Метод очищення газових викидів від окислів азоту

ДЛЯ СЛУЖІЬКОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ № СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН (5П5 Ц .01 Р .53/36 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР 1 (21) 4635*10/26 (22) 12.01.89 (72) А.И.Поджарскнй, Б.Д.Жигайпо, Н.Н.Суворова, С.В.Данилова, Б.Э.Васильев и А.Б.Вишницкий (53) 66.074.66(088.8) (56) Авторское свидетепьство ЧССР № 196549, кл. С 01 В 21/20, 1982. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА (57) Изобретение относится к технологии очистки газовых выбросов от оксидов азота, прменяемой в производстве азотной кислоты и позволяющей снизить остаточную концентрацию N0* и КН j в газовых выбросах. Газо зые выбросы, содержащие Ш д и Ш д , пропускают последовательно через два слоя катализаторов на основе оксидов переходных металлов, нанесенных на активный Al^O^. В качестве первого слоя используют катализатор, содержаний, мас.%: V ^ O ^ 1-30, Mn(>2 1-3J, АІ^О з остальное, при общем содержании У - О - и MnO« S40 мас.%, или катализатор, содержащий, мас.%: CuO 4-JO, ZnO 1-30, А]г 03 остальное, при общем содержании CuO и ZnO 5-40 мас.%, или катализатор, содержащий, мас.%: М п О 2 4-30, V^O^3-15, С г 2 0 ^ 1-15, Algpj остальное, при общем содержании ИпО^, V 2 0^и Сг^О^, равном 9-34 мас.%. В качестве второго слоя используют катализатор, содержащий, мас.%: МтгО^ ),5-5, Vt0s 0,5-5, С г г 0 3 5-33, \ ] г 0 3 остальное. Процесс ведут при температуре в зоне реакции 240-360 С, соотношении объемов катализаторов первого и второго слоев 1:1 - 3:1 и объемной скорости газа 2000-30000 ч~*. 1 з.п. ф-лы, 6 табл. і Изобретение относится к очистке газовых выбросов от оксидов азота и может быть использовано в производстве азотноп кислоты. Цель изобретения - снижение оста1 очной концентрации оксидов азота и аммиака в газовых выбросах. П р и м е р 1. Были приготовлены в лабораторных условиях экспериментальные образцы катализаторов первого слоя - на основе оксидов ванадия и марганца, нанесенных на активный оксид алюминия, и второго слоя - на основе оксидои хрома, ванадия и марганца, нанесенные, на активніш оксид алю35-91 миния, соответствующие по составу заявляемым образцам, а также катализатор первого слоя на основе оксидов ванадия, нанесенных на активный оксид алюминия, и катализатор второго слоя на основе оксидов железа ихрома, соответствующие по составу прототипу. Эти образцы помещались в кварцевый реактор внутренним диаметром 34 мм в виде двух слоев. Общий объем катализаторов первого и второго слоев в результате испытаний оставался неизменным и составлял 45 с м 3 . Объем катализаторов первого слоя составлял 15, 22,5, 30, 3 33 и - 5 см , объем катализаторов втоЇ frit 1679697 виях ио примеру 1. Результаты испытаporo слоя соотнетственно составлял 3 ния катализаторов приведены в табл.5. 30, 22,5, 15, 12 и 10 см , при этом Они получены при 24О°с. отношение объемов катализаторов первого и второго слоев составляло 0,5: _ П р и м е р 6. Образгрїі каталиаато;1, 1:1, 2:1, 3:1 и 3,5:1. Испытания ров^по составу соответствующие изобпроводили при атмосферном давлении, ретению,испмтьшали в условиях по притемпературе 24О°С, с использованием меру 2 при объемной скорости 15 тыс.ч. , газовой смеси с содержанием компоненотношении объемов катализаторов 2 : 1 . тов (.мае./О, NOy - 0,18 (степень ОКИС-JQ Результаты испытаний приведены ления N0 в N 0 ^ - 30%), Ш 2 - 0,21, 0^ в табл. 6. 3,5, ИяО - 3,0, ачот - остальное. Как следует из таблиц, предлагаеРасход газовой смеси в процессе испымый способ позволяет снизить остаточтаний менялся и составляет 90, 6 75, ную концентрацию оксидов азота до 38э 1350 и 1575 дм /ч, при этом объемная f5 63 ррга против 65 ррт в известном споскорость газа соответственно составсобе и концентрацию аммиака до 7ляла 15, 30 и 35 тыс. ч , Результаты 19 ррт против 20 ррт в известном споиспытаний приведены в табл. 1. собе. П р и м е р 2. Образцы катализатои з о б р е т е н и я ров по составу, соответствующие изоб- 20 Ф о р м у л а ретению и прототипу, испытывали, из1. Способ очистки газовых выброменяя температуру от 230 до 3/0°С сов от оксидов азота селективным воспри объемной скорости газа 16 тыс.чГ , становлением аммиаком при их последоотношении объемов катализаторов первого и второго слоев 2:1 и остальных 25 вательном пропускании через два слоя катализаторов на основе оксидов переусловиях по примеру 1. Результаты ходных металлов, о т л и ч а ю щ и й приведены в табл. 2. П р и м е р 3. Были приготовлены в лабораторных условиях экспериментальные образцы катализатора первозо го слоя - на основе оксидов меди и цинка, нанесенных на активный оксид алюминия, и образцы катализаторов второго слоя - на основе оксидов хрома, ванадия и марганца, нанесенных' -зс на активный оксид алюминия, соответствующие по составу заявляемым образцам. Испытания проводили в условиях по примеру 1. Результаты испытания катализаторов при 240 С приведены в 40 табл. 3. П р и м е р 4. Образцы катализаторов по составу, соответствующие изобретению, испытывали в условиях по примеру 2 при объемной скорости 45 15 тыс. ч.~1 , объемном отношении катализаторов 2:1. Результаты испытания приведены в табл. 4. П р и м е р 5. Были приготовлены в лабораторных условиях эксперименeg тальные образцы катализатора первого слоя - на основе оксидов марганца, ванадия н хрома, нанесенных на активный оксид алюминия и образцы катализаторов второго слоя - на основе оксидов хрома, ванадия и марганца, на- 55 несенных на активный оксид алюминия, соответствующее по составу заявляемым образцам. Испытания проводили в уело с я тем, что, с целью снижения остаточной концентрации оксидов азота и аммиака в газовых выбросах, в качестве первого слоя используют нанесенные на активный оксид алюминия оксиды ванадия и марганца при их общем содержании 5-40 мас.% и следующем содержании ингредиентов, мас.%: оксид ванадия (V) 1-30, оксид марганца (IV) 1-30, оксид алюминия - остальное, или оксиды меди и цинка при их общем содержании 5-40 мас.% и следующем содержании ингредиентов, мас.%: оксид меди ( I I ) 4-30, оксид цинка 1-30, оксид алюминия - остальное, или оксиды марганца, ванадия и хрома при их общем содержании 9-34 мас.