Способ очистки газов от аммиака

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ АММИАКА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Шманькова Наталия Анатольевна Орехова Светлана Ефимовна Ашуйко Валерий Аркадьевич Хмылко Людмила Ивановна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Способ очистки газов от аммиака путем контакта с сорбентом, отличающийся тем,что в качестве сорбента используют древесные опилки, льнокостру или лигнин, модифицированные путем пропитки водным раствором мочевины и фосфорной кислоты, содержащим мочевину и кислоту в массовом соотношении 1(0,5-2,0), при температуре 90-95 С в течение 0,5-1,0 ч, при этом массовое соотношение твердой фазы к жидкой составляет 1(4,5-5,4), и последующей термообработки при 140-160 С в течение 1 ч. Изобретение относится к способу очистки вентиляционных выбросов от аммиака и может быть использовано в производстве карбамидоформальдегидных пресс-материалов. Известен способ очистки газовоздушных выбросов от формальдегида и аммиака, заключающийся в том, что очищаемый газ обрабатывают эмульсией следующего состава,мас.гексаметилентетрамин - 23,4-40,6 олеиновая кислота - 4-10 минеральное масло 1,24-4 вода - остальное 1. Недостатком данного способа является образование значительных количеств отработанной эмульсии, утилизация которой проблематична. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки воздуха от аммиака волокнистыми ионообменниками - фосфатом целлюлозы в Н-форме. В качестве исходных целлюлозных волокнистых материалов используют хлопковый пух, ткань бязь и медицинскую марлю. Максимальная сорбционная емкость - 23,3 мг/г 2. Недостатками применения данного сорбционного материала являются невысокая сорбционная емкость, наличие стадии промывки и перевода в Н-форму, что усложняет процесс синтеза сорбентов, и использование в качестве основы для сорбентов целлюлозы,что приводит к увеличению его стоимости. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа очистки газов от аммиака сорбентами на основе отходов предприятий, обладаю 7747 1 2006.02.28 щих значительной сорбционной емкостью по улавливаемому веществу, и создание товарного продукта на основе отработанных сорбентов. Поставленная задача решается тем, что способ очистки газов от аммиака путем контакта с сорбентом отличается тем, что в качестве сорбента используют древесные опилки,льнокостру или лигнин, модифицированные путем пропитки водным раствором мочевины и фосфорной кислоты, содержащим мочевину и кислоту в массовом соотношении 1(0,5-2,0),при температуре 90-95 С в течение 0,5-1,0 ч, при этом массовое соотношение твердой фазы к жидкой составляет 1(4,5-5,4), и последующей термообработки при 140-160 С в течение 1 ч. Основные стадии синтеза сорбентов 1. Подготовка древесных опилок, льнокостры или лигнина заключается в отделении крупных частиц в виде сколов, обрезков, кусков коры путем их просеивания через сито с размером ячеек 55 мм. 2. Приготовление пропиточного раствора, заключающееся в смешении реагентов в определенной пропорции. 3. Пропитка древесных опилок, льнокостры или лигнина фосфорилирующим раствором в реакторе с паровым обогревом при перемешивании в течение 0,5-1 ч при 90-95 С (массовое соотношение твердой фазы к жидкой, равное 1(4,5-5,4. Понижение температуры и времени термообработки приводит к снижению поглотительной способности сорбента по аммиаку. Пропитанные реакционным раствором опилки, льнокостра или лигнин выгружаются из реактора и отжимаются в центрифуге от излишков пропиточного раствора. 4. Термообработка полученной твердой фазы в сушильном шкафу при 140-160 С в течение 1 ч. Обработка при температурах выше 160 С ведет к осмолению древесного материала, льнокостры или лигнина, закрытию пор и деструкции привитых активных групп. Снижение температуры обработки ниже указанного интервала приводит к уменьшению поглотительной способности сорбента по аммиаку. Определение сорбционных свойств полученных образцов по аммиаку проводилось в динамических условиях. Зависимость сорбционной емкости сорбентов от массового соотношения компонентов модифицирующего раствора (мочевинафосфорная кислота) представлена в таблице. Массовое соотношение компонентов Сорбционная емкость, мг/г Мочевина Фосфорная кислота Аммиак 1 1 50 1 2 96 1 0,5 43 По предлагаемому способу предпочтительно содержание мочевины и фосфорной кислоты в массовом соотношении 1(0,5-2,0). Увеличение содержания мочевины ведет к удорожанию сорбента при незначительном росте сорбционной емкости. При уменьшении массовой доли мочевины ниже указанного интервала несвязанная фосфорная кислота в процессе синтеза сорбентов разрушает древесину, льнокостру или лигнин, что приводит к их обугливанию. Снижение доли фосфорной кислоты приводит к уменьшению сорбционной емкости сорбента по аммиаку. В случаях значительных концентраций аммиака в очищаемых газовоздушных выбросах оптимально содержание мочевины и фосфорной кислоты в массовом соотношении 12. Удельные характеристики сорбентов Удельная поверхность, м 2/г 76-96 Пористость,42-45 Удельный объем макропор, см 3/г 0,182-0,278 Насыпная плотность, г/см 3 0,165-0,192 Зольность,7-10 2 7747 1 2006.02.28 рН водной вытяжки 5-6 Содержание влаги,не более 8-10. Изобретение поясняется примером. Газовоздушную смесь, содержащую 2000-1600 мг/м 3 аммиака подают в кассету, заполненную сорбентом (в процессе синтеза сорбента используют древесные опилки, льнокостру или лигнин, просеянные через сито с размером ячеек 55 мм, модифицированные путем пропитки водным раствором мочевины и фосфорной кислоты, содержащим мочевину и кислоту в массовом соотношении 11, при температуре 90-95 С в течение 0,5-1,0 ч,при этом массовое соотношение твердой фазы к жидкой составляет 14,5, и последующей термообработки при 140-160 С в течение 1 ч.). Масса сорбента 3,00 г. Скорость подачи смеси 0,05 м 3/ч. Сорбционная емкость сорбента по аммиаку составляет 50 мг/г. Остальные примеры отличаются массовым соотношением от вышеприведенного соотношением мочевинафосфорная кислота в пропиточном растворе, согласно формуле изобретения. Достоинствами предлагаемого способа являются исключение выброса аммиака в окружающую среду, использование дешевых сорбционных материалов, синтезированных на основе отходов производств, получение целевого продукта, который можно использовать как удобрение, источник азота, фосфора и калия (содержание азота составляет 11-12 ,фосфора - 14-15 ) 3, а также в качестве наполнителя древесностружечных плит. Предлагаемое изобретение может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях (например ОАО Минскпроектмебель). Источники информации 1. А.с. СССР 1576186, МПК В 01 53/14, 1990. 2. И.Н. Ермоленко. И.П. Люблинер. Сорбция аммиака волокнистыми ионообменниками в динамических условиях // Журнал прикладной химии. - 1972. - Т. 45. - Вып. 4. - С. 748-751. 3. В.И. Кучерявый. В.В. Лебедев. Синтез и применение карбамида. - Изд-во Химия,1970. - С. 448. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3