КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Очистка газов от окислов азота
Образование: кислород воздуха + азот воздуха в реакциях горения топлива, как побочные реакции, в реакциях разложения др. соединений. N2O (закись, оксид) реакционно инертен при t ~ 900оС полностью разлагается на N2 и O2. NO плохо растворим в воде, но образует соединения с солями Fe2+, Cu2+, Mn, Ni и т.п., разлагаемые при нагревании. NO2 основной продукт окисления азота кислородом, с водой образуют азотную кислоту. N2O3 существует только при низких температурах. NO2 <=> N2O4 сильный окислитель N2O5 сильный окислитель, но неустойчив. Пути решения задач по NO, - «неудобному» компоненту 1. Полное окисление и NO2 в газовой фазе. 2. Частичное окисление NO и NO2 = часть полного окисления 3. Использование селективных абсорберов. 4. Окисление в жидкой фазе или использование жидкофазных катализаторов перевода NO в химчески активное состояние.
Рассмотрим как могут быть реализованы эти задачи по NO. § П.п.1,2. Гомогенное окисление кислородом: способ используется в промышленности, но только 1% кислорода вступает в реакцию на к-ре, остальной выбрасывается (в атмосферу?) t = 120°С (почему не цикл по O2?) Гетерогенное окисление. Для увеличения скорости реакции используют гопкалит (пример каталитической очистки газа от NO…). § П.п. 3. В жидкой фазе (два варианта А и Б) А). окисление O2 или O3 Б). окисление + поглощение самим окислителем Так как окислитель – это газ, растворенный в ж.ф., то при окислении O2 или O3 лимитирующей стадией является именно растворение O2 и O3 в ж.ф. Этот процесс идет медленно т.к. зависит от: - температуры (t увелич, С уменьш.) необходимо снижение t, но t уменьш. тогда скорость уменьш. - давления (Р увелич. С увелич.) давление абсолютное, давление парциальное в газовой фазе контактирующей с насыщенным р-ром.
- величина межфазной поверхности S (S увелич., скорость растворения увеличивается), требуется интенсификация контакта, барботаж через приборы § По п.4: использование жидких окислителей. Неточная формулировка: точнее – растворы окислителей H2O2, KMnO4, KBrO3, HNO3, K2Cr2O7, Na2C2O4. Ж.ф. растворов: р-ры щелочей, кислот, вода. Сложные сопутствующие проблемы: Утилизация жф, после окисления NO. Это, естественно, продукты восстановления перечисленных окислителей: соединения Mn, Cr, Br. Наиболее экологически чистая - перекись водорода. Рассмотрим примеры ее применения.
§ Абсорбция водой (точнее – не сказать, но это плохой заголовок). Абсорбция водой – первая стадия очистки, когда еще не полная очистка, только ее начало. Далее уже химическая реакция: 3NO2 + H2O <=> 2HNO3 + NO ↑ + Q Выделяется NO, + выделяется тепло, следовательно, эти два фактора будут препятствовать растворению NO2 из газовой фазы, а NO и так мало растворим в воде! (т.е. поглощая NO2, выделяем NO). § Для утилизации используют разбавленные растворы H2O2. NO или N2O3 …+ H2O2 ® HNO3 + H2O Основной фактор (по книге) экономический, определяет расход H2O2. Составляет 6 кг/т к-ты. (Это не расход, а мелочи. Видимо в тексте ошибка.) Далее: рост концентрации HNO3 приводит к росту растворимости и абсорбции NxOy в р-ре, т.е. возможно использовать для поглощения окислов азота р-р азотной кислоты. Одновременно применяют катализатор, где на границе раздела фаз происходит окисление NO ® NO2 η~97% Эф-ть растет с увеличением S контакта, и с увеличением PNO в схеме. Итог: в разделе «адсорбции водой» рассмотрен случай для применения растворов HNO3 и H2O2 и использования катализатора (т.е. абсорбция, хемосорбция, катализ).
§ Абсорбция щелочами ( Плохое название: щелочь – это твердое вещество, кроме раствора NH4ОН) … § Абсорбция растворами щелочей Но стадию абсорбции, в виде отдельной, не выделить т.к. после абсорбции водой, в которой растворена щелочь происходят химические реакции (хемосорбция).
Р-р щелочей – это раствор, а не химическое соединение «H2O + щелочь»
§ Очистка от оксидов азота различными растворами, в т.ч. растворами щелочей 14 реакций на стр. 97 – разобрать самостоятельно. X + N2O3 ® NO2-1 + X
§ Селективные абсорбенты Таковыми являются растворы FeSO4, FeCl2, Na2S2O3, NaHCO3. FeSO4 + NO <=> Fe(NO)SO4 и FeCl2 + NO ® Fe(NO)Cl2 … - образуют комплексы.
FeSO4 – более доступен – так утилизируют травильные растворы. 20-25ºС – дает оптимальное отношение NO/Fe = 1/1 Необходимо добавить H2SO4 для уменьшения окисления Fe+2 до Fe+3.
Другие реакции: 2Na2S2O3 + 6NO = 3N2↑ + 2Na2SO4 + 2SO2 ↑; 2NaHSO3 + 2NO = N2↑ + 2NaHSO4.
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 707; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |