Pracownia ÄODPADY PRZEMYSŁOWE I ICH UTYLIZACJA

Pracownia
Ä2'3$'<35=(0<6à2:(,,&+87</,=$&-$´
Cwiczenie 23
KATALITYCZNE OCZYSZCZANIE GAZÓW ODLOTOWYCH Z
TLENKÓW AZOTU
2SUDFRZDáDGU-DGZLJD6NXSLVND
:673
1LHNRQWURORZDQ\UR]ZyMSU]HP\VáXL*\ZLRáRZ\SRVW
SF\ZLOL]DFMLVWDQRZLSRZD*QH
]DJUR*HQLHGODQDWXUDOQHJRURGRZLVNDF]áRZLHND:GQLXG]LVLHMV]\PQDMZD*QLHMV]\P
SUREOHPHPMHVWRFKURQDURGRZLVND-HGQ\P]MHMDVSHNWyZMHVWXW\OL]DFMD]DQLHF]\V]F]H
JD]RZ\FKHPLWRZDQ\FKGRDWPRVIHU\'UyGáHP]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FKRERN]DNáDGyZ
SU]HP\VáRZ\FKVWDN*HVDPRFKRG\NRWáRZQLHPLHMVNLHLGRPRZHRUD]GX*\XG]LDáPDM
(UyGáDQDWXUDOQHSR*DU\ODVyZZ\EXFK\ZXONDQyZSURFHV\JQLOQHLWS
2EHFQLHSUREOHPRJUDQLF]HQLDHPLVML]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FKMHVWUHDOL]RZDQ\GZRPD
sposobami:
♦ W trakcie projektowania procesu technologicznego – odpowiedni dobór surowców, ich
ZVW
SQHRF]\V]F]DQLHRUD]KHUPHW\]DFMDLDXWRPDW\]DFMDSURFHVyZSU]HP\VáRZ\FK
♦ *G\QLHMHVWPR*OLZHFDáNRZLWH]UHGXNRZDQLHHPLVML]DQLHF]\V]F]HZWUDNFLHSURFHVX
WHFKQRORJLF]QHJROXEVSDODQLDSDOLZRF]\V]F]DVL
JD]\RGORWRZH
=HZ]JO
GXQDGX* Uy*QRURGQRü(UyGHáHPLVML]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FKUy*QHV
ZáDFLZRFLIL]\NRFKHPLF]QH]DQLHF]\V]F]RQ\FKVWUXPLHQLJD]XUy*QHVW
*HQLH
]DQLHF]\V]F]HUy*QHZDUXQNLZ\VW
SRZDQLDVWDQXUyZQRZDJLRUD]Uy*Q\SR]LRP
GRSXV]F]DOQHMHPLVMLGRDWPRVIHU\'RRF]\V]F]DQLDJD]yZ]]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FK
Z\NRU]\VWXMHVL
SUDZLHZV]\VWNLHSRGVWDZRZHSURFHV\Z\PLDQ\PDV\
procesy fizyczne:
1.
2.
3.
oraz procesy chemiczne:
4.
DEVRUSFM
DGVRUSFM
NRQGHQVDFM
SURFHV\VSDODQLDEH]SRUHGQLHJR
2
5.
metody katalityczne : spalanie (utlenianie) katalityczne,
redukcja katalityczna
UR]NáDGNDWDOLW\F]Q\
Absorpcja MHVWWRG\IX]\MQHSU]HQRV]HQLHF]VWHF]HNVXEVWDQFML]MHGQHMID]\JD]RZHM
SU]H]JUDQLF
ID]ZREM
WRüGUXJLHMID]\FLHF]\Z\ZRáDQHJUDGLHQWHPVW
*HQLDZREX
fazach. Czyli absorpcja SROHJDQDSRFKáDQLDQLX]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FKSU]H]FLHF]
(absorbent).
:FHOXSU]HQLHVLHQLDRNUHORQHMPDV\]DQLHF]\V]F]H]JD]XGRFLHF]\NRQLHF]QHMHVW
SU]HQLNQL
FLHF]VWHNSU]H]VWUHI
SU]\OHJáGRJUDQLF\ID]LSU]H]JUDQLF
ID]WMSU]H]
SRZLHU]FKQL
PL
G]\ID]RZ3U]HQRV]HQLHF]VWHF]HNGRJUDQLF\ID]]DUyZQRZID]LH
JD]RZHMMDNLFLHNáHMRNUHODV]\ENRüG\IX]MLF]VWHF]NRZHMLEXU]OLZHM6]\ENRüDEVRUSFML
]ZL
NV]DVL
SU]H]]ZL
NV]HQLHSRZLHU]FKQLPL
G]\ID]RZHMRUD]]ZL
NV]HQLHV]\ENRFL
G\IX]ML=ZL
NV]HQLHSRZLHU]FKQLPL
G]\ID]RZHMPR*QDRVLJQüSU]H]UR]SURV]HQLHMHGQHM
fazy w drugiej np. rozproszenie fazy gazowej w cieczy przez zastosowanie EHáNRWNLOXE
PLHV]DQLD=ZL
NV]HQLHHWDSXG\IX]MLUHDOL]XMHVL
SU]H]RGSRZLHGQLRGáXJLF]DV]HWNQL
FLD
ID]RUD]SU]H]]ZL
NV]HQLHEXU]OLZRFLSU]HSá\ZXZREXID]DFKQSJZDáWRZQHPLHV]DQLH
3RGF]DVDEVRUSFMLPR*H]DFKRG]LüEH]SU]HSRQRZDZ\PLDQDFLHSáDNRQGHQVDFMDRUD]
QDZLO*DQLHJD]yZ-H*HOLVW
*HQLH]DQLHF]\V]F]HMHVWRGSRZLHGQLRGX*HDEVRUSFMDVWDQRZLü
PR*HPHWRG
RG]\VNXZDUWRFLRZ\FKVXEVWDQFML0R*HVWDQRZLüZVW
SQ\HWDSRF]\V]F]DQLD
JD]XZSURFHVLHNRPSOHNVRZHJRRF]\V]F]DQLDOXENRFRZ\JG\DEVRUSFMDMHVWSRáF]RQD]
UHDNFMFKHPLF]Q
$EVRUSFMDVWRVRZDQDMHVWZyZF]DVJG\VW
*HQLH]DQLHF]\V]F]HZ\QRVLNLONDSURFHQWD
ZSU]\SDGNXJD]yZUR]FLHF]RQ\FKJG\VRQHáDWZRUR]SXV]F]DOQHZDEVRUEHQFLH
$EVRUEHQWDPLVZRGDUR]WZRU\NZDVyZ]DVDGVROLRZáDFLZRFLDFKXWOHQLDMF\FKOXE
UHGXNXMF\FK6]\ENRüDEVRUSFML]ZL
NV]DVL
ZyZF]DVJG\]DFKRG]LUHDNFMDFKHPLF]QD
PL
G]\FLHF]LJD]HPSU]\F]\PZ]UDVWDZVSyáF]\QQLNZQLNDQLDSRVWURQLHFLHF]\3RGF]DV
DEVRUSFML]UHDNFMFKHPLF]QVNáDGQLN$]HVWUXPLHQLDJD]XUHDJXMH]VXEVWDQFM%]DZDUW
ZFLHF]\ZZ\QLNXF]HJRSRZVWDMHSURGXNWRZáDFLZRFLDFKRGPLHQQ\FKRGVXEVWDQFML
Z\MFLRZHM3U]\RF]\V]F]DQLXJD]yZRGORWRZ\FKDEVRUSFMD]UHDNFMFKHPLF]QMHVWMHGQ]
]DVDGQLF]\FKPHWRGXVXZDQLD]DQLHF]\V]F]HNZDQ\FKWDNLFKMDN622, SO3, H2S, NOx, HF,
C12, HCl i in.
0HWRG\DEVRUSF\MQHVWRVRZDQHVF]
VWRZSRáF]HQLX]XWOHQLDQLHPDOER]
ELRGHJUDGDFM
:PHWRGDFKDEVRUSF\MQ\FKSRáF]RQ\FK]XWOHQLDQLHPPR*QDVWRVRZDüMDNR
3
absorbenty roztwory utleniaczy takich jak chlor, dwutlenek chloru, podchloryn sodowy,
nadmanganian potasu oraz obecnie najbardziej popularny ozon. Ozon rozpuszczony jest w
DEVRUEHQFLH5HDNFMDSRPL
G]\R]RQHPL]DDEVRUERZDQ\P]DQLHF]\V]F]HQLHPSU]HELHJD
EDUG]RV]\ENR-HGQRF]HQLHQDVW
SXMHOLNZLGDFMDGUREQRXVWURMyZFRF]
VWRPDGX*H
]QDF]HQLH=DVWRVRZDQLHR]RQXQLHSRZRGXMHSRZVWDZDQLDNáRSRWOLZ\FKRGSDGyZSRQLHZD*
produktem jego rozpadu jest tlen.
1LHNWyUHVXEVWDQFMH]DQLHF]\V]F]DMFHJD]\RGORWRZHPR*QDVNXWHF]QLHOLNZLGRZDüQD
GURG]HELRGHJUDGDFML]DSRPRFPLNURRUJDQL]PyZNWyUHXWOHQLDM]ZL]NLRUJDQLF]QHGR
GLWOHQNXZ
JODLZRG\OXEPLQHUDOL]XM]DZDUWHZQLFKheteroatomy. Wytwarzana w tym
SURFHVLHHQHUJLDMHVW]X*\ZDQDSU]H]EDNWHULH
AdsorpcjaMHVWSURFHVHPZNWyU\PF]VWHF]NLMHGQHMVXEVWDQFML]RVWDM]ZL]DQHQD
SRZLHU]FKQLLQQHMVXEVWDQFMLQDVW
SXMHVRUSFMD]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FKSU]H]VWDá\
adsorbent$GVRUSFMDSROHJDQDZ\G]LHODQLXL]DWU]\P\ZDQLXVNáDGQLNyZJD]XQD
SRZLHU]FKQL]HZQ
WU]QHMLZHZQ
WU]QHMZSRUDFKFLDáDVWDáHJR=DWU]\P\ZDQLHF]VWHF]HN
QDSRZLHU]FKQL]DFKRG]LZZ\QLNXG]LDEDQLDVLáIL]\F]Q\FKLFKHPLF]Q\FKEOLVNLHJR]DVL
JX
(QHUJLDZL]DQLDDGVRUERZDQ\FKF]VWHF]HN] SRZLHU]FKQMHVWSRUyZQ\ZDOQD]FLHSáHP
NRQGHQVDFML3URFHVDGVRUSFMLMHVWHJ]RWHUPLF]Q\3URFHVRGZURWQ\XVXZDQLHF]VWHF]HN
]DDGVRUERZDQ\FK]SRZLHU]FKQLGRSU]HVWU]HQLRWDF]DMFHJRSá\QX]ZDQ\GHVRUSFMwymaga
ZL
FGRSURZDG]HQLDFLHSáD/LF]EDF]VWHF]HNPR*OLZDGR]DDGVRUERZDQLDQDSRZLHU]FKQL
DGVRUEHQWXMHVWRJUDQLF]RQDLPDOHMH]HZ]URVWHPWHPSHUDWXU\(IHNW\ZQHMDGVRUSFMLVSU]\MDü
ZL
FE
G]LHGX*DSRZLHU]FKQLDZáDFLZDDGVRUEHQWXLQLVNDWHPSHUDWXUD$GVRUSFMDMHVW
VHOHNW\ZQDLQDMZL
NV] ]GROQRüGRDGVRUSFMLZ\ND]XMF]VWHF]NLJD]yZRGX*HMPDVLHL
QLVNLHMWHPSHUDWXU]HZU]HQLD8OHJDMFDGVRUSFMLZ\SLHUDMSU]\W\PLQQHF]VWHF]NLR
PQLHMV]HMHQHUJLLZL]DQLD
1LHNWyUHSURFHV\DGVRUSFMLVQLHRGZUDFDOQHQSchemisorpcja, dla której energia
ZL]DQLDF]VWHF]HNQDSRZLHU]FKQLMHVWWXWDNGX*D*H]DDGVRUERZDQDVXEVWDQFMDPR*HE\ü
]GHVRUERZDQDW\ONRZSRVWDFL]ZL]NXFKHPLF]QHJROXEXVXQL
WDMDNVXEVWDQFMDVWDáD
$GVRUSFMDXPR*OLZLDRF]\V]F]DQLHGX*\FKVWUXPLHQLJD]yZRPDá\PVW
*HQLX
]DQLHF]\V]F]HGRSR]LRPXppm. Podczas adsorpcyjnego oczyszczania gazów
]DQLHF]\V]F]HQLDRPDá\PVW
*HQLXQDZHWSSPV]DW
*DQHFRZGDOV]\PHWDSLH
XPR*OLZLDLFKVSDOHQLHOXEUHJHQHUDFM
3RQDGWRWPHWRGPR*QDMHGQRF]HQLHXVXZDü]
JD]XZL
FHM]DQLHF]\V]F]H]ZáDV]F]DVXEVWDQFMHRUJDQLF]QH
4
Kondensacja MHVWPHWRGXVXZDQLD]JD]yZRGORWRZ\FKVXEVWDQFMLRZ\VRNLFK
WHPSHUDWXUDFKZU]HQLDSU]H]FKáRG]HQLHZRGOXESRZLHWU]HPZZ\PLHQQLNDFKFLHSáD
W przypadku lotnych rozpuszczalników znajduje ona zastosowanie gdy nie jest
Z\PDJDQHEDUG]RGRNáDGQHRF]\V]F]DQLHJD]XGRVW
*HNLONXSSP.RQLHF]QRü
Z\PUD*DQLDJD]XZNRFRZ\PHWDSLHRF]\V]F]DQLDWPHWRGRJUDQLF]DMHM]DVWRVRZDQLH
0HWRGDWDQLHQDGDMHVL
GRRF]\V]F]DQLDJD]yZHPLWRZDQ\FKGRDWPRVIHU\
6SDODQLHEH]SRUHGQLH (termiczne lub katalityczne ) stosowane jest do usuwania z
JD]yZRGORWRZ\FKZ
JORZRGRUyZSRSU]H]LFKXWOHQLHQLHGR&22 i H2O.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
(1)
6SDODQLHMHVWQDMEDUG]LHMSRZV]HFKQPHWRGXVXZDQLD]JD]yZRGORWRZ\FKQLHEH]SLHF]Q\FK
GODURGRZLVNDVXEVWDQFMLWDNLFKMDNZHJORZRGRU\WOHQHNZ
JODUR]SXV]F]DOQLNLRUJDQLF]QH
itp.. -H*HOLVW
*HQLHZ
JORZRGRUyZZVWUXPLHQLXJD]yZRGORWRZ\FKMHVWGRVWDWHF]QLHGX*H
VSDODVL
MHQDMF]
FLHMGR]XMFGRSDOQLND]DVLODQHJRJD]HP]LHPQ\P-HVWWRW]Zspalanie
termiczne-HVWRQREDUG]RHQHUJRFKáRQQHLNRV]WRZQH3U]HSURZDG]DVL
MHZZ\VRNLFK
temperaturach 800 – 1200o&1DOH*\EDUG]RNRQWURORZDüWHPSHUDWXU
VSDODQLDSRQLHZD*Z
F]DVLHZ\VRNRWHPSHUDWXURZHJRVSDODQLDSRZ\*HMo&SRZVWDMWOHQNLD]RWXQDVNXWHN
XWOHQLDQLDD]RWX]SRZLHWU]DSRZRGXMFHZWyUQH]DQLHF]\V]F]HQLHDWPRVIHU\:SU]HP\OH
UDILQHU\MQ\PLSHWURFKHPLF]Q\PVWRVXMHVL
VSDODQLHRGORWRZ\FKJD]yZSDOQ\FKVDP\FKOXE
]GRGDWNLHPSDOLZDJD]RZHJR6SDODQLHWDNLHRGE\ZDVL
ZSRFKRGQLDFKNWyUHV
FKDUDNWHU\VW\F]QHGODW\FK]DNáDGyZ
:SU]\SDGNXQLVNLFKVW
*HZ
JORZRGRUyZZJD]DFKRGORWRZ\FKVWRVXMHVL
spalanie
katalityczne.
.DWDOL]QD]\ZDVL
]MDZLVNR]PLDQ\V]\ENRFLUHDNFMLFKHPLF]Q\FKZZ\QLNX
RGG]LDá\ZDQLDQDUHDJHQW\VXEVWDQFML]ZDQ\FKNDWDOL]DWRUDPLKatalizatorGHILQLXMHVL
ZL
F
MDNRVXEVWDQFM
NWyUD]ZL
NV]DV]\ENRü]MDNUHDNFMDFKHPLF]QDRVLJDVWDQUyZQRZDJL
VDPDVL
MHGQDNQLH]X*\ZDLNWyUHMV\PEROQLHZ\VW
SXMHZUyZQDQLXVWHFKLRPHWU\F]Q\P
:Sá\ZNDWDOL]DWRUDQDUHDNFM
FKHPLF]QSROHJDJáyZQLHQDREQL*HQLXMHMHQHUJLLDNW\ZDFML
3RWZLHUG]DWRZLHOHIDNWyZGRZLDGF]DOQ\FK7áXPDF]\VL
WRWZRU]HQLHPSU]HMFLRZ\FK
aktywnych kompleksów katalizatora z substratami, po rozpadzie których katalizator ulega
regeneracji.
:SURFHVLHVSDODQLDNDWDOLW\F]QHJRVWUXPLHJD]XSU]HSXV]F]DVL
SU]H]]LDUQR
NDWDOL]DWRUDZSRGZ\*V]RQHMWHPSHUDWXU]H.DWDOLW\F]QHVSDODQLHZ
JORZRGRUyZSU]HELHJDZ
WHPSHUDWXUDFK]QDF]QLHQL*V]\FKQL*VSDODQLHWHUPLF]QHRNoC. Jako katalizatory spalania
Z
JORZRGRUyZVWRVRZDQHVPHWDOHMDNSODW\QDSDOODGUXWHQURGOXEWOHQNLPHWDOL
5
SU]HMFLRZ\FKMDNWOHQHNPDQJDQXFKURPXPLHG]L.DWDOL]DWRU\VWRVXMHVL
QDQLHVLRQHQD
QRQLNLFHUDPLF]QHW]ZDGVRUEHQW\1RQLNLFKDUDNWHU\]XMVL
EDUG]RUR]ZLQL
W
SRZLHU]FKQLZHZQ
WU]QNDQDOLNLPDMF]
VWRNV]WDáWSODVWUDPLRGX
Redukcja katalityczna stosowana w procesach usuwania tlenków azotu z gazów
RGORWRZ\FKSROHJDQDUHGXNFMLWOHQNyZD]RWX]DSRPRFDPRQLDNXWOHQNXZ
JODOXE
Z
JORZRGRUyZZREHFQRFLNDWDOL]DWRUyZ
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N 2 + CO2 + 6H2O
(2)
2NO2 + CH4 → N 2 + CO2 + 2H2O
(3)
2NO2 + 4CO → N 2 + 4CO2
(4)
.DWDOL]DWRUDPLWHMUHDNFMLVPHWDOHV]ODFKHWQHMDNSODW\QDSDOODGURGQDQLHVLRQHQD
FHUDPLF]QHQRQLNL3ODW\QDQDQRQLNXFHUDPLF]Q\PMHVWNDWDOL]DWRUHPVWRVRZDQ\PZ
samochodach dla dopalania spalin i jednoczesnej redukcji tlenków azotu.
5R]NáDGNDWDOLW\F]Q\WOHQNyZD]RWXMHVWSURVWPHWRGXVXZDQLDLFK]HVWUXPLHQLD
JD]yZSU]HP\VáRZ\FK
2NO2 → N 2 + 2CO2
(5)
1DG]LHG]LVLHMV]\MHVWWRPHWRGDV]HURNREDGDQDZODERUDWRULDFKLZL*HVL
]QLGX*H
QDG]LHMHDSOLNDF\MQHSRQLHZD*QLHZ\PDJDGRGDZDQLDGRVWUXPLHQLDJD]X*DGQ\FK
UHDJHQWyZLSURGXNWDPLVW\ONRD]RWLWOHQ1DMOHSV]\PLNDWDOL]DWRUDPLWHMUHDNFMLV]HROLW\
PRG\ILNRZDQHMRQDPLPLHG]L=HROLW\WRVNU\VWDOLF]QHJOLQRNU]HPLDQ\QDWXUDOQHLV]WXF]QH
o wzorze ogólnym: M2/nO. Al2O3. xSiO2. yH22JG]LH[!Q ZDUWRFLRZRüNDWLRQX
PHWDOX00DNV\PDOQDZDUWRü[GODQDWXUDOQ\FK]HROLWyZMHVWUyZQD0DMRQHEDUG]R
GX*SRZLHU]FKQL
ZHZQ
WU]QZSRVWDFLNDQDOLNyZRRNUHORQHMJHRPHWULL
Katalityczne oczyszczanie gazów odlotowych z tlenków azotu
:HGáXJUy*Q\FKRV]DFRZDDWPRVIHUD]LHPVNDZFKáDQLDURF]QLHZSU]HOLF]HQLXQD
N2, od 35 do 58 x104WRQWOHQNyZD]RWX*áyZQ\P(UyGáHPLFKHPLVMLMHVWVSDODQLHSDOLZ
NRSDOQ\FKZSU]HP\OHHOHNWURFLHSáRZQLDFKJRVSRGDUVWZDFKGRPRZ\FKLVLOQLNDFKUy*QHJR
URG]DMXSRMD]GyZ7HRVWDWQLHZQRV]V]F]HJyOQLHGX*\ZNáDGZ]DQLHF]\V]F]HQLHDWPRVIHU\
WOHQNDPLD]RWXJG\*ZNUDMDFKXSU]HP\VáRZLRQ\FKLFKXG]LDáZ\QRVLFDáNRZLWHM
HPLVMLWOHQNyZD]RWX6SRUDF]
üSRFKRG]LWH]]HVSDODQLDELRPDV\SU]\F]\PWRRVWDWQLHZ
6
SHZQHMF]
FLMHVWZ\ZRáDQHSU]\F]\QDPLQDWXUDOQ\PLSR*DU\ODVyZ7OHQNLD]RWXSRZVWDM
WH*ZVNXWHNZ\áDGRZDHOHNWU\F]Q\FKZDWPRVIHU]HG]LDáDOQRFLZXONDQLF]QHMRUD]
XWOHQLDQLDDPRQLDNXSRFKRG]FHJR]UR]NáDGXELDáHN2JUDQLF]\üHPLVMH12XPR*QD
EH]SRUHGQLRZ(UyGOHLFKSRZVWDZDQLDEG(WH*SU]H]RF]\V]F]DQLHJD]yZRGORWRZ\FK
PHWRGDPLUHGXNFMLXWOHQLDQLDZID]LHJD]RZHMOXEFLHNáHMz MHGQRF]HVQVRUSFMZVRUEHQWDFK
OXEQDVRUEHQWDFKVWDá\FK
6SRUyGRPLX]QDQ\FKWOHQNyZazotu (N2O, NO, N2O3, NO2, N204, N2O5, NO3,
N2Oó) praktycznie tylko NO i NO2 Z\VW
SXMF\FKZSURGXNWDFKVSDODQLDSDOLZNRSDOQ\FK]
F]HJRSU]\SDGDQD12:EH]SRUHGQLHMV\QWH]LH]12 i O2 w wysokiej temperaturze
VSDODQLDSDOLZNRSDOQ\FKWZRU]\VL
W\ONR12-HVWRQMHGQDNQLHWUZDá\LSU]\REQL*HQLX
WHPSHUDWXU\VSDOLQF]
FLRZRUR]NáDGDVL
DF]
FLRZRXWOHQLDGR122NWyU\MHVW]ZL]NLHP
WUZDá\P'UyGáHPHPLVML12VPLNURELRORJLF]QHSURFHV\QLWU\ILNDFMLLGHQLWU\ILNDFMLZ
ELRVIHU]H6WDPWGSU]HGRVWDMHVL
RQGRVWUDWRVIHU\JG]LHXOHJDSU]HPLDQLHGR12 i NO, a ten
RVWDWQLPR*H]NROHLSU]HSá\ZDüZGyáGRWURSRVIHU\
3U]\VSDODQLXSDOLZZSáRPLHQLXWOHQNLD]RWXPRJWZRU]\üVL
WU]HPDGURJDPL
1) przez utlenianiee azotu atmosferycznego, przy czym mniej tlenków azotu powstaje
ZFKáRGQLHMV]HMF]
FLSáRPLHQLD
SU]H]XWOHQLDQLH]ZL]NyZD]RWX]DZDUW\FKZSDOLZLHSU]\F]\PDQLURG]DM
RUJDQLF]Q\FK]ZL]NyZD]RWXXOHJDMF\FKXWOHQLDQLXDQLWHPSHUDWXUDSáRPLHQLDZ]DNUHVLH
]Z\NOHVSRW\NDQ\FKWHPSHUDWXUVSDODQLDQLHPDMZSá\ZXQDSRZVWDZDQLHWOHQNyZD]RWXQD
tej drodze;
SU]H]XWOHQLDQLH+&1NWyU\MHVW]ZL]NLHPSRUHGQLPF]DV*\FLDU]
GXNLONX
PLNURVHNXQGZ\WZDU]DQ\PZSáRPLHQLXSU]H]UHDNFM
Z
JORZRGRUyZLZRGRUX]
URGQLNDPLD]RWRZ\PL1LH]E
GQRüZ
JRZRGRUyZGODSRMDZLHQLDVL
+&1SRZRGXMH]HWD
GURJDJHQHURZDQLDWOHQNyZD]RWXZ\VW
SXMHW\ONRZSáRPLHQLXEDUG]RERJDW\PZSDOLZR
3RZVWDZDQLHWOHQNyZD]RWXQDWHMGURG]HZ\ND]XMHSHZQ]DOH*QRüRGWHPSHUDWXU\
SáRPLHQLDDF]NROZLHNGX*RVáDEV]QL*ZSU]\SDGNX
7OHQNLD]RWXV]DZDUWHQLHW\ONRZVSDOLQDFK]SLHFyZRJU]HZDMF\FKUy*QHJRURG]DMXNRWá\
DOHZ\G]LHODMVL
WDN*H]SLHFyZPDUWHQRZVNLFKRNPJP3]DNáDGyZSU]HP\VáX
D]RWRZHJRRUD]LQVWDODFMLZ\WZDU]DMF\FKNZDVVLDUNRZ\PHWRGQLWUR]RZ8G]LDá3ROVNLZ
emisji NOXV\PEROXWHJRX*\ZDP\JG\PyZLP\RVXPDU\F]QHMHPLVMLWOHQNyZD]RWXEH]
V]F]HJyáRZHJRUR]Uy*QLHQLDZ\G]LHODQ\FKWOHQNyZZURNXZ\QRVLáWRQFR
7
GDZDáRNJQDPLHV]NDFDOXENJQDNP2 QDV]HJRNUDMX%H]SRUHGQL V]NRGOLZRü
GOD]GURZLDF]áRZLHNDZ\ND]XMHQLHW\OH12OHF]122-HVWRQVXEVWDQFMWRNV\F]QR
V]\ENLPG]LDáDQLXNWyUHMV]NRGOLZRüMHVWNLONDNURWQLHZL
NV]DRG&2L622. Uszkadza on
S
FKHU]\NLSáXFQHL]ZL
NV]DSRGDWQRüQDLQIHNFM
JyUQ\FKGUyJRGGHFKRZ\FK']LDáDWH*
GUD*QLFRQDRF]\RUD]UR]V]HU]DMFRQDQDF]\QLDNUZLRQRQHFRSURZDG]LGRREQL*HQLD
FLQLHQLDNUZL'ODUROLQMHVWJD]HPVLOQLHWRNV\F]Q\PNWyUHJRZL
NV]HVW
*HQLDSURZDG]
do uszkodzenia chloroplastów. Reakcje NO2]Z
JORZRGRUDPL]QDMGXMF\PLVL
Z
DWPRVIHU]HSRZRGXMSRZVWDZDQLHQDGWOHQNXDFHW\OXRNUHORQHJRVNUyWHP3$1
(peroxyacetyl QLWUDWHNWyU\G]LDáDKDPXMFRQDIRWRV\QWH]
5HDJXMF]ZRGditlenek azot
utworzy kwas azotowy i azotawy i w ten sposób wnosi (wraz z S02XG]LDáZSRZVWDZDQLH
W]ZNZDQHJRGHV]F]X)RWRFKHPLF]QHUHDNFMHWOHQNyZD]RWXZDWPRVIHU]HUyZQLH*
Z\ZRáXMQLHNRU]\VWQH]PLDQ\UyZQRZDJSRPL
G]\MHMVNáDGQLNDPL5R]NáDGIRWRFKHPLF]Q\
NO2 na NO i tlen
NO2+hv (A <415nm) → NO+O
(6)
SURZDG]LGRSRZVWDZDQLDR]RQXZZ\QLNXUHDNFMLSRPL
G]\22 i O. Wytwarzanie 03 w
GROQHMF]
FLDWPRVIHU\MHVWQLHSR*GDQHJG\*SU]\JUXQWRZ\R]RQSRZRGXMHXV]NRG]HQLH
OLFL%DGDQLDZ\NRQDQHZCornell 8QLYHUVLW\86$Z\ND]Dá\]QDF]QH]PQLHMV]HQLH
]DZDUWRFLFXNUXZZLQRJURQDFKZVNXWHNREHFQRFLSU]\JUXQWRZHJRR]RQXDZVSyáG]LDáDQLH
WHJRRVWDWQLHJR]NZDQ\PGHV]F]HPSRZRGXMH]ZL
NV]HQLHV]NyGZXSUDZLH
M e t o d y z mn i e j s z a n a e mi s j i N O x
Metody zmniejszania emisji NOx do atmosfery dzielimy na
1. Metody ograniczenia emisji NOx]SURFHVyZVSDODQLD7JUXS
PHWRGRNUHODVL
jako pierwotne lub czyste.
2. Metody usuwania NOx z gazów odlotowych: Ta grupa to metody wtórne lub
RF]\V]F]DMFHNWyUH]NROHLG]LHOLVL
QDVXFKHLPRNUH
Metody suche;
selektywna redukcja katalityczna,
nieselektywna redukcja katalityczna,
NDWDOLW\F]Q\UR]NáDG
adsorpcja
metoda radiacyjna.
Metody mokre;
8
metody absorpcyjne.
Ograniczenie emisji NOX z procesów spalania
2EQL*HQLHHPLVML12X ]SURFHVyZVSDODQLDSDOLZ]ZL]DQHMHVW]]DSHZQLHQLHP
ZáDFLZ\FKSDUDPHWUyZSURFHVXZUHODFMLF]DVWHPSHUDWXUDVNáDGJD]XOXE]NRQLHF]QRFL
LQLHNFMLGRNRPRU\VSDODQLDVXEVWDQFMLUHDJXMF\FK]SRZVWDMF\PL12X.
=DVDGQLF]\PLF]\QQLNDPLPDMF\PLZSá\ZQDSRZVWDZDQLH12V
WHPSHUDWXUDVSDODQLDZZ\VRNLFKWHPSHUDWXUDFKVSDODQLDVW
*HQLH12[Z]UDVWD
VWRVXQHNLORFLSRZLHWU]DGRSDOLZDZVWUHILHVSDODQLDRSW\PDOQ\MHVW
stechiometryczny,
VWRSLHZ\PLHV]DQLDSDOLZDSRZLHWU]DLSURGXNWyZVSDODQLDPLHV]DQLHZVWHF]QH
SURGXNWyZVSDODQLDREQL*DWHPSHUDWXU
SáRPLHQLDLW\PVDP\PWZRU]HQLH12X;
V]\ENRüSU]HQRV]HQLDFLHSáDGX*DV]\ENRüSU]HQRV]HQLDFLHSáDREQL*D
PDNVLPXPWHPSHUDWXU\LPR*OLZRüSRZVWDZDQLD12X;
URG]DMSDOLZD]GROQRüGRWZRU]HQLD12XPDOHMHZNROHMQRFL
Z
JLHO!URSD!JD]
7HPSHUDWXUDSáRPLHQLDPDEDUG]RGX*\ZSá\ZQDLORüZ\WZDU]DQHJR12XDZL
F
QDZHWPDáDUHGXNFMDWHPSHUDWXU\GRSURZDG]LüPR*HGR]QDF]QHJR]PQLHMV]HQLDHPLVML12X
8Z]JO
GQLDMFWHQIDNWPHWRG\]PQLHMV]HQLDHPLVML12XZHOHNWURFLHSáRZQLDFK
VSURZDG]DMVL
GRVWRVRZDQLDPDáHJRQDGPLDUXSRZLHWU]DLQLHNFMLZRG\OXESDU\GRVWUHI\
spalania, recyrkulacji spalin i spalania dwustopniowego. W wyniku iniekcji wody poprzez
RGELyUFLHSáDIL]\F]QHJRVSDOLQQDVW
SXMHREQL*HQLHWHPSHUDWXU\SáRPLHQLD0DOHMHMHGQDN
VSUDZQRüWHUPLF]QDVSDODQLDFRRJUDQLF]D]DVWRVRZDQLHPHWRG\2EQL*HQLHRJyOQHJRFLHSáD
IL]\F]QHJRRVLJQüPR*QDUyZQLH*SU]H]]DZUyFHQLHRNREM
WRFLVWUXPLHQLDVSDOLQ]
powrotem do strefy spalania. Spalanie dwustopniowe polega na spalaniu paliwa w dwu
HWDSDFK:HWDSLHSLHUZV]\PVSDODQLH]DFKRG]LZF]
FLVWHFKLRPHWU\F]QHMLORFLSRZLHWU]D
QLH]E
GQHMGRFDáNRZLWHJRVSDODQLD3R]RVWDáDLORüSRZLHWU]DMHVWSRGDZDQDSRQDGVWUHI
VSDODQLDSDOQLNyZJG]LHQDVW
SXMHGRSDOHQLHSDOLZD0HWRGDMHVWSURVWDLPDáRNRV]WRZQD
OHF]NRQWURODSURFHVXVSDODQLDWUXGQDLPDáRSU]\GDWQDGRVSDODQLDZ
JOD'DOV]HPR*OLZRFL
ograniczenia powstawania NOxV]ZL]DQH]PRG\ILNDFMSDOQLNyZLVSDODQLHPSDOLZ
VWDá\FKZSDOHQLVNDFKIOXLG\]DF\MQ\FKZ]DNUHVLH.
,QQPHWRGRJUDQLF]HQLDHPLVML12X ze strumieniem spalin jest iniekcja NH3 do
9
NRPRU\VSDODQLD:REHFQRFLWOHQX]DFKRG]QDVW
SXMFHUHDNFMH
NO+NH3+1/4O2 → N2+3/2H2O
(7)
NH3+5/4O2 → NO+3/2H2O
(8)
5HDNFMDGRPLQXMHZ]DNUHVLH.QDWRPLDVWUHDNFMDSRZ\*HM.3URFHV
UHGXNFML12]QDMZL
NV]Z\GDMQRFLSU]HELHJDZVWRVXQNRZRZVNLP]DNUHVLHWHPS
1240+50 K. W metodzie tej istotna jest iniekcja NH3 GRRGSRZLHGQLHMSU]HVWU]HQLNRWáDWDN
E\RVLJQüPDNV\PDOQHZ\PLHV]DQLH1+3 i NOx (EG]WH*+2ZHZáDFLZ\P]DNUHVLH
WHPSHUDWXUSRGF]DVQRUPDOQHMSUDF\NRWáD:\PDJDWR]QDMRPRFLSURILOXWHPSHUDWXUZNRWOH
Z]DOH*QRFLRGMHJRREFL*HQLDSU]\RGSRZLHGQLPF]DVLHSU]HE\ZDQLDV3RPLPR
RELHFXMF\FKHIHNWyZSURZDG]HQLHSURFHVXMHVWEDUG]RWUXGQH]HZ]J
GXQDNRQLHF]QRü
precyzyjnej lokalizacji punktów iniekcji NH3 SU]\GX*\P]DNUHVLHRSW\PDOQHMWHPSHUDWXU\
]PLDQ\WHPSHUDWXUZNRWOH]H]PLDQREFL*HQLDLURG]DMXSDOLZDSRZVWDZDQLHSURGXNWyZ
XERF]Q\FKLPR*OLZHMHPLVML1+3PR*OLZRüSRZVWDZDQLD1+4HSO3 i blokowania
SRZLHU]FKQLVWDá\FKV]F]HJyOQLHSRGF]DVVSDODQLDZ\VRNRVLDUNRZ\FKZ
JOLLROHMX=DOHW
PHWRG\MHVWSRWHQFMDOQLHGX*\VWRSLHRF]\V]F]DQLDVSDOLQ]12xNWyU\PR*HE\ü
SRZL]DQ\
]PRG\ILNDFMLQVWDODFMLLSURFHVXVSDODQLD
=QDF]HQLH]\VNDáUyZQLH*SURFHVRSDUW\QDLQLHNFMLZ]DNUHVWHPS0C
PLHV]DQLQ\VSURV]NRZDQHJRZDSQDLPRF]QLNDGRJyUQHMF]
FLNRWáD=EDGDSLORWRZ\FK
Z\QLND*HMHGQRF]HVQHXVXZDQLH62 i NOxZX]\VNXMHVL
SU]\VWRVXQNDFK&D6 i mocznik/O2 :\*V]\VWRSLHXVXZDQLD12x]HVSDOLQRNPR*QDX]\VNDü
ZyZF]DVJG\LQLHNFMDPRF]QLNDNRPELQRZDQDMHVW]LQLHNFMVRG\1D+&23 lub Na2CO3)
OXEMHOLVSDOLQ\SRQDZLO*HQLXRFKáRG]LVL
GRWHPSHUDWXU\RN0C.
Usuwania NOx z gazów odlotowych:
Metody mokre.
6SRVRE\PRNUHZSRUyZQDQLX]VXFK\PLPDMW
]DOHW
*HSR]ZDODMXVXZDüQLH
tylko NOXDOHWDN*HS\á\]DZDUWHZRF]\V]F]DQ\FKJD]DFK$EVRUSFM
PR*QDSURZDG]LüZ
UR]WZRU]HNZDQ\POXEDONDOLF]Q\P3U]\NáDGHPSLHUZV]HM]QLFKMHVWSURFHVCDUVitok,
opracowany przez Chenoweth Development Laboratories (USA), który polega na
SU]HP\ZDQLXJD]yZRGORWRZ\FKNZDVHPD]RWRZ\PZZLH*DFKDEVRUSF\MQ\FK:\áDSDQH
WOHQNLD]RWXSU]HUDELDVL
QDNZDVD]RWRZ\RVW
*HQLXKDQGORZ\P=DOHWSURFHVXMHVWQLH
SRQRV]HQLHNRV]WyZQDURGNLFKHPLF]QHSRQLHZD*NZDVD]RWRZ\SRGGDMHVL
recyrkulacji, a
ZRGDSRWU]HEQDZSURFHVLHVWDMHVL
F]
FLSURGXNWX:LHOHPHWRGXVXZDQLD12X z gazów
opartych jest na utlenianiu NO, ewentualnym utlenianiu N02 i absorpcji N02 w wodzie,
10
roztworach HNO3 lub H2S04 w solach lub zasadach. Proces absorpcji N02 w wodzie jest
oparty na ogólnej reakcji otrzymywania HNO3 zgodnie z równaniem
3NO2+H2O → 2HNO3+NO
(9)
=HZ]JO
GyZUyZQRZDJRZ\FKFDáNRZLWDDEVRUSFMD12XQLHMHVWPR*OLZD6SUDZQRüRSDUWD
na absorpcji N02 QLHSU]HNUDF]DSU]\WHRUHW\F]QLHPR*OLZHM3U]HELHJHWDSX
utleniania NO do N02 MHVWEDUG]RZROQ\$E\X]\VNDü]QDF]QVSUDZQRüXVXZDQLD12X z
JD]XNRQLHF]Q\MHVWGáXJLF]DVNRQWDNWXUHDJHQWyZZDEVRUEHU]HZLHORVWRSQLRZ\P
$EVRUSFM
SURZDG]LVL
]Z\NOHZNROXPQDFK]SyáNDPLVLWRZ\PL]DSHZQLDMF\PLEDUG]LHM
HNRQRPLF]QHZDUXQNLFKáRG]HQLDXNáDGXDEVRUSF\MQHJR
W przypadku gdy stosunek molowy NO2/NO = 1, procesy absorpcji NOXV
prowadzone w roztworach alkalicznych takich, jak NaOH, Na2CO3, Ca(OR)2, CaCO3,
Mg(GH)2, MgCO3 LLQ=GROQRüVRUSFML12XMHVWW\PZL
NV]DLPZL
NV]HMHVWpH roztworu.
Proces sorpcji biegnie w dwu etapach absorpcja NOX w wodzie z powstawaniem kwasu, a
QDVW
SQLHQHXWUDOL]DFMDNZDVX]DVDG
$ONDOLF]Q\FKDUDNWHUDEVRUEHQWXPDMHGQDNPDá\ZSá\ZQDVSUDZQRüXVXZDQLD12X ze
VSDOLQZNWyU\FKVW
*HQLH12GRFKRG]LGR$EVRUSFM
DONDOLF]QWOHQNyZD]RWXPR*QD
SURZDG]LüZUR]WZRUDFKZRGRURWOHQNXVRGX
NO + NO2 +2 NaOH → 2NaNO2 + H2O
(10)
2NO2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O
(11)
DWDN*HZRGRURWOHQNXZDSQLDZ
JODQXVRGXLZ
JODQXDPRQXUR]WZyUWHJRRVWDWQLHJR
]ZL]NXVWRVXMHVL
ZLQVWDODFMLILUP\0LWVXELVKLX]\VNXMVSUDZQRü
DEVRUSFMLZ\QRV]F
90%.
'ODSRGZ\*V]HQLDVWRSQLDXWOHQLHQLDZJD]DFKRGORWRZ\FKRQLHNRU]\VWQ\PVWRVXQNX
NO do NO2 SURZDG]LVL
DEVRUSFM
DONDOLF]QZREHFQRFLVXEVWDQFMLXWOHQLDMF\FKWDNLFKMDN
SRGFKORU\QLFKORU\QVRGXSRGFKORU\QZDSQLDVROH*HOD]RZFyZR]RQditlenek chloru oraz
woda utleniona
,QQDPR*OLZRüPRNUHJRXVXZDQLDWOHQNyZD]RWXDZUD]]QLPL622) polega na ich
XWOHQLDQLXZID]LHJD]RZHMSRNWyU\PQDVW
SXMHDEVRUSFMDZID]LHFLHNáHM:SURFHVLH
RSUDFRZDQ\PSU]H]ILUP
Ishikawajima-Harima Heavy Industries tlenek azotu reaguje w
ID]LHJD]RZHM]R]RQHPDQDVW
SQLH12 i S02 VSRFKáDQLDQHSU]HFLZSUGRZRZNROXPQLH
SU]\X*\FLXUR]WZRUX]DZLHUDMFHJRVROHPLHG]LNaOH i CaCO3, przy czym pH roztworu
wynosi 4 do 6.
Proces Moretana Sodium stosuje dwutlenek chloru do utleniania NO w fazie gazowej
11
oraz roztwór NaOH i Na2SO3 do absorpcji S02 i utworzonego N02.
0R*QDUyZQLH*SRXWOHQLHQLX12GR12 ZID]LHJD]RZHMSURZDG]LüDEVRUSFM
Z
roztworze alkalicznym (1D2+]DZLHUDMF\PVXEVWDQFMHUHGXNXMFHVLDUF]NLOXEVLDUF]\Q\
VRGXOXEDPRQXFRSR]ZDODQDXVXQL
FLH12XZIRUPLHZROQHJRD]RWX6SUDZQRüDEVRUSFML
VLOQLH]DOH*\RGVW
*HQLDVXEVWDQFMLUHGXNXMFHMZUR]WZRU]H
3URSRQRZDQ\FKMHVWZLHOHVSRVREyZSROHSV]HQLDVSUDZQRFLVRUSFML12X metodami
mokrymi np. absorpcja i utlenianie NO w 10-30-proc. roztworze HNO3 ]DZLHUDMF\P
V2 O5DQDVW
SQLHGHVRUSFMD12 w temperaturze ok. 380 K z zawróceniem do produkcji
HNO3LFKáRG]HQLHND*GHMSyáNLSRGF]DVDEVRUSFML12X w wodzie.
Metody suche.
6NXWHF]QRüWHMJUXS\PHWRGMHVWZ\VRNDJG\*QLHNWyUH]QLFKSR]ZDODMREQL*\ü
HPLVMWOHQNyZD]RWXGRDWPRVIHU\RDQDZHWZL
FHMDOHVRQHNRV]WRZQLHMV]HRG
PHWRGJUXS\SLHUZV]HM:UyGQLFKQDMZL
FHMXZDJLSRZL
FDVL
obecnie selektywnej
redukcji katalitycznej (SRK0HWRG
W ZSURZDG]RQRQDSRF]WNXODWVLHGHPG]LHVLW\FKZ
-DSRQLLLREHFQHQDZLHFLH]ZáDV]F]DZ-DSRQLL86$L1LHPF]HFKSUDFXMHNLONDVHW
instalacji. Polega ona na redukcji tlenków azotu amoniakiem w 150-4500&ZREHFQRFL
NDWDOL]DWRUD3URFHVMHVWRNUHODQ\MDNRVHOHNW\ZQ\JG\*DPRQLDNPDWXZL
NV]H
powinowactwo chemiczne do NOxQL*GR223U]HZLGXMHVL
*HZURNXSRQDG
DPRQLDNXZ\SURGXNRZDQHJRZ6WDQDFK=MHGQRF]RQ\FK]RVWDQLH]X*\WHGR65.WOHQNyZ
D]RWX-DNMX*ZVSRPQLDQRZUyGNOX zawartych w gazach odlotowych 90-95% przypada na
12D]DWHPJáyZQDUHDNFMDMHVW
4N0 + 4NH3 + 02 → 4N2 + 6H20
(12)
'LWOHQHND]RWXNWyUHJRXG]LDáZ\QRVLUHDJXMHZP\O równania:
2N02 + 4NH3 + 02 → 3N2 + 6H20
(13)
0DáHLORFLWOHQX]DZDUWHZJD]DFKRGORWRZ\FKSU]\VSLHV]DMVHOHNW\ZQUHGXNFM
NDWDOLW\F]QWOHQNyZD]RWXDOHZL
NV]H]DZDUWRFL2Z\ZLHUDMQLHNRU]\VWQ\ZSá\Z
]PQLHMV]DMV]\ENRü65.
.DWDOL]DWRUDPL65.WOHQNyZD]RWXVSODW\QRZFH]ZáDV]F]DPt, Rh, Pd, oraz tlenki
PHWDOLSU]HMFLRZ\FKQS9205, TiO2, MoO3NWyUHPDMW ]DOHW
*HVWDV]HLPQLHM
12
ZUD*OLZHQD]DWUXFLHQL*PHWDOHJUXS\SODW\Q\6]F]HJyOQHLQWHUHVXMFHVNDWDOL]DWRU\
]DZLHUDMFHSL
FLRWOHQHNZDQDGXRVDG]RQ\QD7L22 RUD]QDPLHV]DQ\PQRQLNXWOHQNRZ\P
TiO2-SiO2.DWDOL]DWRUZDQDGRZRW\WDQRZ\RG]QDF]DVL
Z\VRNDNW\ZQRFLZQLVNLFK
WHPSHUDWXUDFKLGX*RGSRUQRFLQD]DWUXFLHGLWOHQNLHPVLDUNL:HGáXJGDQ\FKMDSRVNLFK
F]DV*\FLDNDWDOL]DWRUDZ\QRVLRNODWZHOHNWURZQLDFKZJORZ\FKDODWZ
HOHNWURZQLDFKVWRVXMF\FKSDOLZRROHMRZHLJD]RZH:3ROVFHPHWRGD65.SR]RVWDMH
]DGDQLHPQDSU]\V]áRüJG\*SRPLPR]DDZDQVRZDQ\FKSUDFGRZLDGF]DOQ\FKSU]HQLHVLHQLH
LFKZ\QLNyZGRSU]HP\VáRZ\FKLQVWDODFMLRF]\V]F]DQLDJD]yZQLHMHVWQDUD]LHPR*OLZH]H
Z]JO
GXQDQLHZ\VWDUF]DMFNUDMRZSURGXNFM
DPRQLDNXDWDN*H]XZDJLQD]QDF]QHNRV]W\
PHWRG\65.3RZD*QZDGWHMPHWRG\MHVWVWRVRZDQLHEDUG]RGURJLHJRLZ\VRFH
NRUR]\MQHJRRUD]WRNV\F]QHJRDPRQLDNX7RVNáDQLDGRSRV]XNLZDQLDQRZ\FKEDUG]LHM
przyjaznych metod. W tych metodach zwanych QLHVHOHNW\ZQUHGXNFMNDWDOLW\F]Q
]DPLDVWDPRQLDNXVWRVXMHVL
LQQHUHGXNWRU\MDNZRGyUPHWDQLLQQHZ
JORZRGRU\RUD]
WOHQHNZ
JOD
2N0 + 2H2 → N2 + 2H2O
(14)
2N02 + 4H2 → N2 +4H20
(15)
4N0 +~CH4 → 2N2+C02+2H20
(16)
2N02 + CH4 → N2 + C02 + 2H20
(17)
2N0 + 2C0 → N2 +2C02
(18)
2N02 +4C0 →N2 + 4C02
(19)
:RGUy*QLHQLXRGDPRQLDNXNWyU\MHVWEDUG]RVHHNW\ZQVXEVWDQFMUHGXNXMF
Z\*HMZ\PLHQLRQHUHGXNWRU\XOHJDMáDWZRUHDNFML]WOHQHPREHFQ\PZJD]DFKRGORWRZ\FK
SU]\F]\PVLOQLHZ]UDVWDWHPSHUDWXUDNDWDOL]DWRUD]ZáDV]F]DSU]\ZL
NV]HM]DZDUWRFLWOHQX
ZJD]LHUHDJXMF\PFRPR*HSURZDG]LüGRSU]HJU]DQLDNDWDOL]DWRUDLMHJRGH]DNW\ZDFML
5HGXNFM
QLHVHOHNW\ZQNDWDOL]XMQRQLNRZHNDWDOL]DWRU\SODW\QRZHLSDOODGRZHD
WDN*HWOHQNLPHWDOLSU]HMFLRZ\FKRVDG]RQHQDWOHQNDFKNU]HPXJOLQXOXEJOLQRNU]HPLDQDFKL
SRGGDQHUHGXNFMLPLHV]DQLQUHDNF\MQQS&X&U$O203 jest bardzo aktywnym katalizatorem
13
nieselektywnej redukcji NOXSU]\X*\FLX&2
-HOL]DZDUWRüWOHQXZJD]DFKVSDOLQRZ\FKMHVWUHJXORZDQDZZVNLFKJUDQLFDFK
ZyZF]DVPR*HP\X]\VNDüZ\VRNLVWRSLHUHGXNFML12X do N2 bez nadmiernego wzrostu
WHPSHUDWXU\QDNDWDOL]DWRU]HFKRFLD*]DFKRG]QDQLPMHGQRF]HQLHUHDNFMHXWOHQLDQLD&2L
Z
JORZRGRUyZ=V\WXDFMWDNVSRW\NDP\VL
ZNRQZHUWRUDFKNDWDOLW\F]Q\FKVWRVRZDQ\FK
GODHOLPLQDFMLV]NRGOLZ\FKVNáDGQLNyZJD]yZZ\GHFKRZ\FKHPLWRZDQ\FKSU]H]VLOQLNL
VDPRFKRGRZH=DPLDVWGRVWDUF]DQLDDPRQLDNXMDNRF]\QQLNDUHGXNXMFHJRGOD
przeprowadzenia NOxZD]RWZ\NRU]\VWXMHVL
VNáDGQLNLUHGXNXMFH]DZDUWHZJD]DFK
odlotowych. Reakcja przebiega na tzw. katalizatorze trójfunkcyjnym (TWC = three-way
catalyst), ZNWyU\PGRSDODQLHWOHQNXZ
JODLZ
JORZRGRUyZ]DFKRG]LJáyZQLHQDSODW\QLHD
UHGXNFMDWOHQNyZD]RWXQDURG]LH'ODUyZQRF]HVQHJRVSHáQLHQLDIXQNFMLXWOHQLDQHML
UHGXNXMFHMNRQZHUWRUNDWDOLW\F]Q\PXVLSUDFRZDüSU]\VWRVXQNXSRZLHWU]DGRSDOLZD
EOLVNLPVWHFKLRPHWU\F]QHPX:\PDJDWRVWDáHMNRQWUROLVNáDGXJD]yZZ\GHFKRZ\FKSU]H]
F]XMQLNWOHQRZ\XPLHV]F]RQ\SU]HGNDWDOL]DWRUHPLSRáF]RQ\]PLNURSURFHVRUHP
XPLHV]F]DQ\PQDWDEOLF\UR]G]LHOF]HMSRMD]GX0LNURSURFHVRUWHQDQDOL]XMHV\JQDá\
RWU]\PDQH]F]XMQLND]DZDUWRFLWOHQXRUD]]LQQ\FKF]XMQLNyZLUHJXOXMHZWU\VNSDOLZDF]DV
WUZDQLDLVNU\LWSZWDNLVSRVyEDE\Z\*HMZ\PLHQLRQ\VWRVXQHNE\áVWDOHEOLVNL
stechiometrycznemu.
Do suchych sposobów zmniejszania emisji NOXQDOH*\UyZQLH*adsorpcja na
]HROLWDFKZ
JOXDNW\ZQ\PLDQLRQLWDFK:\áDS\ZDQLHWOHQNyZD]RWXQD]HROLWDFK
SU]HSURZDG]RQRZNLONXDPHU\NDVNLFKLQVWDODFMDFKZ\WZDU]DPNZDVXD]RWRZHJR
2VXV]RQHJD]\RGORWRZHNLHUXMHVL
GRNROXPQ\]DZLHUDMFHM]HROLWQDNWyU\P]DFKRG]L
utlenianie NO do N02DQDVW
SQLHDGVRUSFMDWHJRRVWDWQLHJR=áR*H]HROLWXUHJHQHUXMHVL
przez podgrzewanie kolumny, przy czym zdesorbowany gaz zawraca do kolumny
absorpcyjnej w instalacji kwasu azotowego. Metoda adsorpcyjna oczyszczania gazów z
WOHQNyZD]RWXRG]QDF]DVL
Z\VRNVSUDZQRFLQLHVWZDU]DSUREOHPyZ]HFLHNDPLL
RGSDGDPLVWDá\PLDOHNRV]WDGVRUEHQWyZMHVWZ\VRNLDSR]DW\PZ\PDJDRQDUHJHQHUDFML
NROXPQ\SU]\SRPRF\SDU\ZRGQHMOXEJRUFHJRSRZLHWU]D
Innym ze sposobów suchych jest napromieniowanie0HWRG
Z\NRU]\VWDQLD
SURPLHQLRZDMRQL]XMFHJRGRXVXZDQLDWOHQNyZD]RWXLGZXWOHQNXVLDUNLRSUDFRZDáPLQ
-DSRVNL,QVW\WXW:\NRU]\VWDQLD(QHUJLL$WRPRZHM%DGDQLDQDG]DVWRVRZDQLHPWHFKQLNL
radiacyjnej do eliminacji NOX i S02SU]HSURZDG]RQRUyZQLH*Z3ROVFHSU]\X*\FLX
14
DNFHOHUDWRUDHOHNWURQyZX]\VNXMFXVXQL
FLH12X w 90%, a S02 w 98% przy pr9GNRFL
SU]HSá\ZXJD]yZP3/godz. (instalacja pilotowa).
:RVWDWQLFKODWDFKGX*HQDG]LHMHZL*HVL
]PHWRGNDWDOLW\F]QHJRUR]NáDGX
WOHQNyZD]RWX]JRGQLH]UHDNFM
NOx → N2 + x/2O2
(20)
.DWDOLW\F]Q\UR]NáDG12MHVWV]F]HJyOQLHDWUDNF\MQDPHWRGRJUDQLF]DQLDHPLVML
WOHQNyZD]RWXSRQLHZD*QLHZ\PDJDGRGDZDQLDGRVWUXPLHQLDJD]yZLQQ\FKUHDJHQWyZL
potencjalnie prowadzi do powstania jedynie neutralnych produktów. Dodatek reduktorów w
PHWRGDFKUHGXNF\MQ\FKWDNLFKMDNZ
JORZRGRU\&2+2OXEDPRQLDNXPR*HSURZDG]LüGR
ZWyUQ\FK]DQLHF]\V]F]HMDNXWOHQLRQHZ
JORZRGRU\&2&22, N22OXEDPRQLDNRUD]F]
VWR
RVWDWQLRV\JQDOL]RZDQHF\MDQNLLL]RF\MDQNLRUJDQLF]QH:RPDZLDQHMPHWRG]LH]Z\MWNLHP
N22QLHPDLQQ\FK]DQLHF]\V]F]H
1DMOHSV]\PLNDWDOL]DWRUDPLGODUR]NáDGX12xV]HROLW\GRWRZDQHMRQDPLPLHG]L
V]F]HJyOQLH&X=60Z\ND]XMHZ\VRNDNW\ZQRü0DNV\PDOQDNW\ZQRüNDWDOL]DWRU
Z\ND]XMHZZVNLP]DNUHVLHWHPSHUDWXU±.:\*V]HWHPSHUDWXU\GH]DNW\ZXM
katalizator.
5HDNFMDUR]NáDGXWOHQNyZD]RWXMHVWSURZDG]RQDZID]LHJD]RZHM6WUXPLHJD]X
SU]HSá\ZDSU]H]]áR*HNDWDOL]DWRUDLWOHQHND]RWXG\IXQGXMH]JD]XQDSRZLHU]FKQL
katalizatora. Jest adsorbowany na centrach aktywnych, w tym wypadku atomach metalu ( np.
&XOXE3W:Z\QLNXRGG]LDá\ZDQLD]DWRPHPPHWDOXSU]HELHJDUHDNFMDFKHPLF]QD
3RVWXORZDQ\MHVWGZXVWRSQLRZ\PHFKDQL]PUR]NáDGXWOHQNXD]RWX>@
M + NO → M-NO → M-O + M-N
(21)
2M-O + 2M-N → 4M + N2 + O2
(22)
:SLHUZV]\PHWDSLHWZRU]VL
NRPSOHNV\]DWRPDPLPHWDOXNDWDOL]DWRUD:Z\QLNX
RGG]LDá\ZDS
NDMZL]DQLDZF]VWHF]FH12LSRMHG\QF]HDWRP\D]RWXLWOHQX]ZL]DQH
]RVWDM]NDWDOL]DWRUHP1DSRZLHU]FKQLNDWDOL]DWRUDDWRP\SU]HPLHV]F]DMVL
LáF]ZQRZH
F]VWHF]NLD]RWXLWOHQX
3RZ\*V]\WHNVWSU]\JRWRZDQRZRSDUFLXRIUDJPHQW\NVL*HN
1. -:DU\FKÄ2F]\V]F]DQLHSU]HP\VáRZ\FKJD]yZRGORWRZ\FK´
2. Pr. zbiorowa pod redakcja M$GDPLFDÄûZLF]HQLD]FKHPLLLWHFKQRORJLLRF]\V]F]DQLD
gazów”.
3. V.I,Parvulesku, P.Grange, B.Delmon, “Catalytic removal of NO”, Catalysis Today, 46
(1998) 233-316.
15
3URSRQRZDQDOLWHUDWXUDX]XSHáQLDMFD
1. 3U=ELRURZDSRGUHGDNFM(6]F]HSDQLHF&L
FLDN3.RFLHOQLDNDÄ&KHPLD
URGRZLVNDüZLF]HQLDLVHPLQDULD´F]:\G8QLZHUV\WHWX-DJLHORVNLHJR.UDNyZ
1999r.
2. 2. $07U]HFLDNÄ:VW
SGRFKHPLLQLHRUJDQLF]QHMURGRZLVND´:\G8QLZHUV\WHWX
:URFáDZVNLHJR:URFáDZU
3. %*áRZLDNE.Kempa, 7:LQQLFNDÄ3RGVWDZ\RFKURQ\URGRZLVND´
PWN,Warszawa, 1985r.
4. L.Falkowska, K. Korzeniewski, „Chemia atmosfery”, Wyd. Uniwersytetu
*GDVNLHJR*GDVNU
5. B.J.Alloway, '&$\UHVÄ&KHPLF]QHSRGVWDZ\]DQLHF]\V]F]HQLDURGRZLVND´
Wydawnictwo Naukowe PWN,Warszawa, 1999r.
6. P.Kirszensztejn, /:DFKRZVNLÄ&KHPLDURGRZLVND´3R]QDU
Wymagania
1. 'UyGáDHPLVML]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FKGRDWPRVIHU\
2. 0HWRG\XVXZDQLD]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FK]JD]yZRGORWRZ\FKDGVRUSFMDVSDODQLH
dopalanie katalityczne, kondensacja.
3. 'UyGáDHPLVMLNOx do atmosfery.
4. .DWDOL]DDNW\ZQRüLVHOHNW\ZQRüNDWDOL]DWRUD
5. Rodzaje katalizatorów.
6. .DWDOL]DKHWHURJHQLF]QD±HWDS\SURFHVXRSRU\ZSá\ZWHPSHUDWXU\
7. Ograniczenie emisji NOX z procesów spalania
8. Usuwania NOx z gazów odlotowych: metody mokre i suche.
9. .DWDOLW\F]Q\UR]NáDGNOx.
16