Теоретичні основи гетерофазних озонних процесів і технологія денітрифікації газових потоків - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ Дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукРобота виконана на кафедрі хімічної технології неорганічних речовин Черкаського інженерно-технологічного інституту Міністерства освіти і науки України (м. Науковий консультант доктор технічних наук, професор Астрелін Ігор Михайлович, Національний технічний університет України “КПІ”, завідувач кафедри технології неорганічних речовин та загальної хімічної технології Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України Яворський Віктор Теофілович, Державний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри хімії і технології неорганічних речовин; Доктор технічний наук, професор Лобойко Олексій Якович, Харківський Державний політехнічний університет, завідувач кафедри хімічної технології неорганічних речовин, каталізу та екології. Захист дисертації відбудеться 4 жовтня 2000р. о 16-00 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради - Д 26.002.13 при Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут”.Причому, використання попередньо насичених озоном розчинників, які є джерелом реакційноздатних радикалів, доцільно вивчити не тільки для хемосорбційних процесів, а й у технології пригнічення утворення оксидів азоту та інших токсичних сполук при спалюванні різноманітних видів палива. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі основні завдання: · виявити теоретичні закономірності і розробити фізико-хімічну концепцію гетерофазного озонно-радикального методу хемосорбції оксиду азоту, а також пригнічення утворення токсичних домішок при горінні палива; · виявити умови динамічної рівноваги газ-рідина в системах озон-розчинник; оксиди азоту-озон-розчинник; оксиди азоту-озон-вода-розчинник для стадії регенерації відпрацьованих розчинів; · розробити і перевірити на промислових газах процес гетерофазної окиснювальної абсорбції оксидів азоту в апараті розпилювального типу (АРТ), в абсорбері - трубі Вентурі (ТВ), у струминному газопромивнику, суміщеному із трубою Вентурі (СГТВ); · на підставі запропонованого молекулярно-іонно-радикального механізму хемодеструкції озону розроблено модель гетерофазного процесу утворення нітратної кислоти з оксиду азоту (II): джерелом радикалів НО? та НО2? були озоновані водні розчини; як сполуки для асиміляції радикалів використовувалися оксиди азоту (NO та NO2); експериментально підтверджено, що для синтезу радикалів НО2? в ОРКП струмені найбільше підходять процеси дроселювання і точного регулювання РН системи перед стадією абсорбції;У процесах кислотоутворення, при хемосорбції, коли поверхня краплі диспергованого розчину, що летить, локалізує високошвидкісну реакцію (1), а також реакції (ks, м3/кмоль?с): Обєктами дослідження за реакціями (1-6) обрано такі промислові гази: - потік коксового газу, що містить 0,5-20 см3/м3 оксиду азоту(II); Як розчинники було обрано: воду, водні розчини мінеральних солей і кислот, азотнокислі розчини, азотнокислі водні розчини органічних хлорзаміщених насичених вуглеводнів, зокрема тетрахлорметану. Було визначено, що зі зниженням температури коефіцієнт розподілу Rt озону для води, водних розчинів органічного і неорганічного розчинників зростає з невеликим відхиленням від пропорційної залежності. У водних азотнокислих розчинах на швидкість газофазного розпаду накладається швидкість розпаду озону в рідкій фазі, що ініціюється взаємодією озонідного іон-радикала з водою. Для опису кінетичних і балансових розрахунків процесу хемосорбції оксиду азоту (II) у технології уловлювання з попередньо озонованою рідкою фазою, а також в ОРКП потоках на підставі сучасних уявлень про структуру молекули озону в даній роботі було запропоновано такий механізм хемодеструкції озону.Встановлено, що гетерофазний озонний метод відрізняється високою селективністю, ефективністю, технологічною простотою як при вилученні NOX з газових потоків, так і в процесах пригнічення утворення токсичних сполук при горінні. Основними відмінностями гетерофазного озонного методу від раніше розроблених газофазних озонних процесів, які пройшли промислові випробування, є: можливість прямого синтезу нітратної кислоти; спільного окиснення NO і утворення HNO3 в одному обємі безпосередньо на стадії поглинання оксиду азоту (II); використання озоно-радикальних реакцій при абсорбції NO; зниження витратних норм озону. Для реалізації гетерофазного озонного методу очищення зроблено вибір розчинників: для багатотоннажних газових потоків запропоновано розчини озону у воді; для малотоннажних газових потоків, що містять органічні сполуки, - водні та азотнокислі розчини тетрахлорметану (індиферентного стосовно окисників розчинника).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