3.3 Азот тотықтарынан газдарды химиялық тазартудың әдістері
Түтiндік газдардың NOx-тан тазартудың химиялық әдiстері келесідей ажыратылады:
1 ) тотықтырғыш, азот тотығының диоксидке тотығуына негізделген;
2 ) қалпына келтiргiш, катализаторлардың қолдануымен немесе оларсыз, NOx –ті азотқа және оттегіге дейiн қалпына келтiруіне негiзделген.
Мұнда таңдаулы каталитикалық қалпына келтiру (ТКҚ) және таңдаулы каталитикалық емес қалпына келтіру (ТКЕҚк) деген 2 түрі бар.
Катализатор ретінде титан, молибден, вольфрам, хром, ванадий тотықтары қолданылады;
3 ) сорбциялық, әр – түрлі сорбенттермен NOx –ті жұтуға негізделген.
Абсорбция - көлемдік жұту.
Адсорбция - беттік жұту.
Сорбциялық әдістер - қымбат, сондықтан қолданылмайды.
Аммиакты әдiс (қалпына келтiргiш ). Мәні NOx –ті аммиактiң көмегiмен қалпына келтiруде .
Бұл әдіс белгілі температурада аммиактың азот тотығымен өзара байланысында келесi реакциялар бойынша негiзделген :
4NO + 4NН3 + О2 → 4N2 + 6Н2О
6NO2 + 8NН3→ 7N2 + 12Н2О
NO + NO2 + 2NН3 → 2N2 + 3Н2О
900 - 1100 °С жоғары температураларда реакциялар өте жылдам жүреді, ал катализаторларсыз секундтар арасында.
Одан жоғары температураларда аммиактың жіктелуі жүреді, нәтижесінде қосымша азот тотықтары пайда болады.
Төмен температураларда (573-723 К) реакция кенет баяулайды,және аммиак түтіндік құбырға шығарылады. Тек катализаторлардың қатысуымен ғана өте төмен температураларда азот тотығының ыдырау реакциясы белсенді жүреді.
Катализатор ретiнде түйіршік немесе пластина түрінде кездесетін әр-түрлі металдардың тотықтары қолданылады. Азот тотықтарының ыдырау тиiмдiлiгі катализаторлардың көмегімен 90 %-ға жетедi. Бірнеше мың жұмыс сағаттан кейін катализатордың тиімділігі тмендейді, сол үшін тағы блок қатарын қосады.
Реакцияның уақытын қысқарту үшiн, аммиактың түтіндік газдармен жақсы араласуын қамтамасыз ету керек.
Аммиак қыздыру беттерiнен еркін көлемге, қазанның газ жолының жоғарғы бөлігінде буқыздырғыш аймағында газдармен немесе бумен беріледі. Аммиактың азот тотығына стехиоөлшегiш қатынасы келесідей
Салмақтық шығын: азот тотығының 1 бөлiгiне аммиактың 0,5 бөлiгi.
Әдiстiң артықшылықтары: ПӘК-тің жоғары болуы, тазартудың таңдаулылығы, аласа эксплуатациялық шығындар.
Кемшiлiктері: концентрациясы 20 мг/м 3 дейін болатын аммиактың тазартылған түтіндік газдарға өтуі. Түтіндік газдарда күкірт тотығының болуы – аммоний бисульфитінің түзілу мүмкіндігі; аммиактың мөлшерінің дәлдігінің қажеттілігі; қымбат бағалы катализаторлардың қолдануы.
Озонды әдiс (тотықтырғыш) бір мезгілде түтіндік газдардың азот және күкірт тотықтарынан тазарту.
Тәсiлдiң мәнi: төменгi азот пен күкірт тотықтарының озонмен тотығуы.
Түтiндік газдар күл тазалағыштан өтіп, озондық қондырғыға жіберіледі, ол үшсатылы Вентури коагуляторынан және тамшы жинағыштан тұрады.
Газдар бір мезгілде сұйықтық пен озон сияқты коагуляторға жіберіледі. Озонмен тотығу нәтижесінде төменгi азот тотықтары NO және NO2 жоғарғыға өтедi, негiзiнен N2O5-ке. SO2 бiр мезгiлде SO3-ке тотығады.
Сумен әрекеттесу нәтижесінде азотты және күкірт қышқылдарының қоспасытүзіледі. Бұл қоспаны аммиакты суды енгiзу арқылы бейтараптандырады. Бейтараптану нәтижесінде алынған нитрат және сульфат қышқылдарын тыңайтқыштар ретінде пайдалану үшін циклдан шығарады: NH4NO3 және (NH4)2SО4. Бұл тыңайтқыштар бiр мезгiлде күлдің микроэлементтерiмен байытылады.
Әдiстiң кемшiлiгi: озон өндірісінің жоғары энергосыйымдылығы, ол энергоблок қуатына 6-10 % жетеді, күкірт және азот қышқылдарының қоспасының коррозиялық агрессивтілігі.