Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Особенности поглощения оксидов азота трибутилфосфатом (ТБФ)

УДК 661.56

Тошинский В. И., д.т.н, професор,

Печенко Т.И., к.т.н., доцент,

Литвиненко А.А., студент.

 

(НТУ «ХПИ», Харьков)

 

ОСОБЕННОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ ОКСИДОВ

АЗОТА ТРИБУТИЛФОСФАТОМ (ТБФ)

Все современные цеха по производству азотной кислоты имеют отделение каталитической отчистки хвостовых нитрозных газов.

Данная работа посвящена исследованию поглощения оксидов азота, в которой в качестве абсорбера использовали водные растворы трибутилфосфата (ТБФ). Переспектива применения ТБФ в технологии для очистки оксидов азота – его высокая абсорбционная емкость и скорость поглощения, десорбция происходит достаточно легко при снижении давления или нагревании до 369-378 К.

При неоднократном использовании ТБФ скорость абсорбции не снижается.

Установлено, что поглощение оксидов азота ТБФ сопровождается образованием сольватов ТБФ*NO2 или 2(ТБФ)*N2O4 и физическим растворением NO2 при растворении сверх стехиометрического. С уменьшением окисленности газа возрастает общая растворимость оксидов азота за счет поглощения N2O3.

Влияние давления на процесс абсорбции изучали при следующем изменении физико-химических и гидродинамических параметров: давление- 0,35-1,0 МПа, концентрация оксидов азота - 0,04-5,8 % об., степень окисленности - 30-95 %, кислотность - до 15 мас. %, высота перелива жидкости на тарелке -0,035-0.1 м, реальная линейная скорость газа /W/ в абсорбере - 0,25-0,6 м/с, плотность орошения - 0,85-5,1 м32 ч, температура- 293-319 К.

Исследования в абсорбционной колонне с изменением давления проводили как при постоянном значении F - фактора /фактор, отвечающий за постоянство гидродинамической обстановки в барботажном абсорбере/, где F=W, так и при неизменной W.

Показано, что скорость абсорбции линейно возрастает с ростом концентрации и окисленности оксидов азота при всех изученных давлениях за счет увеличения движущей силы процесса при изменении концентрации оксидов азота от 0,2 до 5,8 % об. При концентрациях оксидов азота менее 0,2 % об. линейная зависимость V=f(D) нарушается, что связано, вероятно, с изменением механизма взаимодействия NOx с ТБФ.

Из анализа экспериментальных данных сделан вывод о поглощении не только высших оксидов азота NО2(N2O4), но и NO в виде N2O3, что подтверждается высокими степенями абсорбции низко окисленных нитрозных газов.

Установлено, что с ростом общего давления, при F и С равных const. скорость абсорбции возрастает пропорционально Р0.5 за счет увеличения движущей силы процесса при одновременном уменьшении коэффициента массопередачи в степени n=-0,5. При постоянстве парциальных давлений оксидов азота с ростом давления скорость абсорбции уменьшается пропорционально P0.5 за счет уменьшения коэффициента массопередачи, пропорционального Р0.5.

Показано, что при увеличении общего давления при W=const и постоянной концентрации оксидов азота скорость абсорбции возрастает пропорционально Р0.96. При постоянстве парциальных давлений оксидов азота скорость абсорбции уменьшается пропорционально P-0.03.

Полученный характер изменения скорости абсорбции и коэффициента массопередачи с ростом давления при F и W=const, а также линейный вид зависимости V=f(СNOx) подтверждают ранее сделанный вывод о наличии основного сопротивления процессу массопередачи со стороны газовой фазы.

На основании полученных данных по изменению состава жидкой фазы по­казано положительное влияние повышения давления на уменьшение недоокисленных форм соединений азота в поглотителе.

Исследовано влияние кислотности жидкой фазы на процесс абсорбции оксидов азота ТБФ. Показано, что до СHNOx=10 маc,% степень и скорость абсорбции практически не изменяются. При кислотностях более 12-13 маc. % наблюдается снижение скорости абсорбции, связанное с выделением вторичного оксида азота /II/, а следовательно, уменьшением движущей силы процесса, согласно реакциям:

1 2 3 4 5