровождающемся получением азота, двуокиси углерода и паров воды. При этом протекают следующие реакции:

СН₄ + 0,5 О₂ =СО + 2 Н₂ + 35 кДж (8,39 ккал)

Н₂ + 0,5 О₂ = Н₂О + 241,8 кДж (57,84 ккал)

СО + 0,5 О₂ = СО₂ + 284,7 кДж (68,1 ккал)

NО₂ + Н₂ = NO + Н₂О + 216 кДж (51,67 ккал)

NO + Н₂ = 0,5 N₂ + Н₂О + 332 кДж (79,44 ккал)

или суммарно:

CH₄ + 2 O₂ = CO₂ + 2 Н₂О + 800,8 кДж (191,6 ккал)

CH₄ + 2 NO₂ = N₂ + 2 Н₂О + CO₂ + 867,4 кДж (207,5 ккал)

CH₄ + 4 NO = 2 N₂ + 2 Н₂О + CO₂ + 1160,4 кДж (277,6 ккал)

Взаимодействие NO₂ и NO с метаном происходит полностью в восстановительной среде. Избыток восстановительных газов обычно составляет 10-20 % от теоретически необходимого. Для восстановления окислов азота, содержащихся в отходящих газах азотно-кислотных установок, применяются катализаторы платиновой группы, нанесенные на окись алюминия методом осаждения, в виде шариков или таблеток. Срок службы таких катализаторов около 2 лет.

Для начала процесса восстановления окислов азота природным газом выхлопные газы нужно подогреть до 400 ºС. Максимально допустимая температура слоя катализатора в этом процессе 815 ºС, оптимальная температура восстановления 750-800ºС.

При увеличении объемной доли кислорода в перерабатываемом газе на 1 % температура при сжигании метана повышается на 150-160ºС. Следовательно, допустимая объемная доля кислорода в отходящих газах при использовании природного газа составит:

815 – 400 = 2,76 %

В производстве азотной кислоты по схеме АК-72 узел каталитического восстановления окислов азота работает при следующих условиях.

Применяется палладиевый катализатор марки АПК-2, с содержанием палладия 1,8-2,0 %, температурный диапазон работы которого 400-800ºС. Последний слой по ходу газа - активная окись алюминия.

Для снижения расхода палладия нашел применение способ секционированной загрузки, когда вместо части АПК-2 засыпается смесь АПК-2 и окиси алюминия.

Рабочая температура в реакторе каталитической очистки 730-780ºС. Рабочее давление - до 0,84 МПа (8,6 кгс/см²). Объемная доля кислорода в газе после абсорбционной колонны 2,0-2,8 %. Объемная доля окислов азота на входе в реактор составляет не более 0,1 %, а после реактора составляет не более 0,006 %.

Метод каталитической очистки выхлопных газов обеспечивает почти полное восстановление окислов азота до элементарного азота и устраняет выбросы вредных газов в атмосферу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: