分子筛吸附法处理氮氧化物废气

2020-10-11 20:31:46 催化燃烧 3

 {工业废气处理}利用分子筛作吸附剂来净化氮氧化物是吸附法中最有前途的一种方法,国外已有工业装置用于处理硝酸尾气,可将NOX浓度由1500~3000mL/m3降低到50mL/m3,回收的硝酸量可达工厂生产量的2.5%。

  用作吸附剂的分子筛有氢型丝光沸石、氢型皂沸石、脱铝丝光沸石、BX型分子筛等。本文格林斯达环保带您了解氢型丝光沸石吸附法。

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  1、吸附原理

  丝光沸石是一种蕴藏量较多、硅铝比很高(>10~13)、热稳定性及耐酸性强的天然铝硅酸盐,其化学组成为Na2Al2Si10O24·7H2O。用H+代替Na+可得到氢型丝光沸石。其分子筛呈笼型孔洞骨架的晶体,脱水后空间十分丰富,具有很高的比表面积(500~1000m2/g),同时内晶表面高度极化,微孔分布单一均匀并有普通分子板大小。由12圆环组成的直筒型主孔道截面呈椭圆形。在主孔道之间虽有8圆环孔道互相沟通,但由于孔径仅2.8A左右,一般分子通不过,因而吸附主要在主孔道内进行。反应方程式如下;

  3NO2+H2O→2HNO3+NO

  2NO+O2→2NO2

  {酸碱废气处理}由于水分子直径为2.76A、极性强,比NOX更容易被沸石吸附,因此使用水蒸气可将沸石内表面上吸附的氮氧化物置换解析出来,即脱附。脱附后的丝光沸石经干燥后得以再生。

  2、工艺流程

  一般采用两个或三个吸附器交替进行吸附和再生

  含氮氧化物NOx尾气先进行冷却和除雾,再经计量后进入吸附器。当净化气体中的NOX达到一定浓度时,分子筛再生,将含NOX的尾气通入另一吸附器,吸附后的净气排空。吸附器床层用冷却水简介冷却,以维持吸附温度。

  再生时,按升温、解吸、干燥、冷却四个步骤进行。先用间接蒸汽升温,然后再直接通入蒸汽,使被吸附的HNO3和NO2解吸,经冷凝浓缩的NO2返回HNO3吸收系统。干燥时,用加热后的净化气体,同时也用未加热的净化气体置换水分,并对吸附床层进行间接水冷,至常规温度即可结束再生。

  3、工艺操作指标

  丝光沸石吸附法的工艺操作指标见表:

  丝光沸石吸附NOx工艺操作指标

  

  推荐废气处理装置活性炭吸附装置/活性炭吸收塔,废气净化塔/洗涤塔,碱液喷淋塔,酸雾净化塔。

 

  4、影响因素

  ① NOX浓度对转效时间的影响 自开始吸附到吸附后净气中NOX 气含量超过规定值的时间为转效时间,它随废气中NOX浓度的增大而逐渐缓慢的缩短。

  ② NOX浓度对吸附量的影响吸附剂在转效时间内吸附NOX的量称为NOX转效吸附量,它随NOX浓度增大而增加。当NOX浓度>1%时,增加幅度碱小。

  ③ 空速和温度对吸附量的影响 相同温度下,吸附量随空速的增大而降低;相同空速下,吸附量随温度上升而下降。

  ④ 尾气中水蒸气对吸附量的影响 由于水蒸气更易被沸石吸附,而且放出大量的吸附热,使床层温度升高,降低了对NOX的吸附能力,减少了吸附量。

  ⑤ 解吸程度对吸附量影响 解吸时间越长,温度越高,解吸就越彻底,对吸附就越有力。通常解吸时间为20~30min,温度为150~190℃。

  ⑥ 干燥时间对干燥程度和吸附量的影响 干燥时间越长则干燥程度越高,越有利于吸附。但时间过长,效果不明显,却增加了能耗。


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