Метод очищення газових викидів від окислів азоту

Изобретение относится к технологии очистки газовых выбросов от N 0 x , применяемой в производстве азотной кислоты и позволяющей снизить о с т а точную концентрацию оксидов азота и аммиака в газоинх выбросах. Газовые выбросы, содержащие N0* и NH S ,пропускают последовательно через два слоя катализаторов. Первым слоем служат катализаторы при следующем содержа Изобретение относится к очистке газовых выбросов от оксидов азота и может быть использовано в производстве азотной кислоты. Цель изобретения - снижение о с т а точной концентрации оксидов ачота и аммиака в газовых выбросах.. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р К Выли приготовлены в лабораторных условиях экспериментальные образцы катализаторов первого слоя - на основе оксидов ванадия и марганца,, нанесенных на активный оксид алюминия,, и второго слоя - на осн 1 оксидов железа и хрома с добавка 35-91 нии ингредиентом, мае. I: V^o ^ 1-J0, МпО ^ 1~30, лктиниын А1^_(і з t:t;*~ т а л ы ю е при обшрм содерхании V 2 f ' s и МпО2 5-43 мас.%, или СиО 4-3'), ZnO 1-30, активный А1 г О э остальное при общем содержании СиО и ZnO 3-15, Сг^>3 1 — J 5» активны! ЛІ 2 ° з остальное при общем содержании їїтіО^, ^ г О си СгрОц 9~ЗЬ мяс.%. Вторим споем служит катализатор при следугадем содержании ингредирт т о в , маг.%: Сг 2 0-з 5-Ю, связанная серл в пересчете па S0^ 0, 2-J, 8 , р CMJ . Объем катализаторов первого слоя составлял 15, 30, 33 и 15 с м 3 , об^ем каталиов второго слоя соответственно 16/9698 составлял 30, 22,5, 15, 12 и 10 с м 3 , при этом от потение объемов катализаторов первого и второго слоев составляло 0 , 5 : 1 , 1:1, 2 : 1 , 3:1 и 3,5:1 . Испытания проводили при атмосферном давлении, температуре 240°С с использованием газовой смеси с объемными долями компонентов, %: N0x 0,18 (степень окисления N0 в N0^ 30%), NH3 J0 0,21, 0^ 3, r ) 5 H 2 0 3,0, ачот остальное. Расход гаїовоч смеси в процессе испытаний менялся и составлял 90, 675, 1350 и 15/5 дм 3 /ч, при этом объемная скорость газа соответственно состав- ]$ ляла 2,15,30 тыс, ч~*. Состав катализаторов и результаты их испытаний при температуре 240 С приведены в табл. 1, П р н м е р 2. Образцы каталпзато- 20 ра_ испытывали,изменяя температуру от 230 до 37О°С, при объемной скорости газа 15 тыс. ч~ , отношении объема к а тализаторов первого и второго слоев 2:1 и остальных условиях по примеру 1.25 Результаты приведены в табл. 2, П р и м е р 3. Были приготовлены в лабораторных условиях экспериментальные образцы катализаторов первого слоя - на основе оксидов меди и цинка.JQ нанесенных на активный оксид алюминия, и образцы катализаторов второго слоя на основе оксидов железа и хрома с добавками соединений серы, соответствующие по составу заявляемым образцом.-ас Испытания проводили при 240 С в условиях по примеру 1. Результаты испытания катализаторов приведены в т а б л . 3 . П р и м е р а . Образцы катализаторов испытывали в условиях по примеру ^40 при объемной скорости 15 тыс.ч ' и соотношении объемов катализаторов 2 : 1 . Результаты испытания приведены в табл. 6. Как следует из примеров, прадлагаемый способ позволяет снизить остаточное содержание NOjj в газовых выбросах до 44-64 ррт против 65 ррт и ос~ таточное содержание Ш 3 д о 10-19 ррт против 20 ррт в известном способе. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота селективным восстановлением аммиаком при последовательном пропускании через два слоя к а т а лизаторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения остаточной 'концентрации оксидов азота и аммиака п газовых выбросах, в качестве первого катализатора используют нанесенные па активный оксид алюминия оксид ванадия (V) и оксид марганца (IV) при их общем содержании 5-40 мас.% и при следующем содержании ингредиентов, мае.%: Оксид ванадия (V) 1-30 Оксид марганца (!>)) ' 1-30 Активный оксид алюминия Остальное или оксид меди ( I I ) и оксид цинка при их общем содержании 5-40 мас.% и при следующем содержании ингредиентов, мае.%: Оксид меди ( I I ) 4-30 Оксид цинка 1-30 Активный оксид алюминия Остальное пли оксид марганца (IV), оксид ванадия (V) и оксид хрома ( I I I ) при их общем содержании 9-34 мас,% и при следующем содержании ингредиентов, мае.%: Результаты испытания приведены в табл. 4. П р и м е р 5. Были приготовлены в лабораторных условиях эксперименОксид марганца (IV) 4-30 тальные образцы катализатора первого 45 Оксид ванадия (V) 3-15 слоя - на основе оксидов марганца, Оксид хрома ( I I I ) 1-15 ванадия и хрома, нанесенных на активАктивный оксид алюный оксид алюминия, и образцы каталиминия Остальное заторов второго слоя - на основе оксидов железа и хрома с добавками $0 а в качестве второго катализатора используют оксидный железохромовыи соединений серы, соответствующие покатализатор при следующем содержании составу заявляемым образцам. ИспытаD ингредиентов, мае.%: ния проводили при 240 C в условиях по примеру 1. Результаты испытания Оксид хрома ( I I I ) 5-10 приведены в табл. 5. Связанная сера в ее пересчете на триП р и м е р 6. Образцы катализаоксид серы t 0,2-0,8 торов, по составу соответствующие опыОксид желетам, испытывали в условиях по примеру 2, за (III) Остальное 6/9698 2. Способ по п . 1, о т л и ч а ющ и и г я тем, что процесс очистки ведут при температуре в яоне реакции 24О-16О°С, объемной скорости 2000 J0000 ч" и соотношении объемов катализаторов первого и второго слоев 1:1-3:1. Т а б л и ц а Пример Массовая доля активных компонентов в клталичаторе, % lit 1 2 3 4 5 6 7 4 1 1 4 5 15 10 20 10 30 10 20 30 10 Сосіав очищенного гаяa, ppm, при отношении объемов катализаторов первого и второго слоев 1:1 II СЛОЙ I слой N0, 0,2 0,2 0,5 0,5 0,5 0,8 0,8 5 7 7 / to 10 62 60 60 58 59 61 63 Объемная скорость 8 9 10 11 12 4 1 1 4 5 15 10 30 _Ш 10 0,2 0,2 0,5 0,8 5 5 / 10 10 0,8 59 60 56 59 64 Объемная скорость 13 14 15 1Ь 17 1 4 1 5 4 15 10 30 10 30 5 5 0,2 0,2 0,5 7 И) 0,8 0,8 10 61 64 59 57 59 3:1 :1 N0. ПН NH, Объеми;ая скорость газа 1 тыс. ч 5 1 18 60 16 59 56 13 14 54 50 12 58 11 10 56 .1 газ а 15 ТЫС .4 16 53 15 " 57 12 51 10 55 13 59 \ гаяа 30 тыс. ч 18 59 62 17 61 18 14 55 NH 16 14 10 19 18 13 16 59 18 15 12 55 57 42 ]& 60 