Очистка газов от оксидов азота

Для мартеновского производства наиболее приемлемым является способ каталитического восстановления оксидов азота аммиаком. Этот процесс происходит селективно, т.е. аммиак реагирует только с NО_х и не реагирует со свободным кислородом, содержащимся в дымовых газах. Здесь протекают следующие реакции:

6NO + 4NH₃ = 5N₂ +6H₂O, (2.1)

8NO + 2NH₃ = 5N₂O + 3H₂O, (2.2)

6NO₂ + 8NH₃ = 7N₂ + 12H₂O, (2.3)

8NO₂ +6NH₃ = 7N₂O + 9H₂O. (2.4)

Оксиды азота, содержащиеся в дымовых газах мартеновских печей состоят из 5-10 % NO₂ и 90-95% NO. Скорость реакции (2.1) на два порядка выше скорости реакции (2.2), а (2.3) протекает скорее (2.4). Поэтому расчет расхода аммиака на восстановление NО_х производится по (2.1).

Реакция восстановления NО_х аммиаком требует применения катализатора АВК-10. Оптимальная температура 280-300 ^оС, объемная скорость газов 10000-20000 ч^-1. Укладка катализатора произведена неподвижным зернистым слоем, поэтому необходима предварительная очистка от пыли, концентрация пыли – не более 0,1 г/м³, сернистых соединений – не более 0,8 – 1 г/м³. Допустимые пределы температуры 200-325 ⁰С, так как при более низкой температуре возможно образование сульфит-сульфатных и нитрит-нитратных солей аммония, а при более высокой может происходить реакция аммиака кислородом, содержащимся в очищаемых газах [11].

Характеристика ванадиевого катализатора АВК-10.

Для более полного протекания процесса содержание аммиака в газе должно превышать стехиометрическое на 20-30%, что при степени окисления NO, равной 25-30% соответствует 1,15 моля NH₃ на 1 моль окислов азота.

При оптимальных параметрах процесса степень восстановления оксидов азота равно 0,8-0,95 и не зависит от их концентрации в очищаемых газах.

Восстановление окислов азота происходит по реакции:

6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O,

следовательно, на очистку 125000 нм³/ч отходящих газов от 0,42г/м³ окислов азота требуется 19833,3 г/ч или 168,98 т/год.

При расчете каталитического реактора площадь фильтрации определяется из условия постоянства скорости фильтрации и определяется по формуле:

м²,

где Q – объем очищаемого газа, м³/с;

U_Г – заданная скорость фильтрации, м/с.

Принимаем количество реакторов – 2 шт.

Объем катализатора рассчитывается из условия постоянства объемной скорости процесса по формуле:

,

где W – объемная скорость, ч^-1;

Q_Н – расход очищаемых газов при н.у., м³.

Масса катализатора:

,

где 0,6 – насыпной вес катализатора АВК-10.

Основное достоинство предложенного метода очистки от окислов азота заключается в том, что не требуется подогрев очищаемых газов и что расход газа-восстановителя не зависит от содержания кислорода в исходном газе [11] .

Поиск по сайту: