Usuwanie tlenkw azotu z gazw odlotowych Metody usuwania

Usuwanie tlenków azotu z gazów odlotowych Metody usuwania NOx z gazów odlotowych: Metody mokre; metody absorpcyjne Metody suche; adsorpcja selektywna redukcja katalityczna, nieselektywna redukcja katalityczna, katalityczny rozkład

Usuwanie tlenków azotu z gazów odlotowych Metody mokre - absorpcyjne 1. Stosunek molowy NO 2/NO = 1, procesy absorpcji w roztworach alkalicznych takich, jak Na. OH, Na 2 CO 3, Ca(OR)2, Ca. CO 3, Mg(GH)2, Mg. CO 3 , (NH 4)2 CO 3 (90%) 2. Stosunek molowy NO 2/NO << 1 prowadzi się absorpcję alkaliczną w obecności substancji utleniających, takich jak podchloryn sodu, podchloryn wapnia, sole żelazowców, ozon, ditlenek chloru, woda utleniona oraz bardzo ekonomiczna metoda - gazy odlotowe są zraszane kwasem azotowym w wieżach absorpcyjnych

Usuwanie tlenków azotu z gazów odlotowych Metody suche, bezodpadowe Adsorpcja NOx na zeolitach 1. Cykl adsorpcji i utleniania 2. Cykl regeneracji Zdesorbowany NO 2 kieruje się do kolumny absorpcyjnej w instalacji kwasu azotowego. Metoda adsorpcyjna - wysoka sprawność, jest bezodpadowa, - koszt adsorbentów jest wysoki i regeneracja kolumny

Usuwanie tlenków azotu z gazów odlotowych Metody suche, bezodpadowe Metoda selektywnej redukcji katalitycznej (SRK) Redukcja tlenków azotu do azotu cząsteczkowego za pomocą amoniaku w obecności katalizatora

Usuwanie tlenków azotu z gazów odlotowych Metody suche, bezodpadowe Metoda selektywnej redukcji katalitycznej (SRK) w zakresie 200 -300°C 2 NH 3 + NO 2 2 N 2 + 3 H 2 O w temperaturze niższej od 150°C zachodzi reakcja 2 NO 2 + 2 NH 3 N 2 + H 2 O + NH 4 NO 3 w temperaturze powyżej 320°C 5 NO 2 + 2 NH 3 7 NO + 3 H 2 O Katalizatory: platynowce: Pt, Rh, Pd oraz tlenki metali przejściowych, np. V 2 O 5, Ti. O 2, Mo. O 3, V 2 O 5 osadzony na Ti. O 2 lub na mieszanym nośniku Ti. O 2 -Si. O 2

Usuwanie tlenków azotu z gazów odlotowych Metody suche, bezodpadowe Metoda selektywnej redukcji katalitycznej (SRK) Wady metody SRK • stosowanie bardzo drogiego i wysoce korozyjnego oraz toksycznego amoniaku • katalizator platynowy • mała odporność na zatrucia przez metale ciężkie, tlenki siarki i związki halogenowe • wymagane jest wcześniejsze wstępne oczyszczenie gazów odlotowych, gdyż zawarte w nich cząstki popiołów lotnych powodują obniżenie aktywności katalitycznej

Usuwanie tlenków azotu z gazów odlotowych Metody suche, bezodpadowe Metoda nieselektywnej redukcji katalitycznej 2 NO + 2 H 2 N 2 + 2 H 2 O 2 NO 2 + 4 H 2 N 2 +4 H 2 O 4 NO + CH 4 2 N 2+CO 2+2 H 2 O 2 NO 2 + CH 4 N 2 + CO 2 + 2 H 2 O 2 NO + 2 CO N 2 +2 CO 2 2 NO 2 +4 CO N 2 + 4 CO 2 Redukcję nieselektywną katalizują katalizatory platynowe i palladowe, a także tlenki metali przejściowych osadzone na tlenkach krzemu, glinu lub glinokrzemianach.

Oczyszczanie gazów odlotowych kataliza Budowa i działanie katalizatora 1 - warstwa katalityczna 2 - warstwa pośrednia z promotorami 3 - nośnik ceramiczny

Usuwanie tlenków azotu z gazów odlotowych Metody suche, bezodpadowe Metoda katalitycznego rozkładu tlenków azotu NOx N 2 + x/2 O 2 Katalizatory dla rozkładu NOx - zeolity dotowane jonami miedzi lub platyny NOx jest adsorbowany na centrach aktywnych, w tym wypadku atomach metalu ( np. Cu lub Pt). W wyniku oddziaływania z atomem metalu przebiega reakcja chemiczna: M + NO M-O + M-N 2 M-O + 2 M-N 4 M + N 2 + O 2

Zapobieganie emisji dwutlenku węgla http: //www. czystaenergia. pl/pdf/poleko 2008_2_4. pdf

Oczyszczanie gazów odlotowych z dwutlenku węgla Sposoby separacji ditlenku węgla z gazów odlotowych: §Absorpcja §Adsorpcja §Separacja membranowa §Separacja kriogeniczna

Oczyszczanie gazów odlotowych z dwutlenku węgla Absorpcja przy niskich temperaturach i wysokim ciśnieniu; desorpcja proces odwrotny. Wstępnie oczyszczony CO 2 ; rozpuszczalniki to aminy np. : monoetyloamina, dietyloamina, roztwór amoniaku, wodorowęglan potasu

Oczyszczanie gazów odlotowych z dwutlenku węgla

Oczyszczanie gazów odlotowych z dwutlenku węgla Adsorpcja Adsorbenty: węgiel aktywny, koks aktywny, zeolity, żel glinowy i krzemnionkowy. Dwa cykle: 1. Adsorpcja 2. Odzysk ditlenku węgla (regeneracja adsorbenta) zmiennociśnieniowa zmiennotemperaturowa

