Спосіб селективного некаталітичного відновлення оксидів азоту у відхідних газах

Изобретение относится к способам очистки выбрасываемых в атмосферу дымовых газов от оксидов азота и может быть использовано в металлургической, химической, энергетической и други х отраслях промышленности. Изобретение направлено на предотвращение загрязнения окружающей среды оксидами азота. Известен способ селективного некаталитического восстановления оксидов азота в отходя щих газах, в котором через водный раствор мочевины пропускают отходящие газы с температурой более 900°C [1]. Недостатки способа значительные капитальные затраты на абсорберы и низкая эффективность в интервале температур 700 900°C. Известен способ селективного некаталитического восстановления оксидов азота в отходящих газах, включающий их взаимодействие с карбамидом при 700 - 900°C, по которому для восстановления оксидов азота, в карбамид добавляют перекись водорода Использование этой технологии позволяет повысить степень восстановления оксидов азота до 60 - 70% [2]. К недостаткам этого способа относится дополнительный расход перекиси водорода реагентом и которая является дефицитным недостаточно высокая степень восстановления В основу изобретения положена задача разработки способа селективного некаталитического восстановления оксидов азота в отходящи х газах, который позволил бы достичь максимальной степени восстановления оксидов азота. Поставленная задача решается тем, что в известном способе некаталитического восстановления оксидов азота в отходящи х газах карбамидом, включающем взаимодействие отходящи х газов с карбамидом при 700 - 900°C, предусмотрены следующие те хнологические отличия: - карбамид перед взаимодействием с отходящими газами смешивают с сажей " и/или угольной пылью в весовом соотношении 1 : (0,05 0,1) и - равномерно подают на нагретую до 150 180°C поверхность при одновременном воздействии теплового излучения интенсивностью 10,5 - 16,8тыс.кДж/м 3 час и длиной волны 2 - 6 микрон; - карбамид используют в гранулированном виде. При смешивании гранулированного карбамида с сажей и/или угольной пылью, при равномерной подаче его на нагретую до 150 180°C поверхность происходит интенсивное испарение карбамида. При одновременном воздействии теплового излучения интенсивностью 10,5 - 16,8тыс.кДж/м 3 час и длиной волны 2 - 6 микрон получаются наиболее благоприятные условия для образования радикалов и впоследствии активносоединяющихся с оксидами азота с образованием молекулярного азота и водяных паров. Сажа и/или угольная пыль в весовом отношении к карбамиду (0,05 - 0,1) : 1 необходимы для повышения степени черноты карбамида и более быстрого его разложения при нагревании и тепловом облучении. При весовом соотношении 0,05 : 1 сажи и /или угольной пыли хва тает для покрытия гранул тонким слоем. Обычно дисперсность гранулированного карбамида не изменяется значительно и находится в определенном диапазоне. Кроме того, небольшой избыток сажи и/или угольной пыли необходим для поддержания восстановительной атмосферы в районе испаряющегося карбамида. При весовом отношении более 0,1 : 1 дополнительный положительный эффект не отмечается. Разложение карбамида начинается заметно при температуре 132,7°C (температура плавления). При нагревании до 150°C происходит интенсивное его испарение, которое наиболее целесообразно проводить при равномерной подаче карбамида на нагретую до 150 - 180°C поверхность. При повышении температуры поверхности выше 180°C образование радикалов и уменьшается, а при температуре 600 700°C прекращается совсем. Одним из необходимых условий образования радикалов и является одновременное воздействие на испаряющийся карбамид теплового излучения длиной волны от 2 до 6 микрон при интенсивности излучения не менее 10,5тыс.кДж/м 3 × час, что соответствует температуре отходящи х газов не менее 700°C. Степень восстановления в зависимости от интенсивности теплового излучения показана на фиг.1. Как видно из фиг.1, по мере увеличения интенсивности излучения от 10,5 до 16,8тыс.кДж/м 3 × час степень восстановления NHx увеличивается от 70 до 80%. Дальнейшее увеличение интенсивности излучения практически не влияет на увеличение степени восстановления На фиг.2 представлена схема реализации предложенного способа восстановления в газоотводящем тракте методической печи. Дымовые газы из методической печи 1 с температурой 700 - 900°C поступают в камеру дымоспада 2 и далее в рекуператор 9, котелутилизатор 10 и дымососом 11 через дымовую трубу 12 выбрасываются в атмосферу. Смешанный с сажей и/или с угольной пылью гранулированный карбамид 5 равномерно подается на нагретый до 150 - 180°C порог камеры дымоспада 6. На испаряющийся карбамид одновременно воздействует тепловое излучение стенок газохода, имеющего температуру 700 900°C. Пары карбамида 7 за счет подсоса через жалюзийную решетку 3 воздуха 4 уносятся в дымоотводящий тракт и смешиваются с дымовыми газами 8. При этом происходит восстановление При использовании карбамида в гранулированном виде степень восстановления в данном температурном диапазоне дымовых газов 700 - 900°C составляет 70 - 80%. Эффект повышения степени восстановления в интервале температур от 700 до 900°C будет наблюдаться и при подаче раствора карбамида при использовании заявляемого способа подачи по сравнению с известными. Использование же мочевины в виде гранул ведет к повышению степени восстановления оксидов азота в два раза по сравнению с подачей карбамида раствором. Объясняется это тем, что в присутствии воды протекают побочные эффекты реакции и снижается выход радикалов и играющих основную роль при восстановлении оксидов азота. Предлагаемый способ иллюстрируется таблицей. Как видно из таблицы, при повышении интенсивности излучения от 10,5 до 16,8 степень восстановления увеличивается от 68 до 79,2%, а при дальнейшем повышении интенсивности излучения увеличение степени восстановления резко замедляется. При использовании предложенного способа может быть достигнут (по сравнению с прототипом) значительный экологический эффект от сокращения величины ущерба окружающей среде, за счет повышения степени восстановления оксидов азота до 70 - 80%.