Очистка выхлопных газов от оксидов азота на Северодонецком ПО «Азот»/Nitric Oxides Removal from Waste Gases at Severodonetsk PA «Azot»

Очистка выхлопных газов от оксидов азота на Северодонецком ПО «Азот»

Печенко Т. И., Тошинский В. И., Букатенко А. И., литвиненко А. А., Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Харьков, Украина

Oпытно-пpомышлeннyю проверку предложенного авторами метода очистки выхлопных газов от оксидов азота проводили в цехе концентрированной азотной кислоты Северодонецкого ПO «Азот», для чего была модернизирована действующая промышленная установка и исследован процесс поглощения оксидов азота при атмосферном давлении.

Для поглощения использовали захоложенную азотную кислоту концентрацией 50—58 %, которую подавали в смеситель для приготовления сырой смеси с жидкими оксидами азота и далее в автоклаве перерабатывали в концентрированную азотную кислоту. Поскольку кислота поступала в автоклав с температурой 2б8—273 К, дополнительных расходов на ее захолаживание не требовалось.

В теплообменнике свежую азотную кислоту охлаждали рассолом до температуры 2б8—273 К, а затем направляли в абсорбционную колонну на 10-ю тарелку. Ha 8-ю тарелку насосом подавали циркулирующую кислоту. Hитpозный газ поступал под 1-ю тарелку колонны. Абсорбционная колонна диаметром 1,6 м и высотой 12,8 м состояла из 10-ти колпачковых тарелок с 46-ю колпачками на каждой. Ha тарелках были уложены охлаждающие змеевики, по которым циркулировал рассол с температурой 265—268 К. Oсновныe параметры процесса: расход газа 4 500 м³/ч; линейная скорость газа по сечению абсорбера 0,62 м/с; плотность орошения кислотой 3,5 м/ч. Диапазон изменения расходов свежей и циркулирующей кислоты, а также результаты исследований приведены в таблице.

Результаты исследований поглощения оксидов азота азотной кислотой

№ опы-та	Темпера-тура кислоты в колонне, К	Расход кислоты, м³/ч		Исходная кислота		Полученная кислота		Концентрация оксидов азота в газе, %		Общая степень абсорбции
		свежей	циркули-рующей	Концентрация, %		Концентрация, %		исходном	выхлопном
		свежей	циркули-рующей	HNO₃	NO₂	HNO₃	NO₂	исходном	выхлопном
1	278	1,65	6,3	54,62	0,05	54,81	1,80	1,09	0,16	0,85
2	277	1,5	6,3	55,37	0,03	55,57	1,80	1,2	0,17	0,86
3	276	1,4	5,5	55,80	0,02	56,00	1,78	0,64	0,09	0,86
4	277	1,4	6,5	55,61	0,04	55,8	1,79	0,73	0,11	0,85
5	278	1,5	6,4	55,24	1,78	55,38	1,83	0,87	0,34	0,61
6	279	1,3	6,5	55,12	1,76	55,26	1,82	1,79	0,66	0,63
7	278	1,4	6,6	55,60	1,79	55,74	1,85	1,34	0,51	0,62
8	278	1,2	6,5	55,86	1,79	56,01	1,84	1,32	0,50	0,62
9	273	1,5	6,5	55,32	0,03	55,33	2,02	1,22	0,13	0,89
10	273	1,6	6,6	54,96	0,04	55,17	1,99	1,22	0,12	0,90
11	273	1,3	6,7	54,78	0,05	54,97	2,01	1,13	0,11	0,90
12	273	1,4	6,5	54,60	0,06	54,82	2,03	1,28	0,14	0,89
13	274	1,4	6,5	55,08	2,02	55,23	2,05	0,88	0,31	0,65
14	272	1,5	6,4	55,10	1,99	55,26	2,04	0,90	0,31	0,66
15	271	1,5	6,4	55,40	2,01	55,58	2,07	1,88	0,62	0,67
16	273	1,5	6,4	55,28	2,01	55,43	2,06	1,04	0,36	0,65
17	268	1,3	6,7	55,19	0,02	55,4	2,20	0,83	0,05	0,94
18	268	1,4	6,6	54,83	0,04	55,05	2,21	1,35	0,08	0,94
19	267	1,5	6,5	54,70	0,05	54,94	2,25	1,07	0,05	0,95
20	269	1,6	6,5	55,30	0,02	55,51	2,22	1,29	0,09	0,93
21	267	1,4	6,4	55,22	2,2	55,38	2,26	1,50	0,44	0,71
22	268	1,4	6,5	55,07	2,21	55,24	2,27	1,46	0,45	0,69
23	267	1,3	6,7	54,88	2,21	55,01	2,26	1,44	0,43	0,70
24	267	1,5	6,4	54,82	2,2	54,98	2,25	1,42	0,43	0,70

Анализы жидкой и газовой фаз выполняли по стандартным методикам.

Из приведенных данных видно, что основной фактор, определяющий содержание оксидов азота в выхлопном газе, — их концентрация в кислоте. В опытах 1—8 температура кислоты в колонне составляла 276—279 К. В опытах 1—4 на орошение колонны подавали отбеленную азотную кислоту; общая степень абсорбции оксидов азота в колонне составила 0,85—0,86, а их объемная доля в выхлопном газе — 0,09—0,17 % (концентрация оксидов азота в исходном газе 0,64—1,2 %).

В опытах 5—8 кислота, насыщенная оксидами азота, имела значительно более низкую поглотительную способность. Общая степень абсорбции оксидов азота в колонне составила 0,61—0,63, а их объемная доля в выхлопном газе — 0,34—0,66 % (концентрация оксидов азота в исходном газе 0,87—1,79 %).

В опытах 9—12 (температура 273 К, концентрация оксидов азота в исходной кислоте 0,03— 0,06 %) общая степень абсорбции составила 0,89—0,9, а объемная доля оксидов азота в выхлопном газе — 0,11—0,14 % (при концентрации в исходном газе 1,13—1,28 %). В опытах 13—16 исходная кислота была насыщена оксидами азота, поэтому степень абсорбции в колонне составила 0,б5—0,б7, а концентрация оксидов азота в выхлопных газах — 0,31—0,62 % (при изменении их концентрации в нитрозном газе в пределах 0,88—1,88 %).

Haибольшaя степень абсорбции была достигнута при температуре 2б7 К.

В опытах 17—20 на орошение колонны подавали отбеленную кислоту. O6щая степень абсорбции достигла 0,93—0,95, а содержание оксидов азота составило 0,05—0,09 % при изменении концентрации нитрозного газа от 0,83 до 1,35 %.

В опытах 21—24 при орошении кислотой, насыщенной оксидами азота, общая степень абсорбции составила 0,б9—0,71, а содержание оксидов азота в выхлопных газах —0,43—0,45 % (при исходной концентрации оксидов азота в нитрозном газе 1,42—1,5 %).

Содержащиеся в азотной кислоте оксиды азота резко уменьшают степень абсорбции. Существенное влияние на процесс оказывает также температура исходной кислоты. Для снижения содержания оксидов азота в выхлопных газах до санитарных норм необходимо применять отбеленную азотную кислоту.