Спосіб тонкої очистки коксового газу від оксидів азоту (іі)

1 Спосіб тонкої очистки коксового газу від оксиду азоту (II), який включає обробку коксового газу в зоні електророзряду, який відрізняється тим, що 1-2 % від загальної КІЛЬКОСТІ КОКСОВОГО газу, який відбирається після очистки від бензолу, обробляється в зоні тихого розряду в генераторі радикалів для синтезу радикалів НО2, NH£ з попереднім дозуванням в потік, що відбирається, аміаку і подальшим дозуванням збудженого потоку, що відбирається, в загальний потік коксового газу, перед водною промивкою коксового газу очистки від оксиду азоту (II) 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що концентрація аміаку в потоці, що відбирається, 20-30 3 мг на 1 м байпасного потоку 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що час синтезу радикалів НО 2 , тобто час перебування потоку, що відбирається, в генераторі радикалів не 2 повинен перевищувати 10 секунди 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що час життя радикалів НО 2 , тобто час між виходом збудженого потоку, що відбирається, з генератора радикалів й змішуванням його з загальним потоком не повинне перевищувати 10 2 секунди 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що використовується тихий розряд, а напругу в генераторі радикалів підтримують від напруги запалювання тихого розряду до 10 кВ 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що азотну кислоту, яка утворилася, поглинають в абсорбері водою 7 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що, як генератор радикалів використовують генератор озону (О 00 Винахід відноситься до способу тонкої очистки коксового газу від оксидів азоту (II) при виробництві аміаку До цього часу відома значна КІЛЬКІСТЬ методів тонкої очистки коксового газу від оксидів азоту (II) Один з методів є каталітичне відновлення (див патент Франції 2350193, кл В01Д53754, 1975р) Агрегат каталітичної очистки складається з реактору, теплообмінника й скруберу В якості каталізатору використовується паладій, платина, барій нанесені на оксид алюмінію або кераміку, неплатинові каталізатори, приготовлені на оксидах МІДІ та хрому Недоліком методу є те, що каталізатор поступово знижує свою каталітичну активність за рахунок отруєння каталітичними отрутами Для відновлення каталітичної активності використовують регенерацію, що погіршує економічні показники процесу Крім того цей метод потребує додаткових непромислових витрат на разогрів потоку коксового газу Відомий спосіб тонкої очистки коксового газу від оксидів азоту (II) газофазним окисненням (див журнал " Кокс и химия", 1976, №4, с 2 5 - 2 7 Каплина Е Г , Шевчук В , Белова О И " Очистка коксового газу от окиси азоту"), який базується на газофазному окисненні оксиду азоту (II) до оксиду азоту (VI) в полих теплоізоляційних ємкостях при температурі 380К й тиску 1,84 - 1,9МПа, де відбувається процес окиснення й нітрування органічних сполук Ступінь очистки газів в полих ємкостях збільшується зі збільшенням вмісту оксиду азоту (II), але не перевищує 90% Процес лімітується вмістом кисню в газі До недоліків методу очистки є багатостадійність, складне апаратне оформлення, необхідність проведення процесу при підвищеній температурі й тиску Тривалий час контактування потребує вели 00 ю 58186 ких об'ємів апаратів кисень на певному рівні, що значно ускладнює Відомий спосіб тонкої очистки кокосового газу апаратне оформлення від оксидів азоту (II) газофазним озонуванням В основу винаходу поставлено задачу очи(див а с СРСР 88845, МКИ В01Д53/100, 1975р), щення коксового газу від оксиду азоту (II) з викощо базується на окисненні оксидів азоту (II) озористанням в якості джерела радикалів NH*2 аміак ном Використання озону, як сильного окислювача шляхом пропускання 1 - 2% по об'єму від загальв декілька сотень разів прискорює реакцію окисного потоку коксового через генератор радикалів нення оксиду азоту (II) в оксид азоту (IV) при знигазу з попереднім дозуванням аміаку в потік, що жених температурах газового потоку відбирається і подальшим поверненням потоку, що відбирається, в загальний потік Недоліком газофазного озонування є те, що 3 присутність озону в потоці коксового газу призвоКонцентрація аміаку становить 20 - 30мг/м дить до нітрування й окиснення вуглеводів етилеЧас перебування потоку, що відбирається в ного ряду, ацетилену й дієнових вуглеводнів, що генераторі радикалів не повинен перевищувати 10 2 призводить до утворення "летких" нітросмол, озосекунди нидів, пероксидних сполук - речовин термодинаміЧас між виходом з генератору радикалів і змічно нестійких, здібних до розкладання й може пришуванням з загальним потоком не повинен пере2 звести до вибуху Крім того, при використанні вищувати 10 секунди газофазного озонування при очистці кокосового В генераторі радикалів використовується тигазу від оксиду азоту (II) в коксовому газі присутній хий розряд Напруга в генераторі радикалів від кисень, що недопустимо, тому що кінцевий пронапруги запалювання до 9кВ дукт переробки є водень Азотну кислоту, яка утворилася поглинають водою Відомий спосіб, який полягає в пропусканні кокосового газу через електрофільтр, електроди В якості генератору радикалів