% и следующем содержании ингредиентов, мас.%: оксид марганца (IV) 4-30, оксид ванадия (V) 3-15, оксид хрома ( I I I ) - 1-15, активный оксид алюминия - остальное, а в качестве второго слоя используют нанесенные на активный оксид алюминия оксиды марганца, ванадия и хрома при следующем содержании ингредиентов, мас.%: оксид марганца - (IV) 0,5-5, оксид ванадия (.V) 0,5-5, оксид хрома ( I I I ) 5-30, оксид алюминия - остальное . 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс очистки ведут при объемной скорости газа 16 79697 1 2000-ЗПООО ч- , температуре в зоне реакции 24О-36ОЙС и соотношении объе мов катализаторов слоев 1 : 1-3; 1 1 первого и второго . ?> v. « Т а б л и ц а При- Массовая доля активных, компонентов мер в катализаторе, % I СЛОЙ V205 J НпОг 3 4 5 6 1 1 . 4 15 5 10 20 30 5 5 30 *• 8 9 10 11 4 мн 3 MnOz 2:1 J 0,5 0,5 3,0 NH, • * N0x 12 10 58 50 53 47 46 48 з,о 3,0 5,0 5,0 50 53 11 55 45 10 8 50 43 44 7 9 3:< 54 NO X 15 13 15 13 11 10 11 54 & І 56 49 47 44 42 57 17 16 18 17 15 13 14 57 59 53 60 19 18 16 18 59 60 56 56 60 19 1S 19 18 19 Объемная скорость газа 15 тыс . Ч. ' 1 4 1 30 10 V^Oj 0,5 0,5 3,0 3,0 3,0 5,0 5,0 15 15 15 30 10 20 10 30 1:1 Объемная скорость газа 2 тыс. ч г* "Г- ' 4 •2 t Состав очищенного газа, ррт , при отношении объемов катализаторов первого и второго слоев II слой CrzO3 1 10 30 5 5 30 . зо • 58 60 6П 62 0,5 0,5 5,0 5,0 0,5 0,5 5,0 5,0 1513 9 11 16 17 12 53 58 55 58 14 Объемная скорость газа 30 тыс .чГ< 12 13 14 15 16 4 1 4 1 5 5 5 15 15 10 30 30 10 0,5 0,5 3,0 5,0 5,0 30 30 60 63 59 0,5 0,5 3,0 5,0 5,0 17 16 17 13 16 58 61 17 18 18 16 18 58 61 60 54 59 Т.а б л и ц а 2 Пример Температура, С I 230 240 Состав очищенного г а з а , N0. 1 2 3 4 Г NH, | N0, 72 78 75 80 35 38 53 40 34 300 58 55 58 | ррт НН, | Н0х | NH 3 | НОХ 38 45 40 47 10 12 43 8 46 8 50 13 18 13 12 370 J HH, 16 I 17 12 14 52 NH 66 72 69 76 32 34 38 32 1679697 Т а б пи ц а3 Пример "Г" Состав пчищенного газа, ppm, при отношеьиіі объемов катализаторов первого и второго слоев Массовая доля активных Компонентов в катализаторе, % I слой 1 2 3 4 5 6 1Ь 5 20 30 10 10 20 10 30 15 15 30 30 7 8 9 10 4 15 30 10 1 10 30 5 15 30 30 11 12 13 15 30 1 5 10 Объемная скорость гая л 2 т ые . ч . 48 14 15 0,5 5J 0,5 46 13 50 М з,о 3 , 0 8 45 3,0 49 9 3,0 42 8 10 45 3,0 3,0 45 9 50 8 5,0 5,0 12 48 52 5,0 5,0 Объемная скорость газа 15 тыс . 4 . 14 51 55 13 0,5 0,5 54 13 57 15 0,5 0,5 10 55 11 5,0 58 5.0 57 12 5,0 5,0 60 Объемная скорость газа 30 тыс . 4 . 57 17 0.5 60 19 0,5 58 18 16 3.0 3,0 60 54 16 5,0 58 15 5.0 5 15 5 15 30 4 1 ю. 5 4 3:1 2:1 II слой 51 52 51 45 52 54 56 58 59 62 17 16 14 15 59 56 57 ч, 18 14 12 15 14 16 19 18 18 Т а б л и ц а 4 Температура, С Пример 240 230 300 370 360 Состав очищенного газа, ррт NH. im 35 33 34 32 74 75 77 68 NO. 51 54 55 57 14 13 11 12 NH. 39 42 42 45 10 9 7 7 48 5/ 58 60 12 16 15 13 66 70 71 70 Та б л я п * 5 Пример Массовая доля акт-иптяс кпчтнемтт катали-ніторе, І Ї слой 1.1 спой 1 2 3 4 5 6 7 4 А 5 15 11 15 15 J і 3 7 11 15 4 ? 1 1 7 11 а