Предложено много способов очистки газов различного состава от оксидов азота. Ряд из них применяется в промышленных масштабах, некоторые проходят опытную проверку, другие пока лишь запатентованы. Все эти методы можно разделить на 2 группы: сорбционные и каталитические. В свою очередь сорбционные методы можно классифицировать по характеру сорбции на абсорбционные и адсорбционные. Каталитические методы можно также разделить на каталитические с окислением оксидов азота до диоксида и каталитические с восстановлением оксидов до молекулярного азота. Все эти методы могут осуществляться как в мокром (с поглощением растворами), так и в сухом виде (поглощение N0х сухими сорбентами или с протеканием реакций в газовой фазе). У каждой из групп методов очистки имеются как достоинства, так и недостатки. Существенно различаются они и по экономическим показателям и эффективности очистки.
3.2. Абсорбционные методы
Оксиды азота в той или иной степени растворяются в обычной воде по реакциям:
ЗN02 + Н20 = 2НN03 + N0;
ЗN204 + 2Н20 = 4НN03 + 2N0;
ЗN2Оз + Н20= 2НN03 + 4NО.
Из оксидов азота только N0 химически не реагирует с водой, хотя и растворяется в ней. Для полного поглощения N0Х необходимо окисление N0 до N02. В качестве окислителя может быть использован пероксид водорода Н202. При этом степень превращения N0х в НN03 составляет 90—95%. Остаточная концентрация N0х в очищенном газе составляет 200—300 ррт (частей на млн.).
Более эффективная очистка газов от N0х осуществляется при их контакте с растворами щелочей по реакциям:
2 N02 + 2NаОН = NaNO3 + NaNO2 + Н20;
NO + N02 + 2NаОН = 2NаN02 + Н20;
2NO2 + Na2С03 = NаNO2 + NаNOз + С02;
NО + NO2 + Nа2СОз= 2NaN02 + С02.
3.3. Адсорбционные методы
С физической точки зрения процесс адсорбции происходит благодаря взаимодействию поверхностных сил притяжения адсорбируемой молекулы. Часто физическая адсорбция сопровождается капиллярной конденсацией и хемосорбцией. С ростом температуры адсорбция снижается. Вещества с низкой температурой кипения адсорбируются хуже, чем вещества с высокой tкип. Интенсивность процесса адсорбции повышается с увеличением молекулярной массы, поэтому NO2 адсорбируется интенсивнее, чем N0.
На интенсивность адсорбции влияет пористость сорбента. Оптимальная пористость находится в пределах 4·10-10— 8·10-10 м. Чем ниже концентрация NOх в дымовых газах, тем больше необходимо время пребывания газа в адсорбере. При концентрации N0х на входе до 0,2% степень поглощения N0х достигает 95—98%.
В качестве адсорбентов применяются активированные угли, приготовленные из каменноугольного кокса, древесный уголь, активированный полукокс бурых углей и торфа. В качестве десорбента могут быть использованы вода или водяной пар. Применение адсорбционных методов также связано со значительными капитальными затратами и трудностью сбыта получаемых продуктов.
3.4. Каталитические методы
При температуре выше 620°С все высшие оксиды азота диссоциируют до No. При температуре 900—1000°С возможна диссоциация N0 по реакции
2NO ↔ N2 + O2 + 181 кДж/моль.
Однако реакция эта протекает очень медленно (время полураспада N0 при 1000°С составляет около 4000 с). Для ускорения процесса разложения оксидов азота применяют различные катализаторы — оксиды ряда металлов (Со, Си, Ni, Ре, Сг, Zn). Однако, катализаторы очень быстро дезактивируются из-за адсорбции ими кислорода, содержащегося в дымовых газах. Более перспективны процессы восстановления оксидов азота на катализаторах. В качестве восстановителей могут быть использованы газы: Н2, СН4, NH3, СО, а также твердый углерод.
4. Вредное воздействие диоксида серы на окружающую среду
Диоксид серы SO2 представляет собой бесцветный газ с резким удушающим запахом и плотностью 2,93 г/нм3, SO2 растворяется в воде в соответствии с законом Генри.
При растворении с водой диоксид серы частично взаимодействует с водой, образуя слабую сернистую кислоту, которая диссоциирует на ионы водорода и сульфита:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.