Các ph n g pháp x ửlý khí NOx NOx tên g ọi chung c oxyde nit ơg ồm ch ất NO, NO2 N2O, N2O3, N2O4, N2O5 C ơch ếhình thành NOx t ừcác ngu ồn công nghi ệp nh ưsau: NOx nhi ệt (thermal-NOx) Được hình thành s ựđốt cháy c h ỗn h ợp nit ơvà oxi nhi ệt độ kho ảng 1600oC C ơch ết ạo thành NOx nhi ệt x ảy theo ph ản ứn g nh ưsau: N2 +O →NO + N (1) NO + N →N2 + O (2) NO + O → N +O2 (3) N + O2 →NO + O (4) N + OH →NO+H (5) NO+H →N +OH (6) NOx nhiên li ệu (fuel-NOx) HCN + O →H + NCO HCN + O → O H.+ CN HCN + O → N H +CO G ốc CN t ạo NCO b ằng ph ản ứn g CN +O2 → N CO +O CN +OH → N CO.+H Trong môi tr n g oxi hóa NCO t ạo NO CO NCO +OH → N O+CO+H NCO.+O →N O +CO NOx s m (prompt- NOx) NOx-s ớm đ ợ c hình thành ph ản ứn g gi ữ a nit ơkhông khí v ới g ốc hydrocacbon,CHi (v ới i b ằng ho ặc 2) đ ợ c sinh t ừnhiên li ệu môi tr ờn g thi ếu oxi N2+CH → H CN +N Trong môi tr n g oxi hóa, HCN ti ếp t ục ph ản ứn g nh ưtrong ph ản ứn g t ạo thành NOx nhiên li ệu C ơch ếc s ựhình thành NOx s ớm c ũng x ảy nhi ệt đ ộ th ấp th ếđ ể h ạn ch ế s ựt ạo thành NOx s ớm ng i ta th n g t ăng t ốc đ ộ n ạp c h ỗn h ợp nhiên li ệu không khí Tác h ại: Oxit Nit ơđ ề u có đ ộ c tính, đ ặ c bi ệt có đ ộ c tính cao nh ất k ểđ ế n NO2 , ch ỉ ti ếp xúc v ới vài phút v i n ồng đ ộ NO2 không khí ph ần tri ệu có th ểgây ản h h ưởn g x ấu đến ph ổi, n ếu ti ếp xúc vài gi ờli ền v ới không khí có n ồng độ NO2 kho ảng 15-20 ph ần tri ệu s ẽcó th ểgây nguy hi ểm cho ph ổi, tim gan; n ếu n ồng độ NO2 không khí đạt m ứ c 1% có th ểgây t ửvong vài phút CÔNG NGH ỆX ỬLÝ KHÍ OXIT NIT ƠNOx Các phương pháp xử lý khí NOx H ấp th ụ khí NOx b ằng n ước Trong công nghiệp loại khí thải có ch ứa Oxit Nit v ới n ồng độ khí th ấp th ường x lý b ằng ph ương pháp h ấp th ụ b ằng n ước lo ại thi ết b ị nh ống Venturi, thi ết bị sục khí sủi bọt, Scrubơ, vv… Hiệu trình th ường không cao, t ối đa đạt 50% Khi h ấp th ụ NO2 b ằng n ước m ột ph ần axit nitric sinh pha khí: 3NO2 + H2O ↔ 2HNO3 + NO + Q Để x lý oxit nit bị h ấp th ụ dung dịch, có th ể s d ụng dung d ịch oxi già loãng Và b ằng cách ch ưng c ất s ản ph ẩm thu s ẽ HNO3 H2O để tái s d ụng làm chất hấp thụ NO + H2O2 → NO2 + H2O NO2 + H2O → 2HNO3 +NO N2O3 + H2O2 ↔ N2O4 + H2O N2O4 + H2O ↔ HNO3 + HNO2 Yếu tố c để xác định hi ệu kinh t ế trình l ượng ch ất oxi già (H2O2) (vào kho ảng 6kg/t ấn axit) Để thúc đẩy trình này, ta có th ể dùng ch ất xúc tác Hi ệu x lý có th ể đạt 97% H ấp th ụ b ằng ki ềm Người ta sử dụng nhiều dung dịch kiềm muối khác Dây phương pháp rẻ tiền mang lại hiệu xử lý cao Hấp thụ hóa học NOx dung dịch Soda diễn theo phương trình phản ứng sau: 2NO2 + Na2CO3 → NaNO3 +CO2 + Q Hấp thụ chọn lọc Để hấp thụ riêng NO O2 pha khí, ta sử dụng dung dịch FeSO4, FeCl2, Na2S2O2 vàNaHCO3 Phương trình phản ứng tạo thành phức, diễn sau: FeSO4 +NO ↔ Fe(NO)SO4 FeCl2 + NO ↔ Fe(NO)Cl2 2Na2S2O3 + 6NO → 3N2 + 2na2So4 + 2SO2 2NaHSO3 + 2NO → N2 + 2NaHSO4 2(NH2)2CO + 6NO → 5N2 + 4H2O + 2CO2 Khử oxit nitơ có xúc tác nhiệt độ cao Quá trình diễn tiếp xúc NOx với khí khử bề mặt xúc tác Chất khử thường dùng khí metan, khí tự nhiên hay khí than khí dầu mỏ, CO, H2 hỗn hợp nitơ-hydro Hiệu khử NOx phụ thuộc hoạt tính chất xúc tác Xúc tác sở platin kim loại xảy vận tốc thể tích khí đạt (2-12)x10 l/h cho phép đạt nồng độ lại khí NOx 5×10-4 – 5×10-2 % thể tích θ Bản chất trình khử biểu diễn phản ứng sau: 4NO + CH4 → 2N2 + CO2 + 2H2O 2NO2 + CH4 → N2 + CO2 + 2H2O 2NO + 2CO → N2 + 2CO2 2NO2 + 4CO → N2 +4CO2 Trên thực tế người ta thường sử dụng khí tự nhiên để xử lý khí NOx lẽ dễ kiếm rẻ Phương pháp ứng dụng để xử lý khí NOx sản xuất axit nitric, khí thảỉ chứa (% thể tích): NOx – 0,05÷0,1, N2 – 96,0÷96,2, O2 – 2,2÷3,0 Khử NOx với xúc tác chọn lọc θ Quá trình diễn phản ứng tỏa nhiệt sau: 6NO + 4NH3 → 5N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 → 7N2 +12H2O 8NO +2NH3 → 5N2O + 3H2O 5NO2 + 2NH3 → 7NO + 3H2O 4NO + 4NH3 +O2 → 4N2 + 6H2O 4NH3 + 3O2 → 2N2 + H2O Quá trình yêu cầu thiết bị đơn giản, hiệu suất xử lý cao áp dụng vào thực tiển Phân hủy NOx chất khử dị thể Tại nhiệt độ 500 đến 1.300oC phân hủy NOx diễn vật liệu dạng rắn có chứa cacbon than đá, than cốc grafit Trong cácbon đóng vai trò xúc tác nhiên liệu đốt C +NO → (C – 0) + 0,5N2 (C – O) + NO → CO2 +0,5 N2 Tại nhiệt độ 800oC, độ chuyển hóa NOX dùng than cốc 96% nhiệt độ 1000oC hiệu suất tiến đến gần 100% Phân hủy NOx chất khử đồng th ể dị thể xúc tác Tại nhiệt độ 30 – 40oC diễn phản ứng tỏa nhiệt sau: NH3 + H2O ↔ NH4OH 2NO2 + 2NH4OH → NH4NO2 + NH4NO3 + H2O N2O3 + 2NH4OH → 2NH4NO2 + H2O Sự đun nóng dòng khí dẫn đến phân hủy loại acrosol nitric nitrat tạo thành sản phẩm không độc NH4NO2 → N2 + 2H2O NH4NO3 → N2 + 2H2O +1/2 O2 Khi sử dụng cacbanic dạng dung dịch với nước tác dụng với axit HNO3, H2PO4, H3PO4 làm giảm nhiệt độ phân hủy Tuy nhiên, phương pháp áp dụng với vận tốc không lớn hiệu làm không 80% θ Dùng dung dịch nước – cacbanic: NO2 + H2O → HNO3 +HNO2 2HNO2 + CO(NH2)2 → 2N2 + CO2 + 3H2O N2O3 + CO(NH2)2 → 2N2 + CO2 + 2H2O θ Dùng dung dịch axit nitric – cacbanit NO + NO2 + HNO3 + 2CO(NH2)2 → 2N2 + NH4NO3 + 2CO + H2O Cacbanit dùng chủ yếu dạng bột hạt, chúng phủ lên chất mang xốp ép với Hiệu xử lý NOx đạt 85 – 99% lớn So sánh công nghệ xử lý khí NOx SCR với SNCR Sơ đồ công nghệ xử lý khí NOx SNCR SCR Sơ đồ công nghệ phương pháp xử lý khí NOx SCR SNCR