способ очистки газов от паров горючих жидких ракетных топлив и органических веществ

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ПАРОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКИХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ И ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, включающий пропускание их через сорбент-катализатор на основе алюмосиликата с нанесенными на него оксидами меди и хрома, продувку сорбента-катализатора кислородсодержащим газом с образованием продуктов окисления, отличающийся тем, что продукты окисления дополнительно пропускают через катализатор, нагретый до 250 - 450^oС, и дополнительно продувают кислородсодержащим газом, причем сорбент-катализатор и катализатор содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Оксид меди - 2 - 4

Оксид хрома - 3 - 6

Алюмосиликат - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике обезвреживания токсичных промышленных газовых выбросов и может найти применение в химической промышленности, ракетно-космической технике и других отраслях производства, где требуется очистка газовых выбросов от образующихся токсичных органических веществ, и жидких ракетных топлив, в частности от алифатических гидразинов.

Известен способ обезвреживания газов от паров жидких ракетных топлив и органических веществ, основанный на использовании алюмосиликата как носителя катализатора [1]

Однако способ обезвреживания не обеспечивает глубокого обезвреживания от органических веществ при его регенерации, вследствие чего требуется захоронение алюмосиликата.

Наиболее близким к предложенному решению является способ обезвреживания газовых выбросов от органических веществ, включая и алифатические гидразины [2] заключающийся в пропускании дренажных газов через сорбент-катализатор с нанесенными на него добавками оксидов меди и хрома и его регенерацию путем продувки кислородсодеpжащего газа с получением продуктов десорбции.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает экологической чистоты технологического процесса вследствие неполноты окисления органических веществ кислородсодержащим газом.

Задачей предложенного технического решения является повышение степени очистки от высокотоксичных веществ с одновременным сокращением энергозатрат и обеспечения экологической чистоты технологического процесса.

Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки газов от паров жидких ракетных топлив, например от алифатических гидразинов, и от паров органических веществ продукты десорбции пропускают через дополнительный катализатор при одновременном его нагревании до 250-450^оС и продувке кислородсодержащим газом. При этом катализатор имеет объем загрузки на порядок меньший, чем основной сорбент-катализатор, в состав которых входят, мас. Алюмосиликат 95-90 Окись меди 2-4 Окись хрома 3-6

П р и м е р 1. Проводилась продувка сорбента-катализатора азотом, содержащим пары несимметричного диметилгидразина. По завершении процесса адсорбции паров горючего сорбент-катализатор регенерировался продувкой воздухом по предлагаемой технологии. Полученные результаты приведены в табл.1 и 2.

Параметры процесса очистки газов алифатических гидразинов при регенерации сорбента-катализатора представлены в табл.1, состав продуктов окисления при регенерации сорбентов (мг/л) в табл.2.

Как видно из данных табл.1 и 2 дополнительное окисление продуктов обеспечивает глубокое их обезвреживание, на что указывает 100% выход (по материальному балансу) углекислого газа и отсутствие в дренажном газе токсичных веществ.

П р и м е р 2. На стадии адсорбции были исследованы адсорбент-катализатор (АК) (ТУ 38.10119-76) и природный цеолит ПЦХ-2 ТУ-113-04-75-24-90. Сорбционную емкость определяли в статических и динамических условиях при температуре 20-25^оС. Скорость фильтрации составляла 0,2 м/с, высота шихты 0,1 м, концентрация паров органических веществ 50-500 г/м³.

В табл. 3 представлены результаты определения сорбционной емкости по парам органических веществ (растворителей).

На стадии каталитического окисления сорбированных паров органических веществ адсорбент продувался воздухом со скоростью 0,2 м/с. Пары всех органических веществ активнее окисляются кислородом воздуха на адсорбенте-катализаторе АК. Температура начала каталитической реакции находилась в интервале 400-450^оС. Продукты неполного окисления за дополнительным адсорбентом-катализатором не обнаружены. Адсорбент-катализатор имеет высокую производительность по глубокому окислению паров органических веществ (табл.3).

Производительность адсорбента-катализатора при глубоком окислении паров органических веществ представлена в табл.4.

Для исключения дополнительных образований опасных концентраций паров органических веществ применяют двухслойную шихту, состоящую из природного цеолита ПЦК-2 и адсорбента-катализатора АК.

П р и м е р 3. Отходящие газы, содержащие метиловый спирт с начальной концентрацией 500 мг/см³ в среде азота, пропустили через реакционный сосуд, заполненный сорбентом-катализатором указанного состава. Процесс адсорбции осуществляли до проскока, при этом сорбционная емкость составила 16 мас. Затем отключили подачу отходящих газов и проводили продувку через реакционный сосуд окислительного газа, например смесь кислорода с азотом. Процесс окисления осуществлялся в послойном горении метилового спирта, а продукты десорбции направлялись на второй дополнительный сорбент-катализатор, меньшего объема (в десять раз). При температуре окисления 450^оС степень окисления метилового спирта составила 96-98% Баланс степени окисления определялся по СО₂, при этом СО обнаружен не был. Были установлены влияния каталитических добавок, которые приведены в табл.5.

Из табл. 5 видно, что наиболее оптимальными каталитическими добавками явился количественный состав по изобретению.

П р и м е р 4. Дренажный газ, содержащий пары алифатических гидразинов в количестве 100 г/м³ пропускают через основной фильтр до проскока (появления паров алифатических гидразинов за фильтром). Затем подают воздух на основной фильтр, а после основного фильтра поток газа с примешанным чистым воздухом направляют на дополнительный фильтр, шихта которого нагрета до 250^оС. Вследствие протекания на сорбенте-катализаторе дополнительного фильтра реакций окисления температура шихты поднимается в интервале от 250 до 450^оС.

Способ повышает степень очистки от высокотоксичных веществ с одновременным сокращением энергозатрат и обеспечения экологической чистоты технологичес- кого процесса.