Pracownia Ä2'3$'<35=(0<6à2:(,,&+87</,=$&-$ Cwiczenie 23 KATALITYCZNE OCZYSZCZANIE GAZÓW ODLOTOWYCH Z TLENKÓW AZOTU 2SUDFRZDáDGU-DGZLJD6NXSLVND :67 3 1LHNRQWURORZDQ\UR]ZyMSU]HP\VáXL*\ZLRáRZ\SRVWSF\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 ZVWSQHRF]\V]F]DQLHRUD]KHUPHW\]DFMDLDXWRPDW\]DFMDSURFHVyZSU]HP\VáRZ\FK *G\QLHMHVWPR*OLZHFDáNRZLWH]UHGXNRZDQLHHPLVML]DQLHF]\V]F]HZWUDNFLHSURFHVX WHFKQRORJLF]QHJROXEVSDODQLDSDOLZRF]\V]F]DVLJD]\RGORWRZH =HZ]JOGXQDGX* 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\VWSRZDQLDVWDQXUyZQRZDJLRUD]Uy*Q\SR]LRP GRSXV]F]DOQHMHPLVMLGRDWPRVIHU\'RRF]\V]F]DQLDJD]yZ]]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FK Z\NRU]\VWXMHVLSUDZLHZV]\VWNLHSRGVWDZRZHSURFHV\Z\PLDQ\PDV\ procesy fizyczne: 1. DEVRUSFM 2. DGVRUSFM 3. NRQGHQVDFM oraz procesy chemiczne: 4. 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]JUDQLFID]ZREMWRüGUXJLHMID]\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]HQLNQLFLHF]VWHNSU]H]VWUHISU]\OHJáGRJUDQLF\ID]LSU]H]JUDQLFID]WMSU]H] SRZLHU]FKQLPLG]\ID]RZ3U]HQRV]HQLHF]VWHF]HNGRJUDQLF\ID]]DUyZQRZID]LH JD]RZHMMDNLFLHNáHMRNUHODV]\ENRüG\IX]MLF]VWHF]NRZHMLEXU]OLZHM6]\ENRüDEVRUSFML ]ZLNV]DVLSU]H]]ZLNV]HQLHSRZLHU]FKQLPLG]\ID]RZHMRUD]]ZLNV]HQLHV]\ENRFL G\IX]ML=ZLNV]HQLHSRZLHU]FKQLPLG]\ID]RZHMPR*QDRVLJQüSU]H]UR]SURV]HQLHMHGQHM fazy w drugiej np. rozproszenie fazy gazowej w cieczy przez zastosowanie EHáNRWNLOXE PLHV]DQLD=ZLNV]HQLHHWDSXG\IX]MLUHDOL]XMHVLSU]H]RGSRZLHGQLRGáXJLF]DV]HWNQLFLD ID]RUD]SU]H]]ZLNV]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*HPHWRGRG]\VNXZDUWRFLRZ\FKVXEVWDQFML0R*HVWDQRZLüZVWSQ\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]ZLNV]DVLZyZF]DVJG\]DFKRG]LUHDNFMDFKHPLF]QD PLG]\FLHF]LJD]HPSU]\F]\PZ]UDVWDZVSyáF]\QQLNZQLNDQLDSRVWURQLHFLHF]\3RGF]DV DEVRUSFML]UHDNFMFKHPLF]QVNáDGQLN$]HVWUXPLHQLDJD]XUHDJXMH]VXEVWDQFM%]DZDUW ZFLHF]\ZZ\QLNXF]HJRSRZVWDMHSURGXNWRZáDFLZRFLDFKRGPLHQQ\FKRGVXEVWDQFML Z\MFLRZHM3U]\RF]\V]F]DQLXJD]yZRGORWRZ\FKDEVRUSFMD]UHDNFMFKHPLF]QMHVWMHGQ] ]DVDGQLF]\FKPHWRGXVXZDQLD]DQLHF]\V]F]HNZDQ\FKWDNLFKMDN62 2, SO 3, H 2 S, NO x, HF, C1 2, HCl i in. 0HWRG\DEVRUSF\MQHVWRVRZDQHVF]VWRZSRáF]HQLX]XWOHQLDQLHPDOER] ELRGHJUDGDFM :PHWRGDFKDEVRUSF\MQ\FKSRáF]RQ\FK]XWOHQLDQLHPPR*QDVWRVRZDüMDNR 3
absorbenty roztwory utleniaczy takich jak chlor, dwutlenek chloru, podchloryn sodowy, nadmanganian potasu oraz obecnie najbardziej popularny ozon. Ozon rozpuszczony jest w DEVRUEHQFLH5HDNFMDSRPLG]\R]RQHPL]DDEVRUERZDQ\P]DQLHF]\V]F]HQLHPSU]HELHJD EDUG]RV]\ENR-HGQRF]HQLHQDVWSXMHOLNZLGDFMDGUREQRXVWURMyZFRF]VWRPDGX*H ]QDF]HQLH=DVWRVRZDQLHR]RQXQLHSRZRGXMHSRZVWDZDQLDNáRSRWOLZ\FKRGSDGyZSRQLHZD* produktem jego rozpadu jest tlen. 1LHNWyUHVXEVWDQFMH]DQLHF]\V]F]DMFHJD]\RGORWRZHPR*QDVNXWHF]QLHOLNZLGRZDüQD GURG]HELRGHJUDGDFML]DSRPRFPLNURRUJDQL]PyZNWyUHXWOHQLDM]ZL]NLRUJDQLF]QHGR GLWOHQNXZJODLZRG\OXEPLQHUDOL]XM]DZDUWHZQLFKheteroatomy. Wytwarzana w tym SURFHVLHHQHUJLDMHVW]X*\ZDQDSU]H]EDNWHULH AdsorpcjaMHVWSURFHVHPZNWyU\PF]VWHF]NLMHGQHMVXEVWDQFML]RVWDM]ZL]DQHQD SRZLHU]FKQLLQQHMVXEVWDQFMLQDVWSXMHVRUSFMD]DQLHF]\V]F]HJD]RZ\FKSU]H]VWDá\ adsorbent$gvrusfmdsrohjdqdz\g]lhodqlxl]dwu]\p\zdqlxvnádgqlnyzjd]xqd SRZLHU]FKQL]HZQWU]QHMLZHZQWU]QHMZSRUDFKFLDáDVWDáHJR=DWU]\P\ZDQLHF]VWHF]HN QDSRZLHU]FKQL]DFKRG]LZZ\QLNXG]LDEDQLDVLáIL]\F]Q\FKLFKHPLF]Q\FKEOLVNLHJR]DVLJX (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 ZLFGRSURZDG]HQLDFLHSáD/LF]EDF]VWHF]HNPR*OLZDGR]DDGVRUERZDQLDQDSRZLHU]FKQL DGVRUEHQWXMHVWRJUDQLF]RQDLPDOHMH]HZ]URVWHPWHPSHUDWXU\(IHNW\ZQHMDGVRUSFMLVSU]\MDü ZLFEG]LHGX*DSRZLHU]FKQLDZáDFLZDDGVRUEHQWXLQLVNDWHPSHUDWXUD$GVRUSFMDMHVW VHOHNW\ZQDLQDMZLNV] ]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]QHJROXEXVXQLWDMDNVXEVWDQFMDVWDáD $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*OLZLDLFKVSDOHQLHOXEUHJHQHUDFM3RQDGWRWPHWRGPR*QDMHGQRF]HQLHXVXZDü] JD]XZLFHM]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 0HWRGDWDQLHQDGDMHVLGRRF]\V]F]DQLDJD]yZHPLWRZDQ\FKGRDWPRVIHU\ 6SDODQLHEH]SRUHGQLH (termiczne lub katalityczne ) stosowane jest do usuwania z JD]yZRGORWRZ\FKZJORZRGRUyZSRSU]H]LFKXWOHQLHQLHGR&2 2 i H 2 O. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O (1) 6SDODQLHMHVWQDMEDUG]LHMSRZV]HFKQPHWRGXVXZDQLD]JD]yZRGORWRZ\FKQLHEH]SLHF]Q\FK GODURGRZLVNDVXEVWDQFMLWDNLFKMDNZHJORZRGRU\WOHQHNZJODUR]SXV]F]DOQLNLRUJDQLF]QH itp.. -H*HOLVW*HQLHZJORZRGRUyZZVWUXPLHQLXJD]yZRGORWRZ\FKMHVWGRVWDWHF]QLHGX*H VSDODVLMHQDMF]FLHMGR]XMFGRSDOQLND]DVLODQHJRJD]HP]LHPQ\P-HVWWRW]Zspalanie termiczne-hvwrqredug]rhqhujrfkárqqhlnrv]wrzqh3u]hsurzdg]dvlmhzz\vrnlfk temperaturach 800 1200 o &1DOH*\EDUG]RNRQWURORZDüWHPSHUDWXUVSDODQLDSRQLHZD*Z F]DVLHZ\VRNRWHPSHUDWXURZHJRVSDODQLDSRZ\*HM o &SRZVWDMWOHQNLD]RWXQDVNXWHN XWOHQLDQLDD]RWX]SRZLHWU]DSRZRGXMFHZWyUQH]DQLHF]\V]F]HQLHDWPRVIHU\:SU]HP\OH UDILQHU\MQ\PLSHWURFKHPLF]Q\PVWRVXMHVLVSDODQLHRGORWRZ\FKJD]yZSDOQ\FKVDP\FKOXE ]GRGDWNLHPSDOLZDJD]RZHJR6SDODQLHWDNLHRGE\ZDVLZSRFKRGQLDFKNWyUHV FKDUDNWHU\VW\F]QHGODW\FK]DNáDGyZ :SU]\SDGNXQLVNLFKVW*HZJORZRGRUyZZJD]DFKRGORWRZ\FKVWRVXMHVLspalanie katalityczne..dwdol]qd]\zdvl]mdzlvnr]pldq\v]\enrfluhdnfmlfkhplf]q\fkzz\qlnx RGG]LDá\ZDQLDQDUHDJHQW\VXEVWDQFML]ZDQ\FKNDWDOL]DWRUDPLKatalizatorGHILQLXMHVLZLF MDNRVXEVWDQFMNWyUD]ZLNV]DV]\ENRü]MDNUHDNFMDFKHPLF]QDRVLJDVWDQUyZQRZDJL VDPDVLMHGQDNQLH]X*\ZDLNWyUHMV\PEROQLHZ\VWSXMHZUyZQDQLXVWHFKLRPHWU\F]Q\P :Sá\ZNDWDOL]DWRUDQDUHDNFMFKHPLF]QSROHJDJáyZQLHQDREQL*HQLXMHMHQHUJLLDNW\ZDFML 3RWZLHUG]DWRZLHOHIDNWyZGRZLDGF]DOQ\FK7áXPDF]\VLWRWZRU]HQLHPSU]HMFLRZ\FK aktywnych kompleksów katalizatora z substratami, po rozpadzie których katalizator ulega regeneracji. :SURFHVLHVSDODQLDNDWDOLW\F]QHJRVWUXPLHJD]XSU]HSXV]F]DVLSU]H]]LDUQR NDWDOL]DWRUDZSRGZ\*V]RQHMWHPSHUDWXU]H.DWDOLW\F]QHVSDODQLHZJORZRGRUyZSU]HELHJDZ WHPSHUDWXUDFK]QDF]QLHQL*V]\FKQL*VSDODQLHWHUPLF]QHRN o C. Jako katalizatory spalania ZJORZRGRUyZVWRVRZDQHVPHWDOHMDNSODW\QDSDOODGUXWHQURGOXEWOHQNLPHWDOL 5
SU]HMFLRZ\FKMDNWOHQHNPDQJDQXFKURPXPLHG]L.DWDOL]DWRU\VWRVXMHVLQDQLHVLRQHQD QRQLNLFHUDPLF]QHW]ZDGVRUEHQW\1RQLNLFKDUDNWHU\]XMVLEDUG]RUR]ZLQLW SRZLHU]FKQLZHZQWU]QNDQDOLNLPDMF]VWRNV]WDáWSODVWUDPLRGX Redukcja katalityczna stosowana w procesach usuwania tlenków azotu z gazów RGORWRZ\FKSROHJDQDUHGXNFMLWOHQNyZD]RWX]DSRPRFDPRQLDNXWOHQNXZJODOXE ZJORZRGRUyZZREHFQRFLNDWDOL]DWRUyZ 2NO + 4NH + O 3N + CO + 6H O 2 3 2 2 2 2 2NO2 + CH4 N2 + CO2 + 2H2O (3) 2NO2 + 4CO N2 + 4CO2 (4).DWDOL]DWRUDPLWHMUHDNFMLVPHWDOHV]ODFKHWQHMDNSODW\QDSDOODGURGQDQLHVLRQHQD FHUDPLF]QHQRQLNL3ODW\QDQDQRQLNXFHUDPLF]Q\PMHVWNDWDOL]DWRUHPVWRVRZDQ\PZ samochodach dla dopalania spalin i jednoczesnej redukcji tlenków azotu. (2) 5R]NáDGNDWDOLW\F]Q\WOHQNyZD]RWXMHVWSURVWPHWRGXVXZDQLDLFK]HVWUXPLHQLD JD]yZSU]HP\VáRZ\FK 2NO2 N2 + 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: M 2 / n O. Al 2 O 3. xsio 2. yh 2 2JG]LH[!Q ZDUWRFLRZRüNDWLRQX PHWDOX00DNV\PDOQDZDUWRü[GODQDWXUDOQ\FK]HROLWyZMHVWUyZQD0DMRQHEDUG]R GX*SRZLHU]FKQLZHZQWU]QZSRVWDFLNDQDOLNyZRRNUHORQHMJHRPHWULL Katalityczne oczyszczanie gazów odlotowych z tlenków azotu :HGáXJUy*Q\FKRV]DFRZDDWPRVIHUD]LHPVNDZFKáDQLDURF]QLHZSU]HOLF]HQLXQD N 2, od 35 do 58 x10 4 WRQWOHQNyZD]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]\üHPLVMH12 X PR*QD EH]SRUHGQLRZ(UyGOHLFKSRZVWDZDQLDEG(WH*SU]H]RF]\V]F]DQLHJD]yZRGORWRZ\FK PHWRGDPLUHGXNFMLXWOHQLDQLDZID]LHJD]RZHMOXEFLHNáHMz MHGQRF]HVQVRUSFMZVRUEHQWDFK OXEQDVRUEHQWDFKVWDá\FK 6SRUyGRPLX]QDQ\FKWOHQNyZazotu (N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 0 4, N 2 O 5, NO 3, N 2 O ó ) praktycznie tylko NO i NO 2 Z\VWSXMF\FKZSURGXNWDFKVSDODQLDSDOLZNRSDOQ\FK] F]HJRSU]\SDGDQD12:EH]SRUHGQLHMV\QWH]LH]1 2 i O 2 w wysokiej temperaturze VSDODQLDSDOLZNRSDOQ\FKWZRU]\VLW\ONR12-HVWRQMHGQDNQLHWUZDá\LSU]\REQL*HQLX WHPSHUDWXU\VSDOLQF]FLRZRUR]NáDGDVLDF]FLRZRXWOHQLDGR12 2 NWyU\MHVW]ZL]NLHP WUZDá\P'UyGáHPHPLVML1 2 VPLNURELRORJLF]QHSURFHV\QLWU\ILNDFMLLGHQLWU\ILNDFMLZ ELRVIHU]H6WDPWGSU]HGRVWDMHVLRQGRVWUDWRVIHU\JG]LHXOHJDSU]HPLDQLHGR1 2 i NO, a ten RVWDWQLPR*H]NROHLSU]HSá\ZDüZGyáGRWURSRVIHU\ 3U]\VSDODQLXSDOLZZSáRPLHQLXWOHQNLD]RWXPRJWZRU]\üVLWU]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]UHDNFMZJORZRGRUyZLZRGRUX] URGQLNDPLD]RWRZ\PL1LH]EGQRüZJRZRGRUyZGODSRMDZLHQLDVL+&1SRZRGXMH]HWD GURJDJHQHURZDQLDWOHQNyZD]RWXZ\VWSXMHW\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]LHODMVLWDN*H]SLHFyZPDUWHQRZVNLFKRNPJP 3 ]DNáDGyZSU]HP\VáX D]RWRZHJRRUD]LQVWDODFMLZ\WZDU]DMF\FKNZDVVLDUNRZ\PHWRGQLWUR]RZ8G]LDá3ROVNLZ emisji NO X V\PEROXWHJRX*\ZDP\JG\PyZLP\RVXPDU\F]QHMHPLVMLWOHQNyZD]RWXEH] V]F]HJyáRZHJRUR]Uy*QLHQLDZ\G]LHODQ\FKWOHQNyZZURNXZ\QRVLáWRQFR 7
GDZDáRNJQDPLHV]NDFDOXENJQDNP 2 QDV]HJRNUDMX%H]SRUHGQL V]NRGOLZRü GOD]GURZLDF]áRZLHNDZ\ND]XMHQLHW\OH12OHF]12 2 -HVWRQVXEVWDQFMWRNV\F]QR V]\ENLPG]LDáDQLXNWyUHMV]NRGOLZRüMHVWNLONDNURWQLHZLNV]DRG&2L62 2. Uszkadza on SFKHU]\NLSáXFQHL]ZLNV]DSRGDWQRüQDLQIHNFMJyUQ\FKGUyJRGGHFKRZ\FK']LDáDWH* GUD*QLFRQDRF]\RUD]UR]V]HU]DMFRQDQDF]\QLDNUZLRQRQHFRSURZDG]LGRREQL*HQLD FLQLHQLDNUZL'ODUROLQMHVWJD]HPVLOQLHWRNV\F]Q\PNWyUHJRZLNV]HVW*HQLDSURZDG] do uszkodzenia chloroplastów. Reakcje NO 2 ]ZJORZRGRUDPL]QDMGXMF\PLVLZ DWPRVIHU]HSRZRGXMSRZVWDZDQLHQDGWOHQNXDFHW\OXRNUHORQHJRVNUyWHP3$1 (peroxyacetyl QLWUDWHNWyU\G]LDáDKDPXMFRQDIRWRV\QWH]5HDJXMF]ZRGditlenek azot utworzy kwas azotowy i azotawy i w ten sposób wnosi (wraz z S0 2 XG]LDáZSRZVWDZDQLH W]ZNZDQHJRGHV]F]X)RWRFKHPLF]QHUHDNFMHWOHQNyZD]RWXZDWPRVIHU]HUyZQLH* Z\ZRáXMQLHNRU]\VWQH]PLDQ\UyZQRZDJSRPLG]\MHMVNáDGQLNDPL5R]NáDGIRWRFKHPLF]Q\ NO 2 na NO i tlen NO 2 +hv (A <415nm) NO+O (6) SURZDG]LGRSRZVWDZDQLDR]RQXZZ\QLNXUHDNFMLSRPLG]\2 2 i O. Wytwarzanie 0 3 w GROQHMF]FLDWPRVIHU\MHVWQLHSR*GDQHJG\*SU]\JUXQWRZ\R]RQSRZRGXMHXV]NRG]HQLH OLFL%DGDQLDZ\NRQDQHZCornell 8QLYHUVLW\86$Z\ND]Dá\]QDF]QH]PQLHMV]HQLH ]DZDUWRFLFXNUXZZLQRJURQDFKZVNXWHNREHFQRFLSU]\JUXQWRZHJRR]RQXDZVSyáG]LDáDQLH WHJRRVWDWQLHJR]NZDQ\PGHV]F]HPSRZRGXMH]ZLNV]HQLHV]NyGZXSUDZLH Metody zmniejszana emisji NO x Metody zmniejszania emisji NO x do atmosfery dzielimy na 1. Metody ograniczenia emisji NO x ]SURFHVyZVSDODQLD7JUXSPHWRGRNUHODVL jako pierwotne lub czyste. 2. Metody usuwania NO x z gazów odlotowych: Ta grupa to metody wtórne lub RF]\V]F]DMFHNWyUH]NROHLG]LHOLVLQDVXFKHLPRNUH Metody suche; selektywna redukcja katalityczna, nieselektywna redukcja katalityczna, NDWDOLW\F]Q\UR]NáDG adsorpcja metoda radiacyjna. Metody mokre; 8
metody absorpcyjne. Ograniczenie emisji NO X z procesów spalania 2EQL*HQLHHPLVML12 X ]SURFHVyZVSDODQLDSDOLZ]ZL]DQHMHVW]]DSHZQLHQLHP ZáDFLZ\FKSDUDPHWUyZSURFHVXZUHODFMLF]DVWHPSHUDWXUDVNáDGJD]XOXE]NRQLHF]QRFL LQLHNFMLGRNRPRU\VSDODQLDVXEVWDQFMLUHDJXMF\FK]SRZVWDMF\PL12 X. =DVDGQLF]\PLF]\QQLNDPLPDMF\PLZSá\ZQDSRZVWDZDQLH12V WHPSHUDWXUDVSDODQLDZZ\VRNLFKWHPSHUDWXUDFKVSDODQLDVW*HQLH12[Z]UDVWD VWRVXQHNLORFLSRZLHWU]DGRSDOLZDZVWUHILHVSDODQLDRSW\PDOQ\MHVW stechiometryczny, VWRSLHZ\PLHV]DQLDSDOLZDSRZLHWU]DLSURGXNWyZVSDODQLDPLHV]DQLHZVWHF]QH SURGXNWyZVSDODQLDREQL*DWHPSHUDWXUSáRPLHQLDLW\PVDP\PWZRU]HQLH12 X ; V]\ENRüSU]HQRV]HQLDFLHSáDGX*DV]\ENRüSU]HQRV]HQLDFLHSáDREQL*D PDNVLPXPWHPSHUDWXU\LPR*OLZRüSRZVWDZDQLD12 X ; URG]DMSDOLZD]GROQRüGRWZRU]HQLD12 X PDOHMHZNROHMQRFL ZJLHO!URSD!JD] 7HPSHUDWXUDSáRPLHQLDPDEDUG]RGX*\ZSá\ZQDLORüZ\WZDU]DQHJR12 X DZLF QDZHWPDáDUHGXNFMDWHPSHUDWXU\GRSURZDG]LüPR*HGR]QDF]QHJR]PQLHMV]HQLDHPLVML12 X 8Z]JOGQLDMFWHQIDNWPHWRG\]PQLHMV]HQLDHPLVML12 X ZHOHNWURFLHSáRZQLDFK VSURZDG]DMVLGRVWRVRZDQLDPDáHJRQDGPLDUXSRZLHWU]DLQLHNFMLZRG\OXESDU\GRVWUHI\ spalania, recyrkulacji spalin i spalania dwustopniowego. W wyniku iniekcji wody poprzez RGELyUFLHSáDIL]\F]QHJRVSDOLQQDVWSXMHREQL*HQLHWHPSHUDWXU\SáRPLHQLD0DOHMHMHGQDN VSUDZQRüWHUPLF]QDVSDODQLDFRRJUDQLF]D]DVWRVRZDQLHPHWRG\2EQL*HQLHRJyOQHJRFLHSáD IL]\F]QHJRRVLJQüPR*QDUyZQLH*SU]H]]DZUyFHQLHRNREMWRFLVWUXPLHQLDVSDOLQ] powrotem do strefy spalania. Spalanie dwustopniowe polega na spalaniu paliwa w dwu HWDSDFK:HWDSLHSLHUZV]\PVSDODQLH]DFKRG]LZF]FLVWHFKLRPHWU\F]QHMLORFLSRZLHWU]D QLH]EGQHMGRFDáNRZLWHJRVSDODQLD3R]RVWDáDLORüSRZLHWU]DMHVWSRGDZDQDSRQDGVWUHI VSDODQLDSDOQLNyZJG]LHQDVWSXMHGRSDOHQLHSDOLZD0HWRGDMHVWSURVWDLPDáRNRV]WRZQD OHF]NRQWURODSURFHVXVSDODQLDWUXGQDLPDáRSU]\GDWQDGRVSDODQLDZJOD'DOV]HPR*OLZRFL ograniczenia powstawania NO x V]ZL]DQH]PRG\ILNDFMSDOQLNyZLVSDODQLHPSDOLZ VWDá\FKZSDOHQLVNDFKIOXLG\]DF\MQ\FKZ]DNUHVLH.,QQPHWRGRJUDQLF]HQLDHPLVML12 X ze strumieniem spalin jest iniekcja NH 3 do 9
NRPRU\VSDODQLD:REHFQRFLWOHQX]DFKRG]QDVWSXMFHUHDNFMH NO+NH 3 +1/4O 2 N 2 +3/2H 2 O (7) NH 3 +5/4O 2 NO+3/2H 2 O (8) 5HDNFMDGRPLQXMHZ]DNUHVLH.QDWRPLDVWUHDNFMDSRZ\*HM.3URFHV UHGXNFML12]QDMZLNV]Z\GDMQRFLSU]HELHJDZVWRVXQNRZRZVNLP]DNUHVLHWHPS 1240+50 K. W metodzie tej istotna jest iniekcja NH 3 GRRGSRZLHGQLHMSU]HVWU]HQLNRWáDWDN E\RVLJQüPDNV\PDOQHZ\PLHV]DQLH1+ 3 i NO x (EG]WH*+ 2 ZHZáDFLZ\P]DNUHVLH WHPSHUDWXUSRGF]DVQRUPDOQHMSUDF\NRWáD:\PDJDWR]QDMRPRFLSURILOXWHPSHUDWXUZNRWOH Z]DOH*QRFLRGMHJRREFL*HQLDSU]\RGSRZLHGQLPF]DVLHSU]HE\ZDQLDV3RPLPR RELHFXMF\FKHIHNWyZSURZDG]HQLHSURFHVXMHVWEDUG]RWUXGQH]HZ]JGXQDNRQLHF]QRü precyzyjnej lokalizacji punktów iniekcji NH 3 SU]\GX*\P]DNUHVLHRSW\PDOQHMWHPSHUDWXU\ ]PLDQ\WHPSHUDWXUZNRWOH]H]PLDQREFL*HQLDLURG]DMXSDOLZDSRZVWDZDQLHSURGXNWyZ XERF]Q\FKLPR*OLZHMHPLVML1+ 3 PR*OLZRüSRZVWDZDQLD1+ 4 HSO 3 i blokowania SRZLHU]FKQLVWDá\FKV]F]HJyOQLHSRGF]DVVSDODQLDZ\VRNRVLDUNRZ\FKZJOLLROHMX=DOHW PHWRG\MHVWSRWHQFMDOQLHGX*\VWRSLHRF]\V]F]DQLDVSDOLQ]12 x NWyU\PR*HE\üSRZL]DQ\ ]PRG\ILNDFMLQVWDODFMLLSURFHVXVSDODQLD =QDF]HQLH]\VNDáUyZQLH*SURFHVRSDUW\QDLQLHNFMLZ]DNUHVWHPS 0 C PLHV]DQLQ\VSURV]NRZDQHJRZDSQDLPRF]QLNDGRJyUQHMF]FLNRWáD=EDGDSLORWRZ\FK Z\QLND*HMHGQRF]HVQHXVXZDQLH6 2 i NO x ZX]\VNXMHVLSU]\VWRVXQNDFK&D6 i mocznik/o 2 :\*V]\VWRSLHXVXZDQLD12 x ]HVSDOLQRNPR*QDX]\VNDü ZyZF]DVJG\LQLHNFMDPRF]QLNDNRPELQRZDQDMHVW]LQLHNFMVRG\1D+&2 3 lub Na 2 CO 3 ) OXEMHOLVSDOLQ\SRQDZLO*HQLXRFKáRG]LVLGRWHPSHUDWXU\RN 0 C. Usuwania NO x z gazów odlotowych: Metody mokre. 6SRVRE\PRNUHZSRUyZQDQLX]VXFK\PLPDMW ]DOHW*HSR]ZDODMXVXZDüQLH tylko NO X DOHWDN*HS\á\]DZDUWHZRF]\V]F]DQ\FKJD]DFK$EVRUSFMPR*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]HEQDZSURFHVLHVWDMHVLF]FLSURGXNWX:LHOHPHWRGXVXZDQLD12 X z gazów opartych jest na utlenianiu NO, ewentualnym utlenianiu N0 2 i absorpcji N0 2 w wodzie, 10
roztworach HNO 3 lub H 2 S0 4 w solach lub zasadach. Proces absorpcji N0 2 w wodzie jest oparty na ogólnej reakcji otrzymywania HNO 3 zgodnie z równaniem 3NO 2 +H 2 O 2HNO 3 +NO (9) =HZ]JOGyZUyZQRZDJRZ\FKFDáNRZLWDDEVRUSFMD12 X QLHMHVWPR*OLZD6SUDZQRüRSDUWD na absorpcji N0 2 QLHSU]HNUDF]DSU]\WHRUHW\F]QLHPR*OLZHM3U]HELHJHWDSX utleniania NO do N0 2 MHVWEDUG]RZROQ\$E\X]\VNDü]QDF]QVSUDZQRüXVXZDQLD12 X z JD]XNRQLHF]Q\MHVWGáXJLF]DVNRQWDNWXUHDJHQWyZZDEVRUEHU]HZLHORVWRSQLRZ\P $EVRUSFMSURZDG]LVL]Z\NOHZNROXPQDFK]SyáNDPLVLWRZ\PL]DSHZQLDMF\PLEDUG]LHM HNRQRPLF]QHZDUXQNLFKáRG]HQLDXNáDGXDEVRUSF\MQHJR W przypadku gdy stosunek molowy NO 2 /NO = 1, procesy absorpcji NO X V prowadzone w roztworach alkalicznych takich, jak NaOH, Na 2 CO 3, Ca(OR) 2, CaCO 3, Mg(GH) 2, MgCO 3 LLQ=GROQRüVRUSFML12 X MHVWW\PZLNV]DLPZLNV]HMHVWpH roztworu. Proces sorpcji biegnie w dwu etapach absorpcja NO X w wodzie z powstawaniem kwasu, a QDVWSQLHQHXWUDOL]DFMDNZDVX]DVDG $ONDOLF]Q\FKDUDNWHUDEVRUEHQWXPDMHGQDNPDá\ZSá\ZQDVSUDZQRüXVXZDQLD12 X ze VSDOLQZNWyU\FKVW*HQLH12GRFKRG]LGR$EVRUSFMDONDOLF]QWOHQNyZD]RWXPR*QD SURZDG]LüZUR]WZRUDFKZRGRURWOHQNXVRGX NO + NO 2 +2 NaOH 2NaNO 2 + H 2 O (10) 2NO 2 + 2NaOH NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O (11) DWDN*HZRGRURWOHQNXZDSQLDZJODQXVRGXLZJODQXDPRQXUR]WZyUWHJRRVWDWQLHJR ]ZL]NXVWRVXMHVLZLQVWDODFMLILUP\0LWVXELVKLX]\VNXMVSUDZQRüDEVRUSFMLZ\QRV]F 90%. 'ODSRGZ\*V]HQLDVWRSQLDXWOHQLHQLDZJD]DFKRGORWRZ\FKRQLHNRU]\VWQ\PVWRVXQNX NO do NO 2 SURZDG]LVL DEVRUSFMDONDOLF]QZREHFQRFLVXEVWDQFMLXWOHQLDMF\FKWDNLFKMDN SRGFKORU\QLFKORU\QVRGXSRGFKORU\QZDSQLDVROH*HOD]RZFyZR]RQditlenek chloru oraz woda utleniona,qqdpr*olzrüprnuhjrxvxzdqldwohqnyzd]rwxdzud]]qlpl62 2 ) polega na ich XWOHQLDQLXZID]LHJD]RZHMSRNWyU\PQDVWSXMHDEVRUSFMDZID]LHFLHNáHM:SURFHVLH RSUDFRZDQ\PSU]H]ILUPIshikawajima-Harima Heavy Industries tlenek azotu reaguje w ID]LHJD]RZHM]R]RQHPDQDVWSQLH1 2 i S0 2 VSRFKáDQLDQHSU]HFLZSUGRZRZNROXPQLH SU]\X*\FLXUR]WZRUX]DZLHUDMFHJRVROHPLHG]LNaOH i CaCO 3, 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 Na 2 SO 3 do absorpcji S0 2 i utworzonego N0 2. 0R*QDUyZQLH*SRXWOHQLHQLX12GR1 2 ZID]LHJD]RZHMSURZDG]LüDEVRUSFMZ roztworze alkalicznym (1D2+]DZLHUDMF\PVXEVWDQFMHUHGXNXMFHVLDUF]NLOXEVLDUF]\Q\ VRGXOXEDPRQXFRSR]ZDODQDXVXQLFLH12 X ZIRUPLHZROQHJRD]RWX6SUDZQRüDEVRUSFML VLOQLH]DOH*\RGVW*HQLDVXEVWDQFMLUHGXNXMFHMZUR]WZRU]H 3URSRQRZDQ\FKMHVWZLHOHVSRVREyZSROHSV]HQLDVSUDZQRFLVRUSFML12 X metodami mokrymi np. absorpcja i utlenianie NO w 10-30-proc. roztworze HNO 3 ]DZLHUDMF\P V 2 O 5 DQDVWSQLHGHVRUSFMD1 2 w temperaturze ok. 380 K z zawróceniem do produkcji HNO 3 LFKáRG]HQLHND*GHMSyáNLSRGF]DVDEVRUSFML12 X w wodzie. Metody suche. 6NXWHF]QRüWHMJUXS\PHWRGMHVWZ\VRNDJG\*QLHNWyUH]QLFKSR]ZDODMREQL*\ü HPLVMWOHQNyZD]RWXGRDWPRVIHU\RDQDZHWZLFHMDOHVRQHNRV]WRZQLHMV]HRG PHWRGJUXS\SLHUZV]HM:UyGQLFKQDMZLFHMXZDJLSRZLFDVL obecnie selektywnej redukcji katalitycznej (SRK0HWRGW ZSURZDG]RQRQDSRF]WNXODWVLHGHPG]LHVLW\FKZ -DSRQLLLREHFQHQDZLHFLH]ZáDV]F]DZ-DSRQLL86$L1LHPF]HFKSUDFXMHNLONDVHW instalacji. Polega ona na redukcji tlenków azotu amoniakiem w 150-450 0 &ZREHFQRFL NDWDOL]DWRUD3URFHVMHVWRNUHODQ\MDNRVHOHNW\ZQ\JG\*DPRQLDNPDWXZLNV]H powinowactwo chemiczne do NO x QL*GR2 2 3U]HZLGXMHVL*HZURNXSRQDG DPRQLDNXZ\SURGXNRZDQHJRZ6WDQDFK=MHGQRF]RQ\FK]RVWDQLH]X*\WHGR65.WOHQNyZ D]RWX-DNMX*ZVSRPQLDQRZUyG NOX zawartych w gazach odlotowych 90-95% przypada na 12D]DWHPJáyZQDUHDNFMDMHVW 4N0 + 4NH 3 + 0 2 4N 2 + 6H 2 0 (12) 'LWOHQHND]RWXNWyUHJRXG]LDáZ\QRVLUHDJXMHZP\O równania: 2N0 2 + 4NH 3 + 0 2 3N 2 + 6H 2 0 (13) 0DáHLORFLWOHQX]DZDUWHZJD]DFKRGORWRZ\FKSU]\VSLHV]DMVHOHNW\ZQUHGXNFM NDWDOLW\F]QWOHQNyZD]RWXDOHZLNV]H]DZDUWRFL 2 Z\ZLHUDMQLHNRU]\VWQ\ZSá\Z ]PQLHMV]DMV]\ENRü65..DWDOL]DWRUDPL65.WOHQNyZD]RWXVSODW\QRZFH]ZáDV]F]DPt, Rh, Pd, oraz tlenki PHWDOLSU]HMFLRZ\FKQS9 2 0 5, TiO 2, MoO 3 NWyUHPDMW ]DOHW*HVWDV]HLPQLHM 12
ZUD*OLZHQD]DWUXFLHQL*PHWDOHJUXS\SODW\Q\6]F]HJyOQHLQWHUHVXMFHVNDWDOL]DWRU\ ]DZLHUDMFHSLFLRWOHQHNZDQDGXRVDG]RQ\QD7L2 2 RUD]QDPLHV]DQ\PQRQLNXWOHQNRZ\P TiO 2 -SiO 2.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]JOGXQDQLHZ\VWDUF]DMFNUDMRZSURGXNFMDPRQLDNXDWDN*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 ]DPLDVWDPRQLDNXVWRVXMHVLLQQHUHGXNWRU\MDNZRGyUPHWDQLLQQHZJORZRGRU\RUD] WOHQHNZJOD 2N0 + 2H 2 N 2 + 2H 2 O (14) 2N0 2 + 4H 2 N 2 +4H 2 0 (15) 4N0 +~CH 4 2N 2 +C0 2 +2H 2 0 (16) 2N0 2 + CH 4 N 2 + C0 2 + 2H 2 0 (17) 2N0 + 2C0 N 2 +2C0 2 (18) 2N0 2 +4C0 N 2 + 4C0 2 (19) :RGUy*QLHQLXRGDPRQLDNXNWyU\MHVWEDUG]RVHHNW\ZQVXEVWDQFMUHGXNXMF Z\*HMZ\PLHQLRQHUHGXNWRU\XOHJDMáDWZRUHDNFML]WOHQHPREHFQ\PZJD]DFKRGORWRZ\FK SU]\F]\PVLOQLHZ]UDVWDWHPSHUDWXUDNDWDOL]DWRUD]ZáDV]F]DSU]\ZLNV]HM]DZDUWRFLWOHQX ZJD]LHUHDJXMF\PFRPR*HSURZDG]LüGRSU]HJU]DQLDNDWDOL]DWRUDLMHJRGH]DNW\ZDFML 5HGXNFMQLHVHOHNW\ZQNDWDOL]XMQRQLNRZHNDWDOL]DWRU\SODW\QRZHLSDOODGRZHD WDN*HWOHQNLPHWDOLSU]HMFLRZ\FKRVDG]RQHQDWOHQNDFKNU]HPXJOLQXOXEJOLQRNU]HPLDQDFKL SRGGDQHUHGXNFMLPLHV]DQLQUHDNF\MQQS&X&U$O 2 0 3 jest bardzo aktywnym katalizatorem 13
nieselektywnej redukcji NO X SU]\X*\FLX&2 -HOL]DZDUWRüWOHQXZJD]DFKVSDOLQRZ\FKMHVWUHJXORZDQDZZVNLFKJUDQLFDFK ZyZF]DVPR*HP\X]\VNDüZ\VRNLVWRSLHUHGXNFML12 X do N 2 bez nadmiernego wzrostu WHPSHUDWXU\QDNDWDOL]DWRU]HFKRFLD*]DFKRG]QDQLPMHGQRF]HQLHUHDNFMHXWOHQLDQLD&2L ZJORZRGRUyZ=V\WXDFMWDNVSRW\NDP\VLZNRQZHUWRUDFKNDWDOLW\F]Q\FKVWRVRZDQ\FK GODHOLPLQDFMLV]NRGOLZ\FKVNáDGQLNyZJD]yZZ\GHFKRZ\FKHPLWRZDQ\FKSU]H]VLOQLNL VDPRFKRGRZH=DPLDVWGRVWDUF]DQLDDPRQLDNXMDNRF]\QQLNDUHGXNXMFHJRGOD przeprowadzenia NO x ZD]RWZ\NRU]\VWXMHVL VNáDGQLNLUHGXNXMFH]DZDUWHZJD]DFK odlotowych. Reakcja przebiega na tzw. katalizatorze trójfunkcyjnym (TWC = three-way catalyst), ZNWyU\PGRSDODQLHWOHQNXZJODLZJORZRGRUyZ]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 NO X QDOH*\UyZQLH*adsorpcja na ]HROLWDFKZJOXDNW\ZQ\PLDQLRQLWDFK:\áDS\ZDQLHWOHQNyZD]RWXQD]HROLWDFK SU]HSURZDG]RQRZNLONXDPHU\NDVNLFKLQVWDODFMDFKZ\WZDU]DPNZDVXD]RWRZHJR 2VXV]RQHJD]\RGORWRZHNLHUXMHVLGRNROXPQ\]DZLHUDMFHM]HROLWQDNWyU\P]DFKRG]L utlenianie NO do N0 2 DQDVWSQLHDGVRUSFMDWHJRRVWDWQLHJR=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]DVLZ\VRNVSUDZQRFLQLHVWZDU]DSUREOHPyZ]HFLHNDPLL RGSDGDPLVWDá\PLDOHNRV]WDGVRUEHQWyZMHVWZ\VRNLDSR]DW\PZ\PDJDRQDUHJHQHUDFML NROXPQ\SU]\SRPRF\SDU\ZRGQHMOXEJRUFHJRSRZLHWU]D Innym ze sposobów suchych jest napromieniowanie0hwrgz\nru]\vwdqld SURPLHQLRZDMRQL]XMFHJRGRXVXZDQLDWOHQNyZD]RWXLGZXWOHQNXVLDUNLRSUDFRZDáPLQ -DSRVNL,QVW\WXW:\NRU]\VWDQLD(QHUJLL$WRPRZHM%DGDQLDQDG]DVWRVRZDQLHPWHFKQLNL radiacyjnej do eliminacji NO X i S0 2 SU]HSURZDG]RQRUyZQLH*Z3ROVFHSU]\X*\FLX 14
DNFHOHUDWRUDHOHNWURQyZX]\VNXMFXVXQLFLH12 X w 90%, a S0 2 w 98% przy pr 9 GNRFL SU]HSá\ZXJD]yZP 3 /godz. (instalacja pilotowa). :RVWDWQLFKODWDFKGX*HQDG]LHMHZL*HVL]PHWRGNDWDOLW\F]QHJRUR]NáDGX WOHQNyZD]RWX]JRGQLH]UHDNFM NO x N 2 + x/2o 2 (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\FKWDNLFKMDNZJORZRGRU\&2+ 2 OXEDPRQLDNXPR*HSURZDG]LüGR ZWyUQ\FK]DQLHF]\V]F]HMDNXWOHQLRQHZJORZRGRU\&2&2 2, N 2 2OXEDPRQLDNRUD]F]VWR RVWDWQLRV\JQDOL]RZDQHF\MDQNLLL]RF\MDQNLRUJDQLF]QH:RPDZLDQHMPHWRG]LH]Z\MWNLHP N 2 2QLHPDLQQ\FK]DQLHF]\V]F]H 1DMOHSV]\PLNDWDOL]DWRUDPLGODUR]NáDGX12 x V]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 + N 2 + O 2 (22) :SLHUZV]\PHWDSLHWZRU]VLNRPSOHNV\]DWRPDPLPHWDOXNDWDOL]DWRUD:Z\QLNX RGG]LDá\ZDSNDMZL]DQLDZF]VWHF]FH12LSRMHG\QF]HDWRP\D]RWXLWOHQX]ZL]DQH ]RVWDM]NDWDOL]DWRUHP1DSRZLHU]FKQLNDWDOL]DWRUDDWRP\SU]HPLHV]F]DMVLLáF]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&LFLDN3.RFLHOQLDNDÄ&KHPLD URGRZLVNDüZLF]HQLDLVHPLQDULD F]:\G8QLZHUV\WHWX-DJLHORVNLHJR.UDNyZ 1999r. 2. 2. $07U]HFLDNÄ:VWSGRFKHPLLQLHRUJDQLF]QHMURGRZLVND :\G8QLZHUV\WHWX :URFáDZVNLHJR:URFáDZU 3. %*árzldne.kempa, 7:LQQLFNDÄ3RGVWDZ\RFKURQ\URGRZLVND PWN,Warszawa, 1985r. 4. L.Falkowska, K. Korzeniewski, Chemia atmosfery, Wyd. Uniwersytetu *GDVNLHJR*GDVNU 5. B.J.Alloway, '&$\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. 'UyGáDHPLVMLNO x do atmosfery. 4..DWDOL]DDNW\ZQRüLVHOHNW\ZQRüNDWDOL]DWRUD 5. Rodzaje katalizatorów. 6..DWDOL]DKHWHURJHQLF]QD±HWDS\SURFHVXRSRU\ZSá\ZWHPSHUDWXU\ 7. Ograniczenie emisji NO X z procesów spalania 8. Usuwania NO x z gazów odlotowych: metody mokre i suche. 9..DWDOLW\F]Q\UR]NáDGNO x. 16