PL234890B1 - Sposób i układ do usuwania tlenków azotu (NO<sub>x) </sub>i dwutlenku siarki (SO<sub>2</sub>) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego - Google Patents

Sposób i układ do usuwania tlenków azotu (NO<sub>x) </sub>i dwutlenku siarki (SO<sub>2</sub>) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego Download PDF

Info

Publication number
PL234890B1
PL234890B1 PL404905A PL40490513A PL234890B1 PL 234890 B1 PL234890 B1 PL 234890B1 PL 404905 A PL404905 A PL 404905A PL 40490513 A PL40490513 A PL 40490513A PL 234890 B1 PL234890 B1 PL 234890B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
nitrogen
sulfur dioxide
ozone
exhaust gas
flue gas
Prior art date
Application number
PL404905A
Other languages
English (en)
Other versions
PL404905A1 (pl
Inventor
Włodzimierz Kordylewski
Adam Gostomczyk
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL404905A priority Critical patent/PL234890B1/pl
Publication of PL404905A1 publication Critical patent/PL404905A1/pl
Publication of PL234890B1 publication Critical patent/PL234890B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do usuwania tlenków azotu (NO x) i dwutlenku siarki (SO2) ze spalin kotłowych z wytwarzaniem nawozu azotowego, znajdujący zastosowanie w szczególności w węglowych blokach energetycznych.
Z polskiego zgłoszenia patentowego nr PL389565 znany jest sposób i urządzenie do jednoczesnego usuwania tlenków azotu i dwutlenku siarki ze spalin z wytwarzaniem siarczanu i azotanu amonu. Metoda polega na tym, że odpowiednio przygotowane spaliny poddane są działaniu wysokoenergetycznych elektronów powodujący powstanie reaktywnych rodników O, OH, H O2 i ozonu działających utleniająco na NO i SO2, dzięki czemu w wyniku kontaktu z wprowadzonym do spalin amoniakiem powstają sole amonu.
Znany jest z opisu patentowego US6641638 sposób konwersji związków azotowych rozpuszczonych w wodzie otrzymanych, na przykład, w wyniku przepływu gazów przemysłowych zawierających tlenki azotu przez natryskowe absorbery, do nawozów potasowych. Metoda polega na tym, że na roztwór wodny zawierający zaabsorbowane tlenki azotu, kwasy azotawy i azotowy działa się nadtlenkiem wodoru, który jest silnym utleniaczem, a następnie podaje się wodorotlenek potasu który reaguje z HNO3. W rezultacie otrzymuje się azotan potasu. Wadą metody w odniesieniu do spalin kotłowych jest mała rozpuszczalność NO, który stanowi około 95% NO x, oraz mała skuteczność utleniania tlenku azotu nadtlenkiem wodoru w zakresie temperatury spalin na wylocie z kotła energetycznego (120-180°C).
Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego US6936231 sposób usuwania tlenków azotu, rtęci oraz dwutlenku siarki ze spalin polegający na wywołaniu w nich wyładowań barierowych, w wyniku których w spalinach pojawiają się rodniki O, H, OH utleniające tlenek azotu do wyższych tlenków, a także rtęć metaliczną i częściowo SO2 do SO3. W wyniku kontaktu z wodą tych utlenionych związków azot w spalinach występuje głównie, jako HNO3, a siarka częściowo jako H2SO4. Spaliny następnie kierowane są do absorbera natryskowego, w którym w wyniku reakcji z amoniakiem rozpuszczonym w wodzie jest uwalniany azot molekularny (N2) oraz powstaje siarczan amonu.
Istota sposobu usuwania tlenków azotu (NO x) i dwutlenku siarki (SO2) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego według wynalazku, polega na tym, że w pierwszej fazie tlenek azotu w spalinach jest utleniany ozonem (O3) do ditlenku azotu (NO2).
NO + O3 = NO2 + O2,(1) i dalej do pentatlenku diaazotu (N2O5)
NO2 + O3 = NO3 + O2(2)
NO2 + NO3 =N2O5,(3) przy czym N2O5 w reakcji z parą wodną tworzy gazowy HNO3,g,
N2O5 + H2O = 2HNO3,g(4) który następnie jest absorbowany w wodzie
HNO3,g HNO3,c(5)
Kwas azotowy jest neutralizowany wodorotlenkiem potasu lub sodu w wyniku, czego powstaje azotan potasu zgodnie z reakcją sumaryczną:
MeOH + HNO3,c = MeNO3 + H2O (Me = K, Na),(6)
W drugiej fazie spaliny przepływają w przeciwprądzie przez rozpyloną zawiesinę roztworu wodorotlenku wapnia lub węglanu wapnia, w której jest absorbowany znajdujący się w spalinach dwutlenek siarki SO2 wchodzący z nimi w reakcje chemiczne, w wyniku których powstaje siarczyn wapnia zgodnie z reakcjami sumarycznymi:
Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3 + H2O (7) lub:
CaCO3 + SO2 = CaSO3 + CO2 (8)
PL 234 890 B1
Słabo rozpuszczalny siarczyn wapnia strącany jest w roztworze wodnym, gdzie jest utleniany do siarczanu wapnia tlenem, przy czym proces ten jest wspomagany katalitycznym oddziaływaniem ditlenku azotu (NO2) zgodnie z reakcją sumaryczną:
2CaSO3 + NO2 CaSO4 + %N2 (9)
Ponadto w spalinach występuje nadmiar ozonu, który reaguje w absorberze z jonami siarczynowymi przyczyniając się do powstania pożądanego siarczanu wapnia:
CaSO3 + O3 = CaSO4 + O2 (10)
W rezultacie usuwania NOx i SO2 ze spalin z zastosowaniem ozonowania i absorpcji otrzymuje się rozdzielnie: azotan potasu lub sodu (KNO 3 lub NaNO3) i uwodniony siarczan wapnia (CaSO4-2H2O), natomiast ditlenek azotu został zredukowany, a wydzielony azot został uwolniony w postaci molekularnej N2 do atmosfery.
Korzystnie, spaliny zawierają 4-6% tlenu.
Korzystnie, spaliny przed komorą utleniającą są schłodzone poniżej temperatury 50°C.
Korzystnie, spaliny przed k omorą utleniającą zawierają 10-20% mas wody.
Istota układu do usuwania tlenków azotu (NO x) i dwutlenku siarki (SO2) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego, według wynalazku, polega na tym, że zawiera generator ozonu i układ podawania ozonu, który połączony jest bezpośrednio z komorą utleniającą połączoną dalej z absorberem natryskowym.
Korzystnie komora utleniająca jest reaktorem z doskonałym wymieszaniem z czasem przebywania 2-6 s.
Korzystnie spód komory utleniającej połączony jest przewodem przelewowym z systemem zobojętniania kwasu azotowego, który połączony jest ze znajdującym się pod nim zbiornikiem, do którego wpięty jest układ przygotowania KOH i pompa KOH.
Podstawową zaletą metody jednoczesnego usuwania tlenków azotu i dwutlenku siarki ze spalin kotłowych według wynalazku jest jej bezodpadowy charakter oraz rozdzielność usuwania produktów odazotowania w komorze utleniającej i odsiarczania spalin w absorberze natryskowym. Dodatkową zaletą metody jest efektywny sposób utleniania siarczynów do siarczanów bez konieczności dodatkowego węzła napowietrzania.
Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu do usuwania tlenków azotu (NO x) i dwutlenku siarki (SO2) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego.
P r z y k ł a d
Spaliny z kotła 1 przepływają przez obrotowy podgrzewacz powietrza 2, gdzie schładzają się do temperatury 120-160°C. Odpylanie spalin następuje w elektrofiltrze 3, za którym stężenie pyłu w spalinach jest 20-60 mg/m3, a temperatura 115-150°C. Odpylone spaliny przepływają do chłodnicy spalin 4, w której ich temperaturę obniża się do 40-60°C. Do przepływających kanałem łączącym chłodnicę spalin 4 z komorą utleniającą 11 schłodzonych spalin wprowadza się układem podawania ozonu 10 odpowiedni do stężenia NO strumień objętości ozonu wytworzony w generatorze ozonu 9. Ozon szybko utlenia NO do NO2 zgodnie z reakcją (1) zanim spaliny wpłyną do komory utleniającej 11, w której czas przebywania jest w zakresie 2-6 s potrzebny do dalszego przereagowania NO2 do pentatlenku diaazotu i powstania gazowego HNO3. Temperatura spalin w komorze utleniającej 11 ulega dalszemu obniżeniu do 30-50°C, co sprzyja kondensacji pary wodnej z HN O3. Kondensat zbiera się na dnie reaktora, skąd przepływa przelewem do reaktora zobojętniania HN O3 8 przy pomocy KOH zgodnie z reakcją (6), skąd roztwór azotanu potasu przedostaje się do zbiornika 7. Pozbawione ok. 80% tlenków azotu spaliny wpływają do absorbera S O2 12, gdzie są zraszane zawiesiną Ca(OH)2 lub CaCO. Niska temperatura spalin (30-50°C) sprzyja usuwaniu SO2 ze spalin oraz redukcji NO2 zgodnie z reakcją (9). Oczyszczone spaliny wtłaczane są do chłodni kominowej 14 wentylatorem 13.

Claims (7)

Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób usuwania tlenków azotu (NOx) i dwutlenku siarki (SO2) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego znamienny tym, że tlenek azotu jest utleniany w spalinach ozonem, a powstały pentatlenek diaazotu w reakcji z parą wodną tworzy kwas azotowy, który jest neutralizowany wodorotlenkiem potasu lub sodu do azotanu potasu lub sodu, przy czym powstały także w wyniku utleniania ditlenek azotu jest absorbowany wraz z ditlenkiem siarki i tlenem w przepływającym przeciwprądowo do spalin strumieniu zawiesiny wodorotlenku wapnia lub węglanu wapnia, z którym ditlenek siarki tworzy siarczyn wapnia, następnie utleniany tlenem do siarczanu przy katalitycznym oddziaływaniu ditlenku azotu, przy czym ditlenek azotu ulega redukcji do azotu molekularnego N2.
2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że spaliny zawierają 4-6% tlenu.
3. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że stosunek molowy ozonu i tlenku azotu w spalinach jest w zakresie od 1,5 do 2,5.
4. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że spaliny przed wprowadzeniem do nich ozonu zawierają od 10 do 20% wody.
5. Układ do usuwania tlenków azotu (NOx) i dwutlenku siarki (SO2) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego wyposażony w kocioł, obrotowy podgrzewacz powietrza, elektrofiltr, chłodnicę spalin, wentylator spalin oraz chłodnię kominową znamienny tym, że zawiera generator ozonu (9) i układ podawania ozonu (10), który połączony jest bezpośrednio z komorą utleniającą (11), połączoną dalej z absorberem natryskowym (12).
6. Układ według zastrz. 5 znamienny tym, że komora utleniająca (11) jest reaktorem z doskonałym wymieszaniem z czasem przebywania 2-6 s.
7. Układ według zastrz. 5 znamienny tym, że spód komory utleniającej (11) połączony jest przewodem przelewowym z systemem zobojętniania kwasu azotowego (8) zawierający układ przygotowania KOH (5) i pompę KOH (6), który połączony jest ze znajdującym się pod nim zbiornikiem (7).
PL404905A 2013-07-30 2013-07-30 Sposób i układ do usuwania tlenków azotu (NO<sub>x) </sub>i dwutlenku siarki (SO<sub>2</sub>) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego PL234890B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL404905A PL234890B1 (pl) 2013-07-30 2013-07-30 Sposób i układ do usuwania tlenków azotu (NO<sub>x) </sub>i dwutlenku siarki (SO<sub>2</sub>) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL404905A PL234890B1 (pl) 2013-07-30 2013-07-30 Sposób i układ do usuwania tlenków azotu (NO<sub>x) </sub>i dwutlenku siarki (SO<sub>2</sub>) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL404905A1 PL404905A1 (pl) 2014-09-01
PL234890B1 true PL234890B1 (pl) 2020-04-30

Family

ID=51417808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL404905A PL234890B1 (pl) 2013-07-30 2013-07-30 Sposób i układ do usuwania tlenków azotu (NO<sub>x) </sub>i dwutlenku siarki (SO<sub>2</sub>) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL234890B1 (pl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110496530A (zh) * 2019-08-22 2019-11-26 东莞市环境科学研究所 一种处理低温榨油废气的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
PL404905A1 (pl) 2014-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3009243C (en) Method for controlling aerosol production during absorption in ammonia desulfurization
US7052662B2 (en) NOx, Hg, and SO2 removal using alkali hydroxide
US6958133B2 (en) Flue gas desulfurization process and apparatus for removing nitrogen oxides
AU768213B2 (en) Process for removing NOx and SOx from exhaust gas
US6991771B2 (en) NOx, Hg, and SO2 removal using ammonia
CN101352646B (zh) 一种利用紫外光双重作用的烟气脱硝方法
JP5000557B2 (ja) 湿式排煙脱硫装置
ES2402340T3 (es) Procedimiento para eliminar impurezas de corrientes gaseosas con contenido en oxígeno
CN105233647B (zh) 一种硫化铵溶液脱硫脱硝的方法
CN103736373A (zh) 一种氧化镁同时脱硫脱硝脱汞的烟气处理方法及装置
KR102164623B1 (ko) 배기가스의 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 동시제거 장치
KR20190106001A (ko) 배기가스의 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 동시제거 장치
JPH01164422A (ja) 工業用炉装置の廃ガスから酸性成分および窒素酸化物を除去する方法
CN103721551B (zh) 锅炉烟气脱硫、脱硝、脱汞一体化净化设备
PL234890B1 (pl) Sposób i układ do usuwania tlenków azotu (NO&lt;sub&gt;x) &lt;/sub&gt;i dwutlenku siarki (SO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;) ze spalin z wytwarzaniem nawozu azotowego
JP7602529B2 (ja) 二酸化塩素を用いる脱硫・脱硝方法
CN111359398B (zh) 一种烟气脱硝脱白的方法
PL218635B1 (pl) Sposób usuwania ze spalin tlenków azotu i rtęci
CN113117510A (zh) 基于亚硫酸氢钠的烟气脱硫脱硝的方法
JPS59203626A (ja) 焼却炉排ガス処理装置
PL234183B1 (pl) Sposób usuwania rtęci i tlenków azotu ze spalin powstających w elektrowniach węglowych
CN112221330A (zh) 一种抑制臭氧脱硝过程中硝酸盐气溶胶生成的方法
Pouralinazar et al. Controlling NOx emission from post-blast process gases
BR112018012267B1 (pt) Processo para remoção de contaminantes de um fluxo de efluente gasoso de um processo industrial
MX2009011672A (es) Proceso para disminuir las emisiones de compuestos tipo nox, so2 y co2 de efluentes gaseosos.