Ожогина Ольга Рэмовна. Очистка отходящих газов от оксидов азота амииносодержащими поглотителями

Краткое описание

Ожогина Ольга Рэмовна. Очистка отходящих газов от оксидов азота амииносодержащими поглотителями : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.01.- Нижний Новгород, 2000.- 118 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/1602-1

Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный технический университет
На правах рукописи
ОЖОГИНА ОЛЬГА РЭМОВНА
УДК 66.099.2.631.82
ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА
АМИНОСОДЕРЖАЩИМИ ПОГЛОТИТЕЛЯМИ
Специальность: 05.17.01 - Технология неорганических веществ
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: д.т.н., профессор Когтев С.Е.
Нижний Новгород 2000
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Основные источники загрязнения атмосферы оксидами азота
1.2. Организационно-технические мероприятия по снижению
содержания оксидов азота в газовых выбросах
1.2.1. Снижение температурного уровня в топке -.
1.2.2. Рециркуляция дымовых газов
1.2.3. Впрыск влаги или пара в топку
1.2.4. Ступенчатая подача топлива
1.2.5. Снижение коэффициента избытка воздуха в топке
и предварительный подогрев топлив.....
1.3. Окислительные методы
1.4. Восстановление оксидов азота
1.4.1. Термическое разложение оксидов азота на элементы
1.4.2. Каталитическое восстановление
1.4.3. Некаталитические восстановительные
и поглотительные методы
1.5. Сорбционные методы очистки отходящих газов
от оксидов азота
1.5.1. Абсорбционная очистка отходящих газов
1.5.2. Адсорбционная очистка
1.6. Цель и постановка задачи исследования
2. СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА МЕТИЛ ДИЭТАНОЛАМИНА  
з
3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОКСИДОВ АЗОТА С ОТХОДАМИ
ПРОИЗВОДСТВА МЕТИЛДИЭТАНОЛАМИНА 49
3.1. Исследование поглощения оксидов азота (II) и (IV)
аминосодержащим поглотителем в статических условиях 49
3.2. Поглощение оксидов азота поглотителем на основе
метилдиэтаноламина в динамических условиях 79
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕГЕНЕРАЦИИ И УТИЛИЗАЦИИ
ОТРАБОТАННОГО ПОГЛОТИТЕЛЯ 90
5. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОЦЕССА
ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА 94
ВЫВОДЫ 97
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 98
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 П4
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 117
ВВЕДЕНИЕ
Интенсификация производственных процессов сопровождается постоян¬ным техногенным и антропогенным загрязнением биосферы. Особенно остро встает вопрос загрязнения воздушного бассейна и его охраны от промышлен¬ных выбросов в городах и районах с большой плотностью техногенной застрой¬ки. Наиболее часто напряженная экологическая обстановка в крупных промыш¬ленных регионах создается за счет превышения гигиенических норм по содер¬жанию пыли, оксидов серы и азота и других токсичных компонентов.
Оксиды азота, присутствующие в атмосфере в низких (фоновых) концен¬трациях, играют жизненно важную роль в естественных процессах роста и раз¬ложения биомассы. Фоновые концентрации N2O, NO и NO2 соответственно имеют значения 0,25 • 10'3, 0,2 • 10'3 и 4 • 10~3 % [1] .
Однако, частое превышение фоновых концентраций оксидов азота в про-мышленных центрах, вызванное деятельностью химических, металлургических предприятий, энергетических установок различного уровня и возрастающим потоком автотранспорта, ставит оксиды азота в ряд наиболее распространенных и токсичных компонентов.
Так, по данным [2], в 1991 г. ТЭС России выбросили в атмосферу 1,64- 106т оксидов азота, один автомобиль в среднем выбрасывает 40 кг окси¬дов азота, а общий объем выбросов оксидов азота из антропогенных источников составляет почти 50 млн. т в год [3].
Сосредотачиваясь в больших объемах в атмосфере, оксиды азота являют¬ся причиной ухудшения здоровья населения, выпадения кислотных дождей и накопления в продуктах сельского хозяйства нитратов и нитритов. Трансгранич¬ный перенос оксидов азота приводит к нанесению экологического ущерба во всех регионах земного шара.
Существующие в промышленности методы очистки газовых выбросов от оксидов азота охватывают в основном азотнокислотные установки, установки денитрации отработанной серной кислоты и процесса травления металлов, где концентрации оксидов азота в выхлопных газах относительно велики (от 0,05 до 3,0%) [4], и объем выбросов сравнительно небольшой.
Однако, несмотря на применение дорогостоящих катализаторов и дефи¬цитных реагентов, степень очистки газов от оксидов азота не превышает на практике 70-80%.
На теплоэнергетических установках единичный источник дает значитель¬ный объем выбросов (100-500 тыс. м3/ч), а содержание оксидов азота в выбра¬сываемых газах колеблется в пределах 200-1000 мг/м3 [2], что затрудняет при¬менение традиционных методов очистки, таких как каталитическое восстанов¬ление и абсорбция щелочными или аммиачными растворами. В связи с этим проблема очистки газовых выбросов промышленности и дымовых газов энерге¬тических установок остается актуальной.
Поэтому целью данной работы явилось исследование и разработка про¬цесса поглощения оксидов азота полимерными синтетическими сорбентами и аминосодержащими промышленными отходами.
Работа выполнялась в соответствии с планом работ фонда поддержки мо¬лодых ученых и специалистов при РАН ГРАНТ А 3.16. (приказ Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ от 3 февраля 1993 г. № 14) по координационному плану проблемного совета “Экологические технологии” комплексной программы Минвуза РФ “Человек и окружающая среда. Проблемы охраны природы” (шифр проблемы 014.05.03), а также планом хоздоговорных и госбюджетных работ по -заказам предприятий Министерства промышленности, Дзержинского городского комитета по охране природы и рациональному ис¬пользованию природных ресурсов и Нижегородского государственного техниче¬ского университета.

Список литературы

ВЫВОДЫ
1. Предложен новый поглотительный раствор оксидов азота, представляющий собой кубовый остаток производства МДЭА.
2. Исследован состав и физические свойства предлагаемого поглотителя и его водных растворов, включая плотность, вязкость, упругость паров, поверхно¬стное натяжение, температуры вспышки, кипения, самовоспламенения.
3. Изучено взаимодействие оксидов азота с кубовыми отходами производства МДЭА. Установлено, что в статических условиях поглотительная способ¬ность по диоксиду азота в температурном интервале 10-70°С составляет
0, 38-0,78 г/г, по монооксиду азота в температурном интервале 20-100°С 0,058-0,03 г/г при начальном содержании оксидов азота 4-Ю'4 моль/л. Отме¬чено наличие максимума поглотительной способности по диоксиду азота при температуре 70°С.
4. Показано, что при разбавлении газового потока, содержащего монооксид азо¬та, воздухом, степень очистки увеличивается за счет окисления мопооксида азота в диоксид.
5. Кинетическими исследованиями определены значения константы скорости, порядка реакции и энергии активации взаимодействия оксидов азота с отхо¬дами производства МДЭА. Показано, что при времени кон тактирования газа с поглотителем более 1с достигается степень очистки на уровне 100%.
6. Показана эффективность утилизации отработанного отхода производства МДЭА, насыщенного оксидами азота, методом сжигания.
7. Предложена принципиальная технологическая схема и режим очистки газо¬вых выбросов от оксидов азота, отработанный на пилотной установке очист¬ки отходящих газов концентрирования серной кислоты. Ожидаемый предот-вращенный экономический ущерб загрязнения атмосферы оксидами азота, выбрасываемыми установкой мощностью 150000 т/год, составит 160412,31 рублей в год.