Oczyszczanie gazów odlotowych z dwutlenku węgla Schemat instalacji do pochłaniania CO 2 z gazów spalinowych w elektrowni węglowej CO 2 + Ca. O Ca. CO 3

Oczyszczanie gazów odlotowych z dwutlenku węgla Separacja kriogeniczna Sprężanie i chłodzenie gazu, a następnie wydzielenie CO 2 w postaci ciekłej. Geologiczne składowanie CO 2 1. Głębokie poziomy wodonośne-solankowe. 2. Wyeksploatowane i częściowo wyeksploatowane złoża ropy i gazu. 3. Głębokie nieeksploatowane pokłady węgla, zawierające metan.

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Do usuwania związków organicznych z gazów odlotowych wykorzystuje się następujące procesy: • Absorpcję • adsorpcję • kondensację (skraplanie par) • utlenianie (głównie do CO 2, H 2 O) • ultrafiltrację Metody regeneracyjne Metody regenaracyjne usuwania organicznych rozpuszczalników z gazów odlotowych są to przeważnie metody wykorzystujące zjawisko absorpcji, adsorpcji, kondensacji, filtracji.

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Metody regeneracyjne ABSORPCJA Sposób usuwania par rozpuszczalników organicznych z powietrza, oparty na ich: - absorpcji w wysoko-wrzącym rozpuszczalniku organicznym, - desorpcji, - ewentualnie spaleniu katalitycznym desorbowanych mediów. Stosowane absorbenty: Chloro-, nitro- i alkilo- pochodne węglowodorów aromatycznych, alkohole, aldehydy, ketony, estry kwasów organicznych, węglowodory alifatyczne, węglowodory heterocykliczne, oleje wysokowrzące, eter polietylenoglikolowy. Wady: wtórne zanieczyszczanie środowiska toksycznymi i odoroczynnymi parami i ściekami oraz wysoki koszt cieczy absorpcyjnych.

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Metody regeneracyjne

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Metody regeneracyjne ADSORPCJA Sposób usuwania par rozpuszczalników organicznych z powietrza, oparty na ich: -adsorpcji - adsorbenty: węgiel aktywny, silkażel, zeolity, glinokrzemiany -desorpcji: -z węgla aktywnego - za pomocą strumienia pary wodnej. -z glinokrzemianów - ogrzewanie warstwy adsorbenta do temperatury wrzenia zaadsorbowanej substancji, przepływ (przedmuchiwanie) gazu obojętnego przez warstwę nasyconego adsorbenta oraz przez kombinację wymienionych metod. Adsorbenty jednorazowego i wielokrotnego stosowania. Wady - wymagają dokładnego odpylenia gazów i ich wstępnego osuszenia, - są to metody kosztowne, wymagające stosowania wielostopniowych instalacji.

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Metody regeneracyjne ADSORPCJA

Oczyszczanie gazów odlotowych z LZO Metody regeneracyjne Metody membranowe Separacja membranowa oparta jest na selektywnej przepuszczalności lotnych związkỏw organicznych (LZO) przez membrany ze środowiska powietrza. Membrany – organiczne np. : guma silikonowa (polidimetylosiloksan), - nieorganiczne: ceramiczne, metalowe Strumienie stężone LZO > 1000 ppm. Często jest stosowana razem z kondensacją jako drugi etap oczyszczania.

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Metody nieregeneracyjne Utlenianie związków organicznych : Øspalanie bezpośrednie (w płomieniu)(temp. ~1500 K) Øspalanie termiczne (900 -1400 K) Øutlenianie katalityczne (500 -900 K) Ømetody biologiczne (280 -330 K, opt. 310 K)

Oczyszczanie gazów odlotowych z LZO Metody nieregeneracyjne Utlenianie węglowodorów przebiega zgodnie z równaniem: Cn. H 2 n+2 + (3 n+1)/2 O 2 n. CO 2 + (n+1)H 2 O CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Metody nieregeneracyjne Bezpośrednie spalanie w płomieniu Wymagane duże stężenia związków organicznych. Zastosowanie –spalanie odpadowych gazów palnych: Øw rafineriach Øna polach naftowych Øniekiedy w oczyszczalniach scieków (gazy fermentacyjne)

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Metody nieregeneracyjne Spalanie termiczne polega na dozowaniu odpadów gazowych palnych do palnika zasilanego gazem ziemnym. Ten rodzaj spalania jest bardzo energochłonny i kosztowny. Temp. 800 – 1200 o. C. Temp <1400 o. C.

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Metody nieregeneracyjne Spalanie termiczne stosuje się gdy: • stężenie LZO jest zbyt małe, aby podtrzymywać płomień • nie można wykorzystać metod katalitycznych (mieszanina gazów zawiera składniki, które mogą powodować szybką dezaktywację katalizatora) Zastosowanie: • lakierowania i emaliowania, • suszenia powłok malarskich • żelowania PCV • przeróbki asfaltów • drukarnie

Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń związkami organicznymi Spalanie termiczne

Oczyszczanie gazów odlotowych z LZO Katalityczne utlenianie węglowodorów - w przypadku niskich stężeń węglowodorów w gazach odlotowych. Temperatura rzędu 250 -400 o. C. Katalizatory - metale osadzone na nośniki nieorganiczne. Katalizatory pełnego spalania węglowodorów - zawierają platynę i pallad. Mniej aktywne - tlenki metali Cu, Mn, Cr. Fe, Co, Sn, Ni, Zn.