Технология некаталитической очистки основана на принципе селективного восстановления NОx до азота аминосодержащими восстановителями в газовой фазе при температуре 850 – 1100°С. Наиболее распространенными восстановителями оксидов азота являются аммиак и карбамид.
В Российском государственном университете нефти и газа им. И.М.Губкина выполнены научно-практические работы, направленные на совершенствование и повышение эффективности технологии некаталитической очистки. Осуществлено крупномасштабное внедрение систем некаталитической очистки более чем на 70 промышленных агрегатах с объемом выбрасываемых дымовых газов от 5000 до 400000 м³/ч. Предотвращенные в результате внедрения суммарные выбросы оксидов азота в атмосферу составляют более 50 тыс. т/г. Степень очистки газов в промышленных условиях достигает 80-90%.
С точки зрения экологической безопасности более предпочтительным восстановителем является карбамид, поэтому исследования в значительной степени были направлены на развитие технологии некаталитической очистки газов с использованием карбамида. В результате разработана и внедрена на трех технологических линиях Московского мусоросжигательного завода № 2 система очистки дымовых газов, обеспечивающая концентрацию NОx в очищенных газах от 50 до 100 мг/м3.
Разработанная технология обеспечивает более высокую степень очистки газов при меньшем удельном расходе восстановителя по сравнению с известными некаталитическими технологиями. Процесс очистки не сопровождается образованием побочного продукта – монооксида углерода (СО) и характеризуется значительно меньшим выбросом не прореагировавшего аммиака.
Процесс очистки газов регулируется с помощью автоматической системы управления, которая позволяет задавать и поддерживать необходимую степень очистки газов от NОx; контролировать все параметры процесса и, при необходимости, изменять их значения; обрабатывать статистические данные процесса очистки и выводить их на дисплей компьютера в графическом или другом виде.
Стоимость системы очистки в 5-10 раз ниже стоимости зарубежных установок аналогичного назначения. Ее внедрение на Московском мусоросжигательном заводе обеспечило экономию около 3 млн. евро.
Разработанная технология применима для тепловых агрегатов различной производительности и назначения, работающих на газообразном, жидком или твердом топливе. Она может обеспечить не только существующие европейские требования по выбросам оксидов