використовують якого дають кистьовий розряд (див журнал "Кокс и генератор озону химия", 1977, №5, с 3 1 - 3 4 Кипоть Н С , БродоВ результаті радикальних процесів з оксиду вич А И , Зайченко В М "Очистка коксового газу от азоту (II), NH 2, НО 2 й парів води синтезується окислов азота в электрофильтрах с кистевым разазот, а також азотна кислота та нітрат амонію, рядом") Озон, який генерується на кистьовому котрі поглинаються водою Процес по зниженню розряді вибірково вступає в реакцію з оксидом вмісту оксиду азоту (II) базується на наступних азоту (II) й подальшому фіксується в вигляді нітреакціях ропродуктів й видаляється з газовим потоком Перший шлях ІЧНз —> NH 2 + Н Глибина очистки від оксиду азоту (II) за даним NH*2+ N O ^ N 2 + Н2О способом залежить від величини подаваемо'і наДругий шлях Н + О2 —> НО 2 пруги 18кВ - 27%, 32кВ - 81%, 41 кВ - 93% Такі НО*2 + N0 -н. HNO3 данні отримано для концентрацій оксидів азоту 2 На фіг 1 показана технологічна схема тонкої 3 Змг/м Суттєво впливає на глибину очистки коксоочистки коксового газу від оксидів азоту, на фіг 2 вого газу від оксидів азоту (II) початкова концентпредставлені залежності зміни концентрації оксиду рація - зі збільшенням її відбувається зниження азоту (II) від напруги при різному часі перебування глибини очистки потоку в генераторі радикалів Недоліком даного методу є необхідність викоТехнологічна схема за способом містить комристання високої напруги, швидкий вихід з ладу пресор 1, змішувач 2, генератор радикалів 3, абізоляторів генеруючого озон апарату Крім того, сорбер 4, насос 5 озон, який генерується в потоці коксового газу, Спосіб здійснюється таким чином від потоку призводить до нітрування й окиснення вуглеводів коксового газу після очистки від бензолу (фиг 1) етиленого ряду, ацетилену й дієнових вуглеводнів, відбирається за допомогою компресору 1 1 - 2% що призводить до утворення "летких" нітросмол, по об'єму від загального потоку коксового газу куозонидів, пероксидних сполук - речовин термодиди дозується в змішувачі 2 аміак в КІЛЬКОСТІ 20 намічно нестійких, здібних до розкладання й може 30мг/м і направляється в генератор радикалів З, призвести до вибуху де під дією електричного розряду в потоці відбувається синтез радикалів НО 2 Напруга в генераПрототипом запропонованого способу є меторі радикалів від напруги запалювання тихого тод, який полягає в пропусканні 1 - 2% від загальрозряду до ЮкВ В якості генератору радикалів ного потоку коксового газу через генератор радивикористовується генератор озону Відібраний калів з поверненням в загальний потік і потік після генератору радикалів повертається послідуючим абсорбуванням азотної кислоти, яка перед водною промивкою коксового газу очистки утворилася, в насад ковому абсорбері вовід оксиду азоту (II) в загальний потік коксового дою (заявка на патент України №2002032455 від газу При цьому в коксовому газі з оксидів азоту(ІІ) 28 03 2002) В якості генератору радикалів викориі радикалів НО 2 утворюються азотна кислота і стовується генератор озону В генераторі радиканітрат амонію, які абсорбуються в абсорбері 4 волів, під дією електричного розряду з кисню і водню дою Очищений газ після абсорберу направляєтьутворюються радикали НО 2 Після генератору ся на подальшу очистку від оксиду вуглецю (IV) й радикалів потік, що відбирається повертається в води Вода з абсорберу насосом 5 подається назагальний потік коксового газу зад в абсорбер Недоліком даного методу є те, що використовується цільовий продукт водень Крім того метод Процес було проведено при різних напругах для попередження виникнення вибухових сумішей генератору радикалів й різному часі перебування потребує постійного контролю відношення водень потоку в генераторі радикалів По отриманим да ним можна зробити висновок, що цим методом можна очистити коксовий газ від оксидів азоту (II) При даному процесі відсутні корозійні явища, тому що в генераторі радикалів розряд відбуваються між електродами, які мають покриття зі скла, кераміки чи емалі Як видно з фіг 2 зміни концентрації оксиду азоту (II) при часі перебування потоку в генгенраторі радикалів рівному 0,76с більші ніж при часі 0,38с За кривих 1 і 2 фіг 2 видно, що найбільш оптимальною напругою є 6 - 8кВ При збільшені напруги спостерігається зменшення очистки коксового газу від оксиду азоту (II) В таблиці 1 наведені експериментальні дані, які були використанні для створення технологічної схеми тонкої очистки коксового газу від оксиду азоту (II) Техніко-економічна ефективність полягає в тому при використані даного методу очистки кок 58186 сового газу від оксиду азоту (II) досягається більша ступінь очистки при значно нижчій собівартості За рахунок цього загальна собівартість аміаку і іншої продукції яка пов'язана з ним зменшується Спосіб є "промислово використовуваним", так як не потребує координальних змін в технології виробництва Таблиця 3 Дані експериментів при ВМІСТІ аміаку 20 - 30мг/м Час перебування газу в CNO генераторі начал 3 мг/м радикалів, с 0 76 60 0 38 25 CNO кінцева , мг/м' 5 6 7 8 9 28 18 20 5 11 20 11 23 12 28 19 -*-t=0 76с ФІГ Комп'ютерна верстка М Клюкш 5 Напруга, кВ =0 38с фіг 2 1 Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна