Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции "Оптимизация обращения с отходами производства и потребления"-2003
(Ярославль, 15-16 апреля 2003 г.):

Утилизация газовых выбросов, содержащих оксиды азота с одновременным получением азотнокислых солей металлов

Корчуганова Елена Николаевна, старший преподаватель Северодонецкого технологического института Восточноукраинского национального университета имени Владимира Даля;
Суворин Виктор Александрович, заведующий кафедрой ТНВЭ, доцент, к.т.н. (Северодонецк, Украина)

В выбросах химических предприятий значительную часть составляют оксиды азота. Эти выбросы, помимо того, что они относятся к загрязняющим веществам 2 класса опасности, ещё могут быть и сырьём для получения азтнокислых солей металлов. Как правило на предприятиях предусмотрены технологические узлы очистки выбросов от оксидов азота. Однако, наиболее эффективными из них являются деструктивные, в ходе которых с большим трудом связанный азот вновь возвращается в элементарное состояние.

Предприятия платят за выбросы загрязняющих веществ в бюджет, хотя могли бы не только сократить выбросы и платежи за них, но и получить дополнительную прибыль, если бы использовали газообразные и твердые отходы как сырьё.

В качестве примера можно рассмотреть производство катализаторов для химической промышленности. Для их изготовления используют нитраты различных металлов, которые зачастую получают, растворяя металлы в азотной кислоте, взятой с избытком. В то время как катализаторы, имеющие определенный срок службы, отработав его, сами могут использоваться в качестве вторичного сырья, например по схеме (Рис.1). В этом случае дополнительно полученная продукция может не только продаваться, но и использоваться самим же предприятием на его технологических линиях.

Так при производстве только 1т катализатора ГИАП-3-6-Н выделяется ~ 0.1т оксидов азота, направляемых на каталитическую очистку.

Нами проведены исследования как процессов извлечения металлов из отработанных катализаторов с помощью оксидов азота, так и процессов растворения катализаторного сырья, например — технического гидроксида алюминия (ТГА). На действующих катализаторных производствах, использующих ТГА для получения нитрата алюминия, процесс растворения проводят в течение 24 часов в кипящей азотной кислоте, взятой с избытком. В ходе растворения выделяются оксиды азота, что приводит к необходимости очистки отходящих газов.

В то время, как по разработанной нами технологии растворения ТГА оксидами азота в его водной суспензии можно использовать газо-воздушные смеси с содержанием оксидов азота ~ 0,5–2,5% об.

Процесс полного растворения ТГА из водной суспензии состава 1 массовая часть ТГА на 6 массовых частей воды при исходной концентрации оксидов азота 1,5–2,5% об. длится около 20 часов. В ходе процесса происходит падение степени очистки с 90 до 26%, связанное с ростом концентрации продукта реакции — нитрата алюминия и снижением концентрации реагента — ТГА.

При проведении процесса в противоточном по газу и суспензии каскаде реакторов-растворителей импеллерного типа возможно получение концентрированного ~400г/л раствора нитрата алюминия и обеспечение степени очистки газов от оксидов азота ~99%.

Извлекать ценные металлические составляющие можно не только используя реакторы импеллерного типа, в которых процесс протекает вводной суспензии, а для получения последней необходимо предварительно измельчать отработанные катализаторы или другое сырье , но и в насадочных абсорберах, используя в качестве активной насадки отработанные катализаторы нанесенного типа. Процесс извлечения металлов из отработанных катализаторов нанесенного типа более длителен.

Использование отходов в качестве сырья для получения химических товаров - не только экологически, но зачастую и экономически выгодно, однако, сдерживающим фактором внедрения новых технологий обычно является инертность производственников.