190587. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nitrogén-oxidoból és vízgből álló gáz környezetszennyezés- és hulladékmentes elnyeletésére
2 190587 3 A találmány tárgya eljárás és berendezés fémek salétromsavban való oldásakor keletkező vagy más forrásokból származó, nitrogén-oxidokat tartalmazó gáz környezetszennyezés- és hulladékmentes elnyeletésére. A találmány olyan eljárásra és az eljárás megvalósítására alkalmas olyan berendezésre vonatkozik, amellyel lehetségessé válik a fémek salétromsavban, ill. salétromsavat is tartalmazó savelegyben való oldásakor keletkező vagy más forrásból eredő, csupán vízgőzzel hígított nitrogén-oxidok teljes elnyeletése. A találmány szerinti megoldást alkalmazva a környezetet szennyező nitrogén-oxidok teljes mennyisége elnyelethető, kémiailag megköthető és a nitrogént tartalmazó vegyület (pl. a salétromsav) felhasználható, ily módon a légtérnek nitrogén-oxidokkal, az élő vizeknek nitrát- és nitritionokkal való szennyezése elkerülhető. Ismeretesek olyan eljárások, amelyeknél salétromsavban vagy salétromsavat is tartalmazó savelegyben oldanak fel vagy maratnak fémeket (pl. rezet, ezüstöt, higanyt, molibdént stb.). A fémek oldása következtében a készülékből nitrogén-oxidokat (NO, NOz, NzO<), esetleg vízgőzt is tartalmazó gázelegy távozik el. Nitrátsók hevítésekor, katalizátorok készítésekor stb. is keletkezhetnek nitrogén-oxidok. Azt a készüléket, amelyben a fenti reakciók lezajlanak, nitrogén-oxidokat tartalmazó gázelegy hagyja el. A nitrogén-oxidokat tartalmazó gázelegyet a benne lévő nitrogén-monoxid oxidálása érdekében rendszerint levegővel, esetleg oxigéngázzal keverik, majd hig salétromsavval, lúgoldattal, mésztejjel stb. locsolt abszorpciós. tornyokon vezetik át azért, hogy a környezetet szennyező nitrogén-oxidokat - a körülmények megengedte mértékben megkössék. Az abszorpciós rendszerből távozó, több-kevesebb nitrogén-oxidot tartalmazó és ezért a környezetet szennyező gázt a levegőbe engedik. Gyakori megoldás, hogy a nitrogén-oxidok abszorbeáltatásához friss vizet használnak, majd az abszorberből távozó hig salétromsav - salétromossav oldatot közvetlenül a csatornába engedik, igy nitrát- és nitritionokat juttava a környezetbe vízszennyezést okoznak. Szakemberek előtt ismert, hogy a vízzel reakcióba lépő nitrogén-dioxid (vagy dinitrogén-tetroxid) nemcsak salétromsavat, hanem salétromossavat is képez, amely bomlékony és a bomlásakor nitrogén-monoxid keletkezik. Az abszorberben a nitrogén-dioxod és a víz közötti reakcióban képződött salétromossav bomlásából eredő nitrogén-monoxid oxidálása, majd a nitrogén-dioxid abszorpciója egymást követően, ismétlődve játszódik le. Adott mennyiségű nitrogén-dioxid teljes elnyeletéséhez tehát a gáznak végtelen hosszú ideig kellene az abszorberben tartózkodnia, vagy végtelen nagy abszorber térfogatra lenne szükség. Mivel az abszorberek hasznos térfogata, ill. a gázoknak azokban való tartózkodási ideje véges, ezért a nitrogénoxidok abszorpciós rendszerét elhagyó, és a levegőbe vezetett véggáz környezetet szennyező nitrogén-oxid gázt is tartalmaz. Az izzólámpagyártás során az izzólámpák izzószálaként használt volfrámspirálok úgy készülnek, hogy a vékony volfrámhuzalt molibdéndrótra tekercselik, majd hőkezelik, végül a molibdéndrótot salétromsav - kénsav eleggyel kioldják. Az oldáskor keletkező nitrogén-oxidok okozta levegőszennyezés jelentős, ezért számosán megkísérelték ennek a kérdésnek a megoldását. Ismeretesek olyan megoldások, igy pl. a 3 807 005 valamint 3 953 263 lajstromszámú USA-beli szabadalmi leírásokban leirt módszerek, amelyknél inhibitorok adagolásával kívánják az oldási reakcióban keletkező nitrogén-oxidok mennyiségét csökkenteni. Más eljárások szerint a nitrogén-oxidokat szénhidrogénekkel, pl. metánnal vagy más redukáló gázzal elegyítik, és magas hőmérsékleten katalizátorok jelenlétében nitrogénné redukálják. Van olyan eljárás, amely szerint a nitrogén-oxidokat a világitógáz lángjának redukáló terébe vezetve teszik ártalmatlanná. Ilyen módszereket ismertet a 3 428 414 sz. USA-beli, valamint a 275 796 sz. svájci szabadalmi leírás. Az izzólámpa gyártás fentebb vázolt gondjait kívánják megoldani a 48 230 lajstromszámú Európa szabadalmi bejelentésben ismertetett, molibdéndrót kioldására javasolt eljárással. Az idézett szabadalmi bejelentés eljárást és berendezést ismertet a raolibdénhuzal kioldására. Az eljárást az jellemzi, hogy a molibdénfém oldásának vagy a nitrogén-oxid képződésének sebességét az oldáshoz használt sav hőmérsékletével szabályozzák. A környező légtértől folyadékzárral elzárt oldókészülékbe az abban uralkodó nyomástól függően oxigéngázt adagolnak. A készüléket - a leírás szerint - gáz nem hagyja el. A leírásból kivehetően az eljárás rendkívüli hátránya, hogy az oldósav hőmérsékletének szabályozása nehézkes, a felhasznált hűtővíz és gőz mennyisége tetemes, valamint az, hogy az oldás folyamata rendkívül hoszszú, több órán át tart. Az előzőekben vázolt eljárások, bár jelentős előrehaladást jelentenek a nitrogén-oxidok okozta levegőszennyezés csökkentésében, a kérdést teljességgel megnyugtató módon nem oldják meg. A jelen találmány célkitűzése a nitrogén-oxidokat tartalmazó gázelegy nitrogén-oxid tartalmának teljes megkötése és olyan vegyületté alakítása, amely a termelésben ismét felhasználható. Ezt a célkitűzést megvalósító találmányi megoldásunkat az alábbiakban foglaljuk össze. Az adott és állandó térfogatáramú, nitrogén-oxidokat és vízgőzt tartalmazó gáz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
