Mavzu: azot oksidilaridandan gazlarni tozalash

1.4.4. Bug’-qozon qurilmalarida azot oksidlaridan selektiv katalitik qaytarilish (SKQ) usuli yordamida tozalash.

Ushbu usul chiqindi gazlardagi azot oksidlarini ammiak bilan katalizator yordamida azot va suvgacha qaytarishga asoslangan:

6NO + 4NH₃ = 5N₂ + 6H₂O,

6NO₂ + 8NH₃ = 7N₂ + 12H₂O.

Reaktsiyani yuqori sifatda ketishi (98% gacha) uchun ammiakni stexiometrik jixatdan ozroq ko’p olinadi. Tozalash jarayonida alyumovanadiyli va alyumomargantsevovanadiyli katalizatorlar ishlatiladi. Ularning ishlash davri 2-5 yilni tashkil etadi. Jarayonning prinsipial sxemasi 1.6-rasma berilgan.

1.6-rasm. SKQ usulining sxemasi: A – kotel; B – chang tozalash tizimi;C – ammiak bug`latgichi; D – katalitik reaktor; E – havo isitgichi

Jarayonning kamchiligi shuki, uni tor haroratli oraliqda (180-320 ⁰C) olib borish kerak bo’lib, buning uchun juda aniqlikda haroratni boshqarish talab qilinadi. Chunki harorat tushib ketsa katalizator yuzasida ammoniy nitrat tuzlari hosil bo’lishi jarayonni ketishini sekinlashishiga sabab bo’ladi. Haroratni 320 °C haroratdan ortib ketishi esa quyidagi reaktsiya ketishiga sabab bo’ladi:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O.

Bu jarayonning yana bir tomoni, uni olib borish uchun kelayotgan gaz turli katalitik zaxar xisoblangan gazlar (oltingugurtli, ftorli va xlorli) dan holi bo’lishi kerak.

1.5. Bug’-qozon qurilmalarida azot oksidlaridan selektiv nokatalitik qaytarilish (SNKQ) usuli yordamida tozalash

Ushbu usul yonish kamerasiga 850-1100 ⁰С haroratda ammiak yoki parchalanganda ammiak hosil qiluvchi (karbamid, ammiakli suv va b.) moddalarni kiritishga asoslangan. Usulning sxemasi rasmda ko’rsatilgan.

Azot oksidlari ammiak bilan selektiv reaktsiyasi natijasida molekulyar azot va suvga aylanadi:

6NO + 4NH₃ = 5N₂ + 6H₂O,

6NO₂ + 8NH₃ = 7N₂ + 12H₂O.

1.7-rasm. SNKQ usuli sxemasi.

SNKQ jaranyonda ammiakni sarfi stexiometrik nisbattan yuqori bo’lishi sababi tutun gazlarida orticha kislorod miqdori 1% dan oshmasligi maqsadga muvofiqdir, chunki ammiak kislorod bilan oksidlanib yana NO_x hosil bo’lishi mumkin. Ushbu usul bilan tozalash samaradorligi 60–70 % dan oshmaydi.

Jarayonning optimal harorati 950 ⁰C, lekin 1000 ⁰Cdan baland haroratda salbiy reaktsiyalar ketishni boshlaydi, ya`ni ammiak oksidlanib azot oksidlari hosil bo’lishi mumkin. Agar harorat 900 ⁰C dan tushishni boshlasa ammiak reaktsiyaga kirishmay qolib ketadi, bu esa atmosferaga amiakni chiqib ketishiga sabab bo’ladi, ammiak ham o’z navbatida zaxarli modda hisoblanadi.

1.6. Adsorbsiya.

Azot oksidli chiqindi gazlarni tozalashning ushbu usuli ularni qattiq moddalar: aktivlangan ko’mir, seolitlar, silikagellar va b. ga yuttirilishiga asoslangan. Ushbu jarayonning prinsipial sxemasi 1.8-rasmda ko’rsatilgan.

Ushbu usulning yutug`i uning tozalash samaradorligi 95 % dan kam emasligida. Kamchiligi esa bunday usul uchun ikki marotaba ko’proq jixozlar talab qilinishi va jarayonning uzlukli borishida, ya`ni regeneratsiya uchun qo’shimcha qurilma va vaqt kerak.

Jarayon 120 ⁰С dan past haroratda olib boriladi.

1.8-rasm. Adsorbtsion usul sxemasi: A– kotel; B – chang tozalash tizimi; C – yutilishdagi adsorber; D – regeneratsiyadagi adsorber.

Tayanch iboralar:

• 
  Kimyoviy reaktor – kimyoviy texnologik jarayonlar kimyoviy reaksiyalarni massa almashinishi (diffuziyasi) bilan birgalikda olib boriladigan qurilmaga aytiladi.
  
• 
  Kataliz – (yunoncha “katalysis” – “yo’q qilish”, “parchalash”) kimyoviy reaksiyani termodinamik jixatdan ruxsat etilgan yo’nalishlaridan birining katalizator(lar)(oraliq birikmalar nazariyasiga ko’ra, reaksiya ishtrokchilari bilan oraliq kimyoviy o’zaro bir necha bor ta’sirlashib va oraliq kimyoviy o’zaro ta’sirlarning har bir sikldan keyin kimyoviy tarkibini tiklaydi) ta’siri ostida selektiv tezlashishiga aytiladi.
  
• 
  Katalitik reaktor – kataliz jarayoni boradigan kimyoviy reaktor.
  
• 
  NSKQ – noselektiv katalitik qaytarilish.
  
• 
  SKQ – selektiv katalitik qaytarilish.
  
• 
  SNKQ – selektiv nokatalitik qaytarilish.
  
• 
  Adsorbsiya (lotin. “ad” – “ustida”, “sorbeo” – “yutaman”) – gazlarni qattiq modda (adsorbent) lar yuzasiga selektiv yutilsh jarayonlariga aytiladi. Adsorbentlarga aktivlangan ko’mirlar, seolitlar va silikogellar misol bo’la oladi.
  

Nazorat uchun savollar:

1. 
   Yonish jarayonida azot oksidlarining hosil bo‘lish miqdorini kamaytiruvchi qanday tadbirlar mavjud?
   
2. 
   Yonish jarayonida azot oksidlari qanday hosil bo‘ladi?
   
3. 
   Tutun gazlarini retsirkulatsiyasi va havoni berish usuli azot oksidlarining miqdorini kamayishiga qanday ta’sir ko'rsatadi?
   
4. 
   Yonilg‘ini ikki va ko‘p bosqichli yoqish azot oksidlarining hosil bo‘lishiga qanday ta’sir ko'rsatadi?
   
5. 
   Azot oksidlarini ushlab qolish uchun qanday adsorbentlar qo'llaniladi?
   
6. 
   Azot oksidli chiqindi gazlarni katalitik zararsizlantirish uchun katalizator sifatida qaysi metallar ishlatiladi?
   
7. 
   Katalitik tozalash jarayonida qanday reaksiyalar sodir bo'ladi?
   
8. 
   Azot oksidlarini katalitik zararsizlantirish uchun gaz-qaytaruvchi sifatida qaysi gazlar ishlatiladi?
   
9. 
   Yuqori haroratda o‘tkaziladigan katalitik tozalash jarayonining texnologiyasi qanday amalga oshiriladi?
   
10. 
    Gazlarni azot oksidlaridan katalitik selektiv tozalash texnologiyasi qanday amalga oshiriladi?
    
11. 
    Selektiv katalitik tozalash jarayonida qanday kimyoviy reaksiyalar boradi?
    
12. 
    
    

Adabiyotlar ro’yhati:

1. 
   Саулин Д.В. Энерготехнология химических производств: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2016. – 150 с;
   
2. 
   Musayev, M.N. Sanoat chiqindilarini tozalah texnologiyasi asoslari: Oliy o‘quv yurtlarining 5850100 – Atrof-muhit muhofazasi yo'nalishi talabalari uchun darslik; O'zbekiston Respublikasi Oliy va o'rta-maxsus ta’lim vazirligi; – Т.: O‘zbekiston faylasuflari milliy jamiyati nashriyoti, 2011. – 500 b.
   
3. 
   Тимоннн А.С. Инженерно-экологический справочник. Т. 1. – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2003. - 917 с.
   
4. 
   Разва А.С. Лекции по курсу: «Природоохранные технологии в промышленной теплоэнергетике». Методы и технологии очистки дымовых газов от оксидов азота. Томск 2010. – 27 с.