Разработка метода очистки газов от оксидов азота с использованием продуктов термического разложения твердого карбамида

• Автор: Куценко, Елена Валентиновна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

1.1. Анализ существующих технологий очистки промышленных газовых выбросов от оксидов азота.

1.1.1. Методы каталитического восстановления оксидов азота газовых выбросов.

1.1.2. Методы высокотемпературного селективного некаталитического восстановления оксидов азота аммиаком и карбамидом.

1.1.3. Характеристика аминосодержащих восстановителей

оксидов азота

1.2. Физикохимические превращения твердого карбамида в

процессе термической обработки.

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1. Описание экспериментальной установки

2.1.1.Методика проведения эксперимента

2.1.2. Характеристика системы аналитического контроля в процессе проведения эксперимента.
2.2. Результаты исследований СНКВпроцесса с использованием в качестве восстановителя продуктов термического разложения твердого карбамида.
2.2.1. Влияние температуры и скорости нагрева твердого карбамида на эффективность процесса очистки
2.2.2. Исследование влияния водяного пара на процесс восстановления 0
2.2.3. Сравнительная характеристика процесса некаталитического восстановления 0 при использовании
карбамида в виде водного раствора и продуктов термического
разложения твердого карбамида.
2.3. Исследования процесса термического разложения твердого карбамида.
2.3.1. Результаты дифференциальнотермического анализа твердого карбамида. Влияние условий термообработки твердого карбамида на результаты ДТА.
2.3.2. Результаты ИКФурьеспектрометрии газовой и твердой фаз, образующихся в процессе термического разложения твердого карбамида
2.3.3. Определение содержания аммиака и биурета в процессе термического разложения твердого карбамида.
2.3.4. Механизм термического разложения твердого карбамида и процесса восстановления 0 продуктами его термодеструкции.
2.3.5. Образование вторичных загрязнителей в процессе восстановления оксида азота продуктами термодеструкции
твердого карбамида.
Глава 3. Предложения по промышленному применению процесса некаталитической очистки газов от оксидов азота продуктами термического разложения твердого карбамида.
3.1. Описание принципиальной технологической схемы системы некаталитической очистки дымовых газов от оксидов азота с использованием раствора карбамида
3.2. Сравнительная характеристика технологических схем очистки газов от оксидов азота при использовании водного
раствора карбамида и твердого карбамида
Выводы.
Список литературы


В Японии работа по созданию катализаторов для очистки отходящих газов от МОхна ТЭС началась в начале х гг. В году в Японии уже работала СКВустановка и обеспечивала очистку дымовых газов от МОх на на котлах общей мощностью 0 МВт. По некоторым данным , СКВустановок на ТЭС в мире насчитывается более 0. СКВустановки фирмы ХальдорТопсе внедрены на дизельных двигателях и энергетических турбинах в Дании, Финляндии, Германии, Италии, Швеции, Англии, Тайване. Первая в России СКВустановка на основе технологии фирмы ХальдорТопсе внедрена на Северной ТЭЦ в Москве . Помимо котлоагрегатов СКВпроцесс эффективно используется для очистки отходящих газов от ГЮХ в газовых турбинах, двигателях внутреннего сгорания, мусоросжигательных установок. СКВлроцесс заключается в восстановлении оксидов азота на катализаторе при использовании определенного реагента. Требуемая степень очистки, состав очищаемых газов и другие параметры газового потока в значительной степени определяют тип используемого катализатора. Разработки последних лет предлагают новые модификации катализаторов, совершенствуемых в двух направлениях по структуре и по составу. Активная фаза катализаторов
состоит, как правило, из оксидов металлов переменной валентности V, Л, Мо, Ре, Си, Сг и др. В качестве носителя часто применяется ТЮ2, АОз, вЮ2. В большинстве действующих систем СКВ температурный интервал работы катализатора определяется температурой его зажигания и составляет С. Высокая эффективность селективного каталитического восстановления 0 аммиаком явилась основной причиной наиболее широкого его использования среди известных химических методов снижения 1МОх. СКВпроцесс заключается в селективном восстановлении оксидов азота аммиаком с образованием молекулярного азота на катализаторе в интервале температур С, соответствующих максимальной эффективности очистки. ЧМН3 4ЫН 1. ЫО4ЫН3 Н 1. Ы4ЫН3 ЗЫН 1. МЫН 7Ы2Н 1. Ж 2ЫН 1. Н 4ЫИ 1. СКВпроцесса. ЫО2ЫН3 5ЫЗН МЧН3 7М9Н 4МН 2Ы6Н
1. На практике образование Ы при температурах в интервале С, характерных для СКВпроцесса, весьма незначительно. Эффективность СКВпроцесса при использовании аммиака может достигать . Использование аммиака в качестве восстановителя в СКВпроцессе небезопасно, что обусловлено такими свойствами аммиака, как токсичность, пожаро и взрывоопасность. В связи с этим для селективного восстановления 1ЧОх в промышленных выбросах появилась необходимость использования других азотсодержащих веществ, таких как карбамид, циануровая кислота и др. Первый опыт использования карбамида в процессе каталитического восстановления ЧОх не дал видимых результатов . Процесс восстановления МОх проводился на двух катализаторах, содержащих карбамид 6 ЫН2СО на А и Ж2СО на кизельгуре при температуре 0Св присутствии влаги. По результатам исследований были сделаны выводы о вступлении в реакцию с карбамидом диоксида азота. Это противоречит традиционной точке зрения, согласно которой основным компонентом процесса, активно вступающим в реакции, является оксид азота, что неоднократно подтверждено различными исследованиями . Использование карбамида в виде покрытия носителя катализатора не принесло ожидаемых результатов. Кроме того, было отмечено, что при высоких концентрациях кислорода в газовой смеси происходит отравление катализатора. СМН4Н0 4МС2Н 1. В основе метода лежит гидролиз карбамида, который протекает с выделением аммиака. Механизм гидролиза карбамида точно не установлен . Из литературных источников известно, что при нагревании выше 0оС карбамид в растворе воды превращается в циановокислый аммоний, который разлагается на аммиак и диоксид углерода. СОЫН2 Н МН2СООМН4 1. МН2СООМН4 Н МНС 1. ЫНСОз ЫН4НСОз ЫН3 1. ЫН4НС ЫНС С Н 1. Аммиак, выделяющийся при гидролизе раствора карбамида, селективно восстанавливает МОх при участии активных центров катализатора. Чаще всего в этом процессе используются катализаторы, включающие металлы платиновой, группы или оксиды переходных металлов. Степень восстановления ЫОх СКВметодом при использовании водного раствора карбамида может достигать .