XỬ LÝ NOX BẰNG CÔNG NGHỆ SCR VỚI HỆ XÚC TÁC V 2 O 5 /TIO 2 GVHD: Ths.Vương Thanh Huyền Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Hữu Tùng Anh 2. Nguyễn Tùng Anh 3. Nguyễn Đình Đạo 4. Lưu Xuân Bách 5. Nguyễn Trường Giang 6. Hoàng Văn Hiếu 1. Giới thiệu chung về NOx NOx là tên gọi chung của oxyde nitơ gồm các chất NO, NO 2 và N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 4 , N 2 O 5 1.1. Nitơ IV Oxit – NO 2 1.1.2. Nitrô Oxit – N 2 O 1.1.3. Nitơ monoxit –NO 2. Nguồn gốc phát sinh NOx và ảnh hưởng 2.1. Nguồn gốc 2.1.1. Nguồn gốc tự nhiên Oxit nitric được tạo ra trong cơn giông khi có sét N 2 + O 2 → 2NO (tia lửa điện) 2NO + O 2 → 2NO 2 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO 2.1.2. Nguồn gốc sinh học 2.1.3. Các nguồn công nghiệp  NOx nhiệt (thermal-NOx) Được hình thành do sự đốt cháy của hỗn hợp oxi và nitơ ở khoảng 1600 o C.Cơ chế hình thành NOx nhiệt với các phản ứng xảy ra như sau: 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 liệu (fuel-NOx) HCN + O . → H . + NCO . HCN + O . →OH . + CN . HCN + O . →NH . +CO Gốc CN . tạo ra NCO . bằng phản ứng CN . +O2→NCO . +O . CN . +OH . →NCO . +H . Trong môi trường oxi hóa NCO tạo ra NO và CO NCO . +OH . →NO+CO+H . NCO . +O . →NO+CO  NOx sớm (prompt- NOx) NO x -sớm được tạo thành do phản ứng giữa nito không khí với các gốc hydrocacbon,CHi (i=0-2) được sinh ra từ nhiên liệu trong môi trường ít oxi N2+CH . →HCN +N . Trong môi trường oxi hóa HCN tiếp tục phản ứng như trong cơ chế tạo thành NOx nhiên liệu Cơ chế của quá trình tạo thành NOx sớm cũng xảy ra ở nhiệt độ thấp vì thế để hạn chế sự tạo thành NOx sớm người ta sẽ tăng tốc độ nạp của hỗn hợp nhiên liệu –không khí. 2.2. Ảnh hưởng của NOx 3. Tổng quan các phương pháp xử lý No x 3.1. Phương pháp hấp phụ  Vật liệu làm chất hấp phụ: là vật liệu xốp với bề mặt bên trong lớn, được tạo thành do tổng hợp nhân tạo hay tự nhiên.  Chất hấp phụ:  Hiệu quả hấp phụ:  NO x được hấp phụ mạnh bởi than hoạt tính.Tuy nhiên khi tiếp xúc với các oxit nitơ than có thể cháy và nổ.Ngoài ra, than có độ bền cơ học thấp và khi phục hồi có thể chuyển NO x thành NO.  Khả năng hấp phụ NO x của silicagel thấp hơn than hoạt tính nhưng nó bền cơ học, không cháy, cũng giống như than hoạt tính khi tái sinh có thể chuyển NO x thành NO.  Nhôm hoạt tính hấp phụ NO x với hiệu suất không cao và độ bền cơ học kém. [...]... ép cùng với nó.Hiệu quả xử lý NOx có thể đạt 85 – 99% và lớn hơn 3.4 So sánh công nghệ xử lý NOx SCR với SNCR Nguyên lý SNCR SCR Là công nghệ xử lý NOx trong khi Là công nghệ xử lý NOx sau khi cháy cháy Đều khử NOx bằng các hợp chất mà trong đó nito mang hóa trị âm như ammoniac, đạm ure,… • • Cơ chế phản ứng • • • Lợi dụng nhiệt độ cao của khí • thải hoặc nhiệt độ ngay trong lò đốt để khử NOx Nhiệt... và NOx Khí thải chứa SO2 và NOx sinh ra khi đốt nhiên liệu có lưu huỳnh Xử lý đồng thời SO2 và NOx được tiến hành bằng dung dịch kiềm Hiệu quả xử lý SO2 thường khoảng 90%, còn NOx là 70 – 90% 3.3 Xử lý NOX bằng phương pháp xúc tác và nhiệt Bản chất của quá trình xúc tác là để làm sạch khí và thực hiện các tương tác hóa học nhằm chuyển hóa chất độc thành sản phẩm khác với sự có mặt của chất xúc tác. .. • • • • B1: Trao đổi và ổn định nhiệt B2: Trộn khí B3: Oxi hóa khử có xúc tác tại tháp xúc tác có chọn lọc B4: điều hòa và thải B1: Khử NOx ở nhiệt độ cao B2: Trao đổi nhiệt B3: Tách bụi thô B4: XL cuối cùng để tách nốt bụi nhỏ và khí độc khác • • • • 3.5 Sơ đồ công nghệ SCR và SNCR 3.5.1 Sơ đồ công nghệ SNCR 3.5.2 Sơ đồ công nghệ SNCR ... 3.3.1 Khử oxit nitơ có xúc tác và nhiệt độ cao Quá trình diễn ra khi tiếp xúc NOx với khí khử trên bề mặt xúc tác Chất khử là metan, khí tự nhiên, khí than hoặc khí dầu mỏ, CO, H2 hoặc hỗn hợp nitơ-hydro Hiệu quả khử NOx phụ thuộc hoạt tính của xúc tác Xúc tác trên cơ sở platin kim loại khi vận tốc thể tích của khí (2-12)x104 l/h cho phép đạt nồng độ còn lại trong khí của NOx 5x10-4 – 5x10-2 % thể... suất xử lý cao và đã áp dụng vào thực tiển 3.3.3 Phân hủy NOx bằng chất khử dị thể Ở nhiệt độ 500 – 1.300oC sự phân hủy NOx có thể diễn ra trên vật liệu rắn có chứa cacbon như than, than cốc, grafit Các bon đóng vai trò xúc tác và nhiên liệu C +NO → (C – 0) + 0,5N2 (C – O) + NO → CO2 +0,5N2 Ở nhiệt độ 800oC độ chuyển hóa của NOX khi dùng than cốc là 96% và ở 1000oC tiến đến gần 100% 3.3.4 Phân hủy NOx. .. chất xúc tác thường sử dụng là: V2O5, zeolit mang kim loại, TiO2, hỗn hợp oxit kim loại chuyển tiếp… 6NO + 4NH3 → 5N2 + 6H2O 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 2H2O 6 NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O Đặc điểm Chi phí đầu tư và vận hành thấp • nhưng hiệu quả lại không cao • • • Không phát sinh sp phụ cần phải xử lý Kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt Chi phí thấp Khử được 80% NOx với tỷ lệ NH3 /NOx. .. >8000C • Sử dụng chất xúc tác để giảm nhiệt độ phản ứng khử NOx về N2 Khi có mặt chất xúc tác, nhiệt độ phản ứng sẽ xảy ra trong khoảng 180 – 450 độ C ở nhiệt độ > 800-9800C, cho dd • ure vào hỗn hợp khí thải thì có các pt pư: NO + NO2 + (NH2)2CO → 2N2 + CO2 + 2H2O (NH2)2CO + H2O → 2NH3 + • CO2 Trong quá trình khói thải di chuyển trên bề mặt qua các lỗ xốp của vật mang chất xúc tác, NOx sẽ bị khử bởi amoniac... quá trình khử được biểu diễn bằng các phản ứng sau: 4NO + CH4 → 2N2 + CO2 + 2H2O 2NO2 + CH4 → N2 + CO2 + 2H2O 2NO + 2CO → N2 + 2CO2 2NO2 + 4CO → N2 +4CO2 Trên thực tế thường sử dụng khí tự nhiên do dễ kiếm và rẻ Phương pháp này được ứng dụng để khử NOx trong sản xuất axit nitric, khí thỉ chứa (% thể tích): NOx – 0,05÷0,1, N2 – 96,0÷96,2, O2 – 2,2÷3,0 3.3.2 Khử NOx với xúc tác chọn lọc  Quá trình diễn... Yếu tố cơ bản xác định kinh tế của quá trình là lưu lượng oxi già (vào khoảng 6kg/tấn axit) Để thúc đẩy quá trình có thể dùng chất xúc tác. Hiệu quả xử lý có thể đạt 97% 3.2.2 Hấp thụ bằng kiềm Người ta sử dụng nhiều dung dịch kiềm và muối khác nhau Hấp thụ hóa học NO2 bằng dung dịch Soda diễn ra theo phương trình phản ứng sau: 2NO2 + Na2CO3 = NaNO3 +CO2 + Q 3.2.3 Hấp thụ chọn lọc Để hấp thụ NO khi...3.2 Phương pháp hấp thụ 3.2.1 Hấp thụ bằng nước Khi hấp thụ NO2 bằng nước một phần axit nitric được sinh ra ở pha khí: 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO + Q Để xử lý các oxit nitơ có thể sử dụng dung dịch oxi già loãng NO + H2O2 = NO2 + H2O NO2 + H2O = 2HNO3 +NO N2O3 + H2O2 N2O4 + H2O N2O4 + H2O HNO3 . XỬ LÝ NOX BẰNG CÔNG NGHỆ SCR VỚI HỆ XÚC TÁC V 2 O 5 /TIO 2 GVHD: Ths.Vương Thanh Huyền Nhóm sinh viên thực. lưu huỳnh. Xử lý đồng thời SO 2 và NO x được tiến hành bằng dung dịch kiềm. Hiệu quả xử lý SO 2 thường khoảng 90%, còn NO x là 70 – 90%. 3.3. Xử lý NO X bằng phương pháp xúc tác và nhiệt. trình xúc tác là để làm sạch khí và thực hiện các tương tác hóa học nhằm chuyển hóa chất độc thành sản phẩm khác với sự có mặt của chất xúc tác đặc biệt. 3.3.1. Khử oxit nitơ có xúc tác và