27, Восстановительные методы санитарной очистки газов от окислов азота. Термическое разложение окислов азота в потоке низкотемпературной плазмы.

Восстановительные каталитические методы основаны на восстановлении оксидов азота до нейтральных продуктов в присутствии катализаторов или под действием высоких температур в присутствии восстановителей.

Разложение оксидов азота до нейтральных соединений происходит в потоке низкотемпературной плазмы. Этот процесс при более низких температурах в присутствии катализатора протекает в двигателях внутреннего сгорания. Присутствие восстановителей в зоне реакции (угля, графита, кокса) также понижает температуру реакции восстановления. При температуре 1000С степень разложения   в реакции     составляет 100%.

При температуре выхлопных газов автомобиля в двигателе внутреннего сгорания возможна реакция:

28, Восстановительные методы санитарной очистки газов от окислов азота. Каталитическое восстановление азота из его окислов. Каталитическое восстановление оксидов азота

Эффективность процесса каталитического восстановления оксидов азота определяется прежде всего активностью применяемого катализатора. Наиболее высокой каталитической активностью обладают катализаторы на основе платины, радия и палладия, содержание которых в катализаторах колеблется в пределах 0,1-2 % (масс.). Эти катализаторы обеспечивают высокую степень очистки газа - остаточное содержание оксидов азота в газе не превышает 5 10‘4 % (при объемных скоростях от 20000 до 120000 ч 1).[ ...]

В качестве носителей для катализаторов используют оксид алюминия, керамику, силикагель, металлическую ленту и др. материалы.[ ...]

В зависимости от характера восстановителя каталитические методов могут быть по отношению к оксидам азота селективными и неселективными. В последнем случае в качестве восстановителей могут быть использованы метан, карбоксид, водород, природный газ, пары керосина, нефтяной и коксовый газ, азотоводородная смесь. Любой из этих газов, равно как и нитрозный газ, не должен содержать примесей сернистых соединений, вызывающих отравление катализаторов.[ ...]

При применении в качестве восстановителя аммиака протекает процесс селективного каталитического восстановления оксидов азота в отходящих газах Аммиак реагирует только с оксидами азота, восстанавливая их до безвредных веществ и не взаимодействует при этом с кислородом, в связи с чем аммиак расходуют в количествах, эквивалентных содержанию в обезвреживаемых газах оксидов азота. При этом поддерживается температура в пределах 200-300 °С.[ ...]

На практике целесообразно применять катализаторы и газы-восстановители с более низкой температурой зажигания. Это позволяет увеличить содержание кислорода в исходной газовой смеси и вести процесс разложения в одну стадию.[ ...]

Катализаторы на основе драгоценных металлов очень дороги, поэтому ведутся изыскания катализаторов, не содержащих благородных металлов. Такие катализаторы, как правило, менее активны, однако целесообразность их использования диктуется широкой доступностью и низкой стоимостью.[ ...]

Большое значение имеет выбор носителя, который определяет механическую прочность, термостойкость, гидравлическое сопротивление и в значительной мере активность катализатора. В последнее время за рубежом находят применение катализаторы, выполненные на носителе в виде сот, изготовленном из керамической массы. Такие катализаторы обладают повышенной термостойкостью, малым гидравлическим сопротивлением и большой удельной поверхностью. Допустимая объемная скорость для таких катализаторов достигает 1ЛО6 ч"1.[ ...]

Контактные аппараты для восстановления оксидов азота работают под давлением 0,1-0,8 МПа (1-8 кгс/см2). Выбор конструкции аппарата зависит от заданного температурного режима, содержания кислорода и оксидов азота в газе, вида топлива. Для меньшего износа катализатора ввод газа осуществляется в верхней части аппарата, что исключает пульсацию слоя. Во избежание плохого перемешивания газа и топлива, которое приводит к местному перегреву, оплавлению и растрескиванию катализатора, горючее впрыскивается в газ. Обязательным условием нормальной работы катализаторов является отсутствие в газе примесей сернистых соединений, которые отравляют катализатор.[ ...]

Схема каталитической очистки газов приведена на рис. 8.2.[ ...]

Хвостовые нитрозные газы, содержащие 0,2 % оксидов азота, 3 % кислорода, 2 % воды (остальное составляет азот), проходят подогреватель хвостовых газов 1, при этом их температура повышается до 260-280 °С за счет тепла отходящих газов. Перед поступление в реактор 2 добавляют аммиак из испарителя 5 в смеситель 3. Хвостовой газ в смеси с аммиаком входит в реактор, внутри которого установлена катали-заторная корзина. На катализаторе происходит разложение оксидов азота. Температура газовой смеси за счет тепла реакции повышается до 800 °С.[ ...]

Рисунки к данной главе: