|
2.3 Azot oksidlarining geterogen qaytaruvchi moddalar bilan parchalanishi
Yuqori haroratlarda (500-1300 ° C) chiqindi gazlardagi azotning defiksatsiyasi qattiq uglerodli materiallarda, xususan, ko'mir, koks, grafitda amalga oshirilishi mumkin. Bunday jarayonlarda uglerod ham katalizator, ham yoqilg'i vazifasini bajaradi. Uglerodning katalitik ta'siri uglerod-kislorod komplekslarining shakllanishi bilan bog'liq:
C + NO = (C-O) + 1 / 2N2
(C-O) + NO = CO2 + 1 / 2N2
Biroq, bunday katalizatorlar tomonidan nisbatan tez faollik yo'qolishi, azot oksidlarining, ayniqsa, belgilangan harorat oralig'ining boshlang'ich diapazonida parchalanishi to'liq bo'lmasligiga olib keladi. Shu munosabat bilan, NOx ning parchalanish darajasini oshirish uchun, masalan, grafitga natriy karbonatni kiritish taklif qilindi. Haroratning oshishi bilan pasayish jarayonining darajasi va tezligi oshadi: 800 ° C da, koks yordamida NOxni kamaytirish darajasi 96% ga, 1000 ° C da esa 100% ga yaqinlashadi. Bunday jarayonlarning yuqori haroratlari ularning texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlariga salbiy ta'sir ko'rsatadi, ammo zararsizlantiriladigan gazlarning energiya salohiyatining sezilarli qismi foydali bo'lishi mumkin.
Reduktorlarning samaradorligini qiyosiy tahlil qilish
Katalizatorlarda azot oksidini azot va kislorodga kamaytirish orqali chiqindi gazlarini tozalash quyidagi holatlar tufayli qiyin ishdir:
chiqindi gazlarida kul va oltingugurt oksidlarining mavjudligi, katalizatorni ifloslantiradigan va zaharlaydi;
katalizatorda gazlarning yuqori haroratiga bo'lgan ehtiyoj (odatda kulni yig'ish haroratiga nisbatan 400 ° C darajasida). Amalda issiqlik energetikasida gazlarni azot oksidlaridan tozalashning ikki yo'nalishi asosan rivojlanmoqda: azot oksidlarini selektiv katalitik bo'lmagan qaytarilish (SNCR jarayoni) va azot oksidlarini selektiv katalitik qaytarilishi (SCR jarayoni). Ammiak yoki ammiakning chiqishi bilan oson parchalanadigan kimyoviy birikmalar qaytaruvchi vosita sifatida ishlatiladi. Jadval 1 SNCR va SCR jarayonida qo'llanilishi mumkin bo'lgan nisbatan ruxsat etilgan azot o'z ichiga olgan ba'zi birikmalarning fizik-kimyoviy xususiyatlarini ko'rsatadi. 1-jadvalda keltirilgan moddalarning ammiak va ammiakli suv bilan solishtirganda asosiy afzalligi toksikligining sezilarli darajada pastligi,mahalliy atrof-muhitni muhofaza qilish tashkilotlari bilan reagentlar omborining joylashishini kelishib olishda ba'zan hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'ladi. Azot o'z ichiga olgan birikmalardan foydalanish bilan bog'liq qiyinchiliklar qozonda reagentni dozalash va tarqatish tizimlarini loyihalashda boshlanadi. 1-jadvalda ko'rsatilgan ammiak va monoetanolamindan farqli o'laroq, reagentlarni gazsimon holatga aylantirib bo'lmaydi, chunki erish haroratida ular parchalana boshlaydi va erish nuqtasi yuqori bo'lgan yuqori molekulyar birikmalar hosil qiladi. Shu munosabat bilan, ammiakni reagentni g'ovak, havo yoki tutun gazlari bilan suyultirish bilan qo'llashda qabul qilingan texnologik sxemani qo'llash mumkin emas. Ushbu reagentlarning barchasi to'g'ridan-to'g'ri qozonning tegishli harorat oralig'iga yoki suvli eritmalar (suvda eruvchan asetamid, monoetanolamin, karbamid va urotropin) shaklida kiritilishi kerak.yoki suspenziyalar shaklida (siyanurik kislota va melamin). Reaktorga berishdan oldin ularni ammiakga aylantirish kerak. Bu cheklov ahamiyatli va shuning uchun reagentlar to'plami asosan suyultirilgan ammiak (faqat dozalash sxemasi biroz o'zgaradi), ammiakli suv va o'rtacha haroratlarda nisbatan oson gidrolizlanadigan karbamid bilan cheklangan. Gidroliz reaktsiyasi mexanizmi va reagentning parchalanishi:
CH 3 CONH 2 + H 2 O = NH 3 + CH 3 COOH
(H 2 CN) 2 +6 H 2 O = 6 NH 3 + 3 CO 2
(NH 2) 2 CO + H 2 O = 2 NH 3 + CO 3
(H NCO) 3 +3 H 2 O = 3 NH 3 + 3 CO 2
(CH 2) 6 N 4 + 6 H 2 O = 4 NH 3 + 6 CH2O
Jadvalda 1 tonna neytrallangan NOx uchun reagentlarning minimal iste'moli ham ko'rsatilgan (100% selektivlik). Ushbu ma'lumotlardan kelib chiqadiki, barcha sanab o'tilgan reagentlarning o'ziga xos iste'moli ammiakdan foydalanishga qaraganda ancha yuqori. Eng kam miqdorda melamin iste'mol qilinadi. Ammiak tutun gazlarida kislorod mavjud bo'lganda azot oksidi aralashmalarini azotga (yoki kam toksik azot oksidiga) kamaytirishga qodir bo'lgan yagona selektiv qaytaruvchi vositadir.
4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O
8NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12H2O
2NH3 + 8NO = 5N2 O + 3H2O
Xulosa
Hozirgi vaqtda chiqindi gazlarni azot oksidlaridan tozalash usullari bo'yicha jadal tadqiqotlar olib borilmoqda, bu nafaqat chiqindi gazlarni zararsizlantirish, balki bog'langan azotdan foydalanish darajasini oshirish imkonini beradi.
Gazlarni zeolitlarda tozalash qiziqish uyg'otadi. Shunday qilib, yuqori kremniyli zeolitlar sezilarli quvvatga ega va uzoq vaqt davomida ishlaydi.
Eritmada murakkab metallorganik katalizatorlardan foydalanishga asoslangan gazni azot oksidlaridan tozalashning yangi istiqbolli usullari ishlab chiqilmoqda.
Tadqiqotchilarning zaharli ammiakni boshqa reaktivlar bilan almashtirishga urinishlari uzoq vaqt davomida muvaffaqiyatsiz bo'ldi. Hozirgi vaqtda, nihoyat, uglevodorodlar ishtirokida selektiv qaytarilish jarayonlarini amalga oshiradigan katalizatorlar topildi. Biroq, bu ishlar akademik tadqiqotlar doirasidan chiqib ketmaguncha va bugungi kunda ularning amaliy ahamiyatini baholash qiyin.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
