Спосіб очищення газів від оксидів азоту

Винахід відноситься до способу очищення промислових газів від оксидів азоту шляхом їхньої абсорбції розчином металокомплексної сполуки і може бути використаний для очищення нерегулярних викидів, що відбуваються в процесах травлення металів у присутності азотної кислоти, при одержанні нітратів, плазменного різання металів, у чорній металургії і теплоенергетиці. Відомі способи очищення промислових газів від NOx з використанням у якості неорганічних або комплексних сполук з наступною їхньою регенерацією. Наприклад, як поглинач використовувалася суміш ЕДТА і Fe2+, a регенерацію робили SO2 [1] або гідразином [2]. Як прототип обраний спосіб очищення газів від оксидів азоту, який включає їхню обробку розчином внутрікомплексної сполуки пентаціаноаквофератом у присутності відновлювача аміаку, причому газ, що очищається, попередньо змішується з аміаком у певних пропорціях]. Але при нейтралізації нерегулярних викидів ефективність очищення знижується, виникають складності з регулюванням кількості відновлювача аміаку, процес включає необхідність постійної витрати дорогого відновлювача NH3. Задача винаходу - розробка ефективного, економічного, безвідхідного способу очищення промислових газів, у тому числі, нерегулярних викидів, від оксидів азоту. Поставлена задача вирішується тим, що у способі очищення промислових газів від оксидів азоту шляхом їхньої обробки розчином комплексної сполуки у якості абсорбента використовують розчин відновленої гетерополісполуки загальної формули ЭМе nqМе12-nq-1O40p-, де Э=Р, Si, Ga та ін. Me=Mo, W, V, а поглинальну здатність регенерують шляхом хімічного або електрохімічного відновлення. Здатність гетерополісполук (ГПС) до швидкого й оборотнього хімічного або електрохімічного відновлення можна проілюструвати наступними рівняннями ЭVnIVМo12-nVIО40(3+2n)+NOx=ЭVnVМо12-nVIО40(3+n)+N2 (поглинання) ЭVnVМо12-nVIО40(3+n)+ne=ЭVnIVМo12-nVIО40(3+2n) (регенерація) Як окисну суміш використовують розчини попередньо відновлених молібдофосфорної (Н3РМo12O40) кислоти, молібдованадофосфата натрію (Nа6 Н3РV3Мо9O40) та ін. Відновлення ГПС проводять сульфатгідразином, воднем, іншими хімічними відновлювачами або електрохімічно з застосуванням вугільних електродів. Найбільш зручним є електрохімічне відновлення, цим же способом проводять регенерацію відпрацьованого розчину. Приклад 1 Газова суміш, що містить 5% NOx, пропускалася через розчин, який вміщує 0,01моль/л Na5PMo2VMo10vIO40 Розчин абсорбенту був приготовлений із продажного реактиву молібдофосфорної кислоти. Відновлення на 1/6 частину усього МоVI до Мо вимагає для 1л розчину 2-х годин електролізу на вугільних електродах площею 30см2. Контакт газу з поглиначем здійснювався в статичному режимі. Порівняльні результати поглинання NOx різними поглиначами приведені в таблиці 1. Таблиця 1 Поглинання NOx різними поглиначами. C(NOx)=5-2об % Поглиначі NOx Вода NaOH ГПС C(NOx), % 1,10 0,10 0,06 Ступінь поглинання 79,0 98,8 99,0 Приклад 2 Суміш оксидів NO і NO2 (1:1) по 1-5% пропускалася через 0,01М розчин відновленої молібдофосфорної кислоти. Контакт газу, як і в прикладі 1, здійснювався в статичному режимі. Вміст оксидів азоту в газі після проходження через барботери з поглинальним розчином у всіх дослідах не перевищував 0,1% (об.). Поглинальні властивості розчину 0,01М МФС (відновленої молібдофосфорної гетерополікислоти H5PMo2VMo10VIO40) цілком регенеруються при наступному електролізі протягом не менш чим 50 циклів, без істотної втрати речовини. Приклад 3 Умови проведення лабораторного експерименту по вивченню ступеню поглинання NO були оптимально наближені до промислових, контакт газу з поглинальним розчином здійснювався в динамічному режимі. Газ пропускали через абсорбційний стовпчик, заповнений скляними бусинками або трубочками. Зрошення стовпчика проводили зі швидкістю 0,8-1,2м3 у годину, при цьому витрата ГПС складала 0,7л/годину. У таблиці 2 приведені дані, що дозволяють обґрунтувати вибір гетерополісполуки у випадку використання ванадійвміщуючих комплексів. Таблиця 2 Поглинання оксиду азоту (II) розчинами ГПС ванадію ГПС-Vn Nа3НРVМо11O40 Nа3Н3РV3Мо9O40 Ступінь відновлення ГПС, % 36 42 Вміст NO після поглинання 0,67 0,14 Ступінь поглинанн NO,% 76 96 Nа3Н3РV6Мо6O40 75 0,93 67 Примітка: Вихідний вміст оксиду азоту в суміші - 2,8%. Спосіб забезпечує ефективну нейтралізацію промислових газів від оксидів азоту, причому на відміну від існуючих він є фактично безреагентним (в одній з модифікацій способу як нейтралізатор виступає електричний струм), дає екологічно безпечний і замкнутий цикл очищення, відсутня необхідність частої заміни абсорбенту або видалення продуктів взаємодії оксидів азоту з поглинаючим розчином. Можливий легкий контроль за поглинальними властивостями розчину. Сам абсорбент може бути отриманий простим шляхом при змішуванні розчинів доступних речовин або приготовлений з існуючих комерційних препаратів. Джерела інформації: 1. Патент Японії. №53-91074, 1978p. 2. Патент Японії. №53-10029, 1978p. 3. AC CPCP. №1106530,1982p.