19 16 18 56 60 50 56 60 20 18 18 17 20 20 19 58 61 59 15 57 13 60 М N0 55 61 48 18 18 14 13 15 17 17 19 П 19 20 Т а б л и ц а ^ Пример Температура в зоне реакции, С 24J 230 300 Состав очищенного газа, ррт г I NK. 3 | NH 8 9 10 11 12 77 74 78 74 75 34 35 36 36 34 53 57 51 55 59 18 18 14 13 15 49 51 47 50 51 15 13 11 11 16 г 360 51 54 49 52 54 NH 16 18 15 17 17 ,j NO* 69 70 70 69 68 370 NH 31 34 30 31 33 Т а б л и ц а З Пример Г о с т а п очнщ-Hhoro г а я а , ррга, при отношении объемов каглттичагпров первого и второго слоев Массовая допя активных компонентов в катализаторе, % ТІ е л о к I слои Си О ZnO 4 5 10 1 зо 10 5 ЗО 10 N0. NH, 15 60 10 58 40 57 45 61 17 13 19 19 14 18 57 22 15 54 51 17 19 N0 17 52 14 60 18 19 16 57 57 57 19 60 15 ЗО 10 П 14 NH 10 10 10 ЗО 4 5 1 і N0 Объемная скорость іаяа 2 тыс. ч 0,2 5 63 18 Ь9 7 0,5 60 56 14 7 0,5 59 14 55 7 0,5 57 11 49 10 0,8 61 10 58 0,8 64 57 Н 10 Объемная скорость газа 15 тыс.ч" 5 0,2 60 15 54 15 7 0,5 56 13 1 4 4 7 8 9 10 SO 15 10 20 10 ЗО 10 3:1 1: 10 ЗО 60 0,8 0,8 10 14 54 63 5/ Объемная скорость газа 30 тыс.ч 0,2 59 5 57 1fa ? 5^ 1 10 10 56 57 о.а 13 16 56 5/ 18 14 14 17 и 19 20 17 21 Т а б л и ц а 4 Пример Температура в зоне реакции, С 230 !40 N0, 7 8 9 10 NH 78 /4 75 • 76 36 т J8 36 35 360 ЗОН 370 Состав очищенного гяла, ррт NO tJH 51 17 55 45 49 44 50 15 16 52 56 14 12 14 1 1 10 50 52 48 51 NO. NH 15 1/ 16 16 NO. 70 67 71 70 30 35 31 33 Т а б л и ц а 5 Пример Массовая доля активных компонентов в катализаторе, % Т слой НПО, V 2 °5 Состав очищенного гата э рртп, при отношении объемов катализатора первого и второго слоев I I слой сг,о э Cr Z°3 2:1 1: 1 Ь0 Э NO, ™, N0v 3: N4 , NO* NH 3 Ь9 55 17 14 14 Объемная скорость газа I тыс. ч 1 2 3 4 5 3 4 3 2 1 1 5 f 5 7 0,2 0.5 V 62 60 5У 17 14 58 Г» 55 59 14 12 11 56 1679698 10 Продолжение табл.5 1 Пример Массовая доля активных компонентов в катализаторе, 'Л I слой МпО, v2o5 Состав очинённого газа ррт, при отношении объемов катализатора первого и второго слоев 1:1 II слой N0 x Сгг03 ! 2:1 N0y L ' N4 ч э 1 3:1 N0x I NH3 43 53 61 58 18 17 18 56 58 52 55 61 20 20 17 19 20 5У 20 19 19 21 Объемная скорость газа 2 тыс. ч 4 5 6 7 15 11 15 15 7 11 15 4 7 11 4 0,5 0,5 0,8 0,8 7 7 10 10 15 59 56 63 64 11 16 10 11 56 50 55 57 и П 15 14 18 Объемная скорость газа 15 тыс. ч*~ 4 8 9 10 11 12 34 15 15 15 13 14 15 16 4 15 30 15 3 4 7 15 4 2 1 7 4 15 5 5 7 10 10 4 1 7 2 4 5 0,2 0,2 0,5 0,8 0,8 61 58 57 59 64 16 15 17 55 57 53 54 54 16 16 14 11 15 14 15 Объемная скорость газа 30 тыс.ч" 7 2 15 0,2 0,5 0,8 0,8 7 10 10 59 57 62 Ь7 13 19 1/ 16 17 19 19 19 59 • 57 57 59 60 58 5/ Т з. б л и ц а 6 Пример Температура і 230 1 240 °С 300 360 Состав очищенного газа, ррт ыох 8 9 10 11 28 74 78 76 76 73 т 37 35 38 39 34 Редактор А,3робоп 3 | ^Ox 52 55 56 56 54 NH 3 17 16 16 14 15 і 1 50 49 45 46 46 13 11 14 12 14 370 „ н, МОд 1 50 51 48 52 51 15 16 18 18 16 і 68 71 69 70 71 30 36 31 33 35 Составитель Г.Винокурова Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар Заказ 3637/ДСП Тираж 289 - Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 > . -t