способ очистки газов от паров азотнокислотных окислителей жидких ракетных топлив

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ПАРОВ АЗОТНОКИСЛОТНЫХ ОКИСЛИТЕЛЕЙ ЖИДКИХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ, включающий пропускание паров через сорбент и слой нагретого угля, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют кислотостойкий цеолит природного или синтетического происхождения, после пропускания через сорбент его дополнительно нагревают до 130 - 350^oС и продувают азотом, а образующуюся смесь газов пропускают через древесный уголь при 450 - 550^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к очистке дренажных газов, содержащих пары азотнокислотных окислителей жидких ракетных топлив, от оксидов азота и может найти применение в ракетно-космической технике и производствах, использующих оксиды азота, при транспортировке, хранении, перекачках оксидов азота и т.п.

Известен способ очистки газов от оксидов азота, основанный на пропускании отходящих газов через нагретый кокс, при котором отходящие газы смешивают с углекислым газом при соотношении NO, NO₂/:CO₂ 1:1 1:2, кокс нагревают до 430-550^оС.

Однако данный способ очистки не обеспечивает полного восстановления оксидов азота.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газов от оксидов азота, основанный на пропускании отходящих газов через слой нагретого активированного угля. Образующуюся газовую смесь, содержащую N₂, CO₂, CO и NO с соотношением NO:CO, равным 1, подают в емкость со слоем нагретого алюмосиликата, промотированного окислами металлов [2] Данный способ очистки выбран в качестве прототипа.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечивает полного восстановления оксидов азота.

Задачей изобретения является повышение степени очистки газов и снижение энергетических затрат.

Поставленная задача достигается тем, что способ очистки включает сорбцию дренажных газов на кислотостойком цеолите природного или синтетического происхождения, например, клиноптилолите (ТУ-113-12-127-82), а также регенерацию сорбента и детоксикацию сорбированных оксидов азота путем продувки сорбента азотом при температуре 130-135^оС и подачи продуктов десорбции на слой древесного угля, нагретого до 450-550^оС.

Способ очистки дренажных газов от оксидов азота позволяет защитить окружающую среду от загрязнения за счет увеличения степени очистки газов путем использования кислотостойкого цеолита, а восстановление десорбированных на стадии регенерации оксидов азота проводить на нагретом до 450-550^оС древесном угле. На стадии регенерации в реакторе с нагретым древесным углем оксиды азота восстанавливаются до азота и диоксида углерода. Кроме этих продуктов реакции восстановления частично образуется оксид углерода. Глубина очистки регенерационного газа от оксидов азота и соотношение оксида и диоксида углерода в продуктах обезвреживания зависит от температуры в зоне реакции. Полное восстановление оксидов азота на угле и исключение образования СО происходит при температуре 500-550^оС. При этом концентрацию оксидов азота в регенерационном газе желательно поддерживать в пределах 200-400 г/м³. При такой концентрации устанавливается постоянство температуры угля и подогрев не требуется. Этим достигается снижение энергетических затрат.

П р и м е р 1. Дренажный газ со скоростью фильтрации 0,02-0,05 м/с и концентрацией оксидов азота 25-30 г/м³ пропускают через сорбент-клиноптилолит до проскока оксидов азота за слоем сорбента. Пир этом динамическая сорбционная емкость по оксидам азота составляет 8-12% от массы клиноптилолита. После этого оксиды азота десорбируют путем продувки сорбента регенерационным газом-азотом, нагретым до 350^оС. Регенерационный газ, содержащий оксиды азота, направляют в реактор, заполненный древесным углем. Восстановление оксидов азота в реакторе ведут при 550^оС. После регенерации сорбент снова готов к очистке дренажного газа.

П р и м е р 2. В условиях примера 1, но подогрев реактора на стадии регенерации ведут с помощью внутренних электрических нагревателей, а азот подают холодный.

П р и м е р 3. В условиях примера 2, но концентрацию оксидов азота в регенерационном газе поддерживают в пределах 200-400 г/м³ путем регулирования нагрева сорбента-клиноптилолита и расхода азота. При этом температура древесного угля на уровне 450-550^оС поддерживается за счет экзотермических реакций оксидов азота с углем.

П р и м е р 4. Дренажный газ со скоростью фильтрации 0,02 м/с и концентрацией оксидов азота 2 г/м³ пропускают через слой сорбента высотой 0,5 м и массой 1 кг при температуре 20^оС. При этом концентрация азота за слоем сорбента ниже 0,04 мг/м³.

После очистки 50 м³ дренажного газа оксиды азота десорбируют путем продувки азотом при температуре сорбента 130^оС. Регенерационный газ, содержащий оксиды азота, пропускают через нагретый до 500^оС древесный уголь. Концентрация оксидов азота за слоем угля ниже 0,04 мг/м³. Процесс регенерации сорбента заканчивают при прекращении десорбции оксидов азота.

В предлагаемом методе глубина очистки определяется процессом сорбции и достигается практически полной, т.е. до ПДК.

В сравниваемом методе она определяется глубиной каталитической реакции в проточном режиме и составляет 99,8% т.е. 0,2% от исходной концентрации оксидов азота.