Способ и установка для получения комплексного реагента для очистки выхлопных газов от окислов азота

Авторы патента:

B01D53/56 - оксиды азота (B01D 53/60 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2483787:

Батуллин Фарид Алекович (RU)
Андреев Андрей Владимирович (RU)

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Водопроводная вода из аккумуляторной емкости 1 насосом 3 перекачивается в емкость 2, снабженную перемешивающим устройством, для растворения неочищенного карбамида. После гомогенизации раствор перекачивается насосом 5 в накопительную емкость 4, из которой подается на электродиализную очистку в установку 6. Очищенный раствор карбамида после установки 6 перекачивается в емкость 10, снабженную перемешивающим устройством, а также туда подаются противоморозные добавки и ингибиторы коррозии. После полного растворения добавок раствор подается в емкость для готового продукта 8, откуда подается в машину для розлива в тару. В качестве противоморозных реагентов используют аммоний уксуснокислый или аммоний лимоннокислый. Предложенное изобретение позволяет получить комплексный реагент, применяемый в качестве агента для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от окислов азота и обладающий низкой температурой замерзания. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу и установке для получения комплексного реагента, применяемого в качестве агента для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от окислов азота. Известен способ получения агента для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от окислов азота на основе водного раствора карбамида (DGMK-Research Report 616-1. AdBlue as a Reducing Agent for the Decrease of NOx-Emissions from Diesel Engines of Commercial Vehicles, Hamburg: Deutsche Wissen-schaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle-DGMK, 2003, p.10; www.dgmk.de/downstream/report_616-1_e.pdf). Недостатком данного технического решения является то, что применение предварительно очищенного карбамида и обессоленной воды увеличивает стоимость конечного продукта. Кроме того, получаемый по данному способу раствор мочевины замерзает при -11,5°С, что не позволяет использовать его на территории России в зимнее время.

Наиболее близким техническим решением является способ получения комплексного реагента для очистки выхлопных газов от оксидов азота, включающий добавление противоморозных компонентов в водный раствор карбамида (US 20040103652, 03.06.2004). Однако при осуществлении данного способа используется готовый раствор карбамида в воде, что приводит к удорожанию конечного продукта. Качество готового реагента зависит от качества используемого готового раствора карбамида, так, срок годности готового водного раствора карбамида (из-за постоянного гидролиза карбамида) зависит от условий хранения: температуры, рН среды, материалов емкости для хранения. В качестве противоморозных добавок используют аммиак и аммиаксодержащие соединения. Однако содержание аммиака в комплексном реагенте не может превышать 0,2% по массе (согласно требованиям ISO 22241-2009), что дает низкую морозостойкость реагенту.

Известная установка для подготовки раствора карбамида, выбранная в качестве прототипа заявляемого устройства, содержит емкость для раствора карбамида, перемешивающее устройство для карбамида и воды, перемешивающее устройство для растворения противоморозного реагента (патент RU 2289471). Данная установка включает устройства, позволяющие осуществлять десорбцию и адсорбцию растворенных газов, что усложняет технологический процесс, повышает стоимость оборудования и, в конечном счете, приводит также к удорожанию конечного продукта.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание комплексного реагента, обеспечивающего очистку выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от окислов азота, обладающего низкой температурой замерзания и антикоррозионными свойствами.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения комплексного реагента для очистки выхлопных газов от оксидов азота, включающем добавление противоморозных компонентов в водный раствор карбамида, согласно изобретению, предварительно осуществляют растворение сухого карбамида в воде, после чего перед добавлением противоморозных компонентов раствор карбамида очищают от солей методом электродиализа, в качестве противоморозных компонентов используют аммоний уксуснокислый или аммоний лимоннокислый и добавляют ингибиторы коррозии.

Поставленная задача достигается также тем, что установка для получения комплексного реагента для очистки выхлопных газов от окислов азота, включающая емкость для раствора карбамида, перемешивающее устройство для карбамида и воды, перемешивающее устройство для растворения противоморозного реагента, согласно изобретению, дополнительно снабжена аккумулятором водопроводной воды, емкостью для неочищенного раствора карбамида, установкой для электродиализа, емкостью для готового продукта, машиной для розлива в тару, при этом емкость для раствора карбамида служит емкостью для ингибиторов коррозии.

Заявляемая установка представлена на фиг.1. Установка содержит приемную емкость 1 для аккумулирования водопроводной воды, емкость 2, снабженную перемешивающим устройством, насос 3 для подачи воды из емкости 1 в емкость 2, емкость 4 для водного раствора карбамида, насос 5 для выгрузки раствора из емкости 2 в емкость 4, комплекс для электродиализной очистки воды 6, насос 7 для подачи раствора карбамида из емкости 4 в установку 6, емкость 8 для очищенного раствора карбамида, емкость 10, снабженную перемешивающим устройством, насос 11 для подачи раствора карбамида в емкость 10 из установки 6, насос 9 для выгрузки раствора карбамида из емкости 10 в емкость 8.

Заявляемая установка работает следующим образом. Из емкости 1 насосом 3 в емкость 2 подается водопроводная вода, количество которой отмеряется счетчиком, затем в емкость 2 подается расчетное количество карбамида при следующем соотношении компонентов: карбамид 5-35%, вода 65-75%. После завершения гомогенизации раствор насосом 5 перекачивается в накопительную емкость 4, откуда она отправляется насосом 7 на электродиализную очистку в комплекс 6, в это же время емкость 2 загружается водой и карбамидом снова, процесс непрерывен. Очищенный раствор карбамида после комплекса 6 насосом 11 перекачивается в емкость 10, количество отмеряется счетчиком. После чего в емкость 10 добавляются противоморозные добавки, в качестве которых используют аммоний уксуснокислый, аммоний лимоннокислый и ингибиторы коррозии, общее содержание которых составляет 5-15%. После полного растворения добавок насосом 9 раствор подается в емкость 8, откуда он подается в машину для разлива в тару. Полученный раствор транспортируют на автозаправочные станции, где его используют для заправки соответствующих устройств, установленных на автомобилях.

Использование в качестве противоморозных добавок аммония уксуснокислого и аммония лимоннокислого обуславливается тем, что данные реагенты сами являются нейтрализаторами окислов азота, а противоморозный эффект достигается высокой диссоциированностью данных солей в водном растворе. Массовое соотношение компонентов зависит от того, в какой климатической зоне России применяется реагент. Общее содержание карбамида с добавками в водном растворе реагента не должно превышать 35%. При температуре -15°С содержание карбамида составляет 25%, содержание добавок - 5%. Самая низкая температура замерзания раствора реагента достигается при следующем соотношении компонентов: карбамид 5%, противоморозные добавки 30%. Чем ниже температура воздуха, тем выше содержание добавок.

Добавление ингибиторов коррозии осуществляется для замедления коррозии металла глушителя, вызванного действиями раствора отходящих газов в конденсате и неразложившегося водного раствора карбамида. Ингибитор адсорбируется на металле, что приводит к снижению воздействия агрессивной среды на металл глушителя.

Электродиализная очистка раствора карбамида представлена на схеме 1. Установка для электродиализа представляет собой аппарат непрерывного действия с постоянной подачей исходного раствора и сливом разделенных концентрата и дилуата (в данном случае обессоленного раствора карбамида).

Раствор карбамида поступает в электродиализный аппарат комплекса 6, разделенный перегородками из полупроницаемых мембран, свободно пропускающих раствор и задерживающих ионы солей. Через раствор пропускают постоянный электрический ток, который приводит ионы растворенных солей в движение. Противоположно заряженные ионы движутся в противоположные стороны, задерживаются на мембране, соответствующей их заряду, и остаются в полости между двумя мембранами. Результатом такого «просеивания» ионов является изменение концентрации раствора между соседними парами мембран - между одной парой происходит ее повышение, между соседними к этой паре - понижение.

Применение в заявляемом способе дешевого технического карбамида (неочищенного) и водопроводной воды (необессоленной) делает себестоимость готового продукта ниже себестоимости аналогов. Применение электродиализной очистки сокращает время технологического процесса.

Использование заявляемого способа и устройства позволяет снизить токсичность отработавших газов легковых и коммерческих автомобилей с дизельными двигателями благодаря эффективной системе нейтрализации отработанных газов. Содержащиеся в отработанных газах оксиды азота (NO_x) в катализаторе восстановления автомобиля превращаются в азот (N₂) и воду (Н₂О) благодаря непрерывному впрыскиванию раствора карбамида в поток отработавших газов перед катализатором.

1. Способ получения комплексного реагента для очистки выхлопных газов от оксидов азота, включающий добавление противоморозных компонентов в водный раствор карбамида, отличающийся тем, что предварительно осуществляют растворение сухого карбамида в воде, после чего перед добавлением противоморозных компонентов раствор карбамида очищают от солей методом электродиализа, в качестве противоморозных компонентов используют аммоний уксуснокислый или аммоний лимоннокислый, а также тем, что добавляют ингибиторы коррозии.

2. Установка для получения комплексного реагента для очистки выхлопных газов от оксидов азота, включающая емкость для раствора карбамида и емкость с перемешивающим устройством для смешения раствора карбамида с противоморозным реагентом, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена емкостью для растворения карбамида в воде с перемешивающим устройством, аккумулятором водопроводной воды, установкой для электродиализа, емкостью для готового продукта и машиной для разлива в тару, при этом емкость с перемешивающим устройством для смешения раствора карбамида с противоморозным реагентом служит емкостью и для ингибиторов коррозии.

Изобретение относится к области селективной каталитической очистки выхлопных и топочных газов от оксидов азота. .

Катализатор, способ его приготовления (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота // 2480281

Изобретение относится к катализатору, способу его приготовления и способу очистки отходящих газов от NOx в окислительных условиях в присутствии углеводорода. .

Способ селективного каталитического восстановления nox и устройство, обеспечивающее повышенную газификацию карбамида для образования аммиаксодержащего газа // 2480270

Изобретение относится к способу газификации карбамида для уменьшения концентрации оксидов азота в газообразных продуктах сгорания, а также к соответствующему устройству для этого.

Способ управления впрыском мочевины в систему селективного каталитического восстановления // 2477374

Изобретение относится к системам обработки выхлопных газов, установленных на автотранспортных средствах. .

Водный раствор для обработки выхлопных газов дизельных двигателей // 2469775

Изобретение относится к применению водного раствора, содержащего в большей части компонент, разложимый до газообразного аммиака при температуре выше 200°С, а в меньшей части одну или несколько многофункциональных добавок с гидрофильно-липофильным балансом в пределах от 7 до 17 в аэрозольных устройствах для дополнительной обработки выхлопных газов, в частности в устройствах селективного каталитического восстановления, для ограничения образования отложений на основе циануровой кислоты.

Катализатор для очистки выхлопного газа и использующее его устройство для очистки выхлопного газа // 2467794

Изобретение относится к катализатору и к устройству для очистки выхлопного газа Катализатор очистки выхлопного газа содержит сложный оксид, представленный общей формулой (1): где компонент А представляет собой лантан (La), компонент А' представляет собой барий (Ва), компонент В представляет собой железо (Fe), компонент В' представляет собой ниобий (Nb) и компонент (РМ1) (благородный металл) представляет собой палладий (Pd) и где х находится в интервале от более чем 0,30 до 0,95 или менее, у находится в интервале от 0,07 или более до 0,94 или менее и z находится в интервале от 0,01 или более до 0,10 или менее.

Катализатор, способ его получения и его применение для разложения n2o // 2456074

Медь содержащие цеолитные катализаторы структуры сна // 2449834

Новый микропористый кристаллический материал, включающий молекулярные сита или цеолит, имеющий восьмикольцевую структуру открытых пор, и способы его получения и применения // 2445166

Изобретение относится к гидротермически стабильным микропористым кристаллическим материалам, включающим молекулярные сита или цеолит, имеющий восьмикольцевую структуру открытых пор, такой как SAPO-34 или алюмосиликатный цеолит, к способам их получения и применения.

Способ снижения токсичного выхлопа окислов азота, hox и система контроля // 2445149

Изобретение относится к снижению концентрации оксидов азота в газообразных продуктах сгорания. .

Установка для очистки дымового газа // 2484883

Изобретение относится к установке для очистки дымовых газов печи с, по меньшей мере, одним селективным катализатором восстановления для восстановления содержащихся в дымовом газе окислов азота и/или с, по меньшей мере, одним катализатором для восстановления окисла углерода, в частности пахучих углеводородов, или для удаления аммиака, а также улавливанием пыли, и к способу очистки дымовых газов печи с помощью селективного каталитического восстановления окислов азота восстанавливающим средством и катализатором восстановления, а также улавливанием пыли

Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота // 2495708

Изобретение относится к области очистки газовых выбросов от оксидов азота (NOx). Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота основан на взаимодействии угля с оксидом азота при пропускании выбросных газов через слой нагретого активного угля. В способе используют активный уголь, характеризующийся динамической активностью по бензолу не менее 45 мин. Изобретение позволяет упростить термический способ обезвреживания газовых выбросов и исключить использование в способе катализаторов и газов-восстановителей. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ и установка очистки газов, образующихся при горении, содержащих оксиды азота // 2501596

Изобретение относится к области химии. Согласно изобретению вводят первый реагент 1 денитрификации в зону, где дымовые газы 2 имеют температуру от 800°C до 1100°C. В зону с температурой от 500°C до 1100°C вводят реагент 3 контроля содержания оксидов серы, затем заставляют эти дымовые газы циркулировать в котле 102 или экономайзере. Второй реагент 4 денитрификации вводят в зону с температурой дымовых газов от 160°C до 500°C и затем заставляют эти дымовые газы циркулировать через электрофильтр 103, который объединен с каталитическим реактором 104. Анализируют дымовые газы, прошедшие через реактор 104, измеряя концентрацию, по меньшей мере, одного из следующих газов: N2O, NH3 и CO и затем удаляют из этих дымовых газов, по меньшей мере, часть кислых загрязняющих веществ, в частности SO2 и HCl. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки отработанных газообразных продуктов горения. 2 н. и 11 з.п.ф-лы, 1 ил.

Мобильный катализатор удаления nox // 2503498

Настоящее изобретение относится к катализаторам для процессов селективного каталитического восстановления соединений NOx в выхлопных газах и отходящих газах из процессов сгорания. Катализаторы согласно изобретению включают в себя каталитически активный металлический компонент и частицы смешанного TiO2/ZrO2 пористого носителя, которые содержат: а) кристаллическую фазу, содержащую диоксид титана и/или титан/циркониевый смешанный оксид, b) аморфную фазу, содержащую цирконий, и с) небольшое количество одного или нескольких оксидов металла (металлов) или оксидов металлоида (металлоидов), осажденных на внешний аморфный слой. Описаны пористый носитель катализатора и способ его получения, способ получения катализатора и способ восстановления соединений NOx в газовой или жидкой фазе с использованием описанного выше катализатора. Технический эффект - улучшение показателей степени превращения, селективности, а также уменьшение образования побочного продукта (закиси азота) особенно при повышенной температуре. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл., 3 пр.

Удерживающие nox материалы и ловушки, устойчивые к термическому старению // 2504431

Изобретение относится к материалам для удерживания NOx. Описан катализатор для удерживания оксида азота, содержащий: субстрат; первый слой покрытия из пористого оксида на субстрате, где указанный первый слой покрытия из пористого оксида содержит удерживающий оксид азота материал, содержащий частицы подложки из оксида церия с нанесенным на них карбонатом бария; и второй слой покрытия из пористого оксида над первым слоем покрытия из пористого оксида, содержащий единственный металл платиновой группы, при этом второй слой покрытия из пористого оксида по существу не содержит платины, церия и бария, а указанный единственный металл платиновой группы представляет собой родий, нанесенный на частицы жаропрочного оксида металла, содержащие оксид алюминия, легированный оксидом циркония в количестве до 30%. Описан способ изготовления указанного удерживающего материала и его использование. Технический результат - увеличение активности. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 пр.

Способ очистки воздуха от оксидов азота // 2509599

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Воздух очищают от оксидов азота пропусканием через гранулированную катализаторно-восстановительную смесь следующего состава, % масс.: палладий на угле (5%) 2÷10; амазид натрия 40÷50; гидроперит 20÷30; силикат натрия - остальное. Предложенный способ не токсичен, проводится при температуре окружающей среды и обеспечивает увеличение времени защитного действия (ВЗД) почти в 2 раза больше допустимого. Катализаторно-восстановительная смесь может быть использована в средствах индивидуальной защиты органов дыхания человека (в противогазах, самоспасателях, защитных патронах) без усложнения их конструкции, а также в фильтрующих установках коллективного пользования. 1 табл., 4 пр.

Способ и катализатор для удаления оксидов азота из отходящего газа // 2510763

Изобретение относится к удалению оксидов азота из выхлопных газов и отходящих газов из двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин. Способ удаления оксидов азота осуществляется путем введения восстановительного реагента и восстановления оксидов азота в присутствии катализатора, который является слоем катализатора на основе цеолита на волнистом монолитном носителе, при этом носитель обладает плотностью от 50 г/л до 300 г/л и пористостью 50%, пористость монолитного носителя обусловлена порами, обладающими глубиной от 50 до 200 мкм и диаметром от 1 до 30 мкм. Изобретение обеспечивает эффективное удаление оксидов азота с помощью катализатора, обладающего улучшенной каталитической активностью и высокой стойкостью к частым изменениям температуры. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ и каталитическая система для восстановления оксидов азота до азота в отработанном газе и применение каталитической системы // 2516752

Изобретение может быть использовано в химической промышленности для восстановления оксидов азота до азота в отработанном газе. Отработанный газ в присутствии кислородсодержащего органического восстановителя пропускают через каталитическую систему, содержащую, по меньшей мере, два слоя катализатора. Первый слой катализатора содержит только оксид алюминия, а второй расположенный ниже слой катализатора содержит только индий или оксид индия на носителе - оксиде алюминия. Предложенная комбинация отдельных катализаторов в одной каталитической системе обеспечивает повышение степени конверсии оксидов азота (NOx) по сравнению с каждым из отдельных катализаторов и создает возможность расширения температурного интервала эффективного действия катализатора. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ гомогенизации распределения тепла, а также снижения количества оксидов азота (nox) // 2525422

Изобретение относится к способу гомогенизации распределения тепла, а также снижения количества оксидов азота (NOx) в продуктах сгорания, при работе промышленной печи. Способ гомогенизации распределения тепла, а также снижения количества оксидов азота (NOx) в продуктах сгорания, при работе промышленной печи с одной горелкой с использованием воздуха в качестве окислителя. Через фурму в печь подают окислитель, включающий 50% газообразного кислорода. Общее количество подводимого кислорода согласуют с количеством топлива, подаваемого через воздушную горелку, при этом 40% от подаваемого кислорода вводят посредством дополнительного окислителя, фурму размещают на расстоянии от воздушной горелки 0,3 метра, обеспечивают поток дополнительного окислителя в печь через фурму со скоростью звука, дополнительный окислитель подают только тогда, когда воздушная горелка работает с определенной наименьшей или с более высокой мощностью. Технический результат заключается в обеспечении однородности температуры во всем объеме печи. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ нейтрализации выбросов топочных газов и котел // 2533131

Изобретение относится к способу и котлу-парогенератору для уменьшения количества оксидов азота в топочных газах котла, в котором топочные газы образуются при сжигании топлива на воздухе. Котел содержит систему циркуляции воды, включающую пароперегреватели (8) и печь (1), в которой сжигается топливо и образуются топочные газы, содержащие оксиды азота, причем топочные газы, главным образом, поднимаются в печи, далее поступают в зону пароперегревателя и через другие утилизирующие тепло поверхности котла выходят из котла, и восстановитель оксидов азота вводят в топочные газы. Важно, что восстановитель оксидов азота вводят в топочные газы до зоны пароперегревателя, перед которой температура топочных газов уменьшается с помощью, по меньшей мере, одного теплообменника (15), который расположен в потоке топочных газов перед введением восстановителя, для получения соответствующего температурного интервала в потоке топочных газов, чтобы восстанавливать оксиды азота. Технический результат - упрощение и повышение эффективности способа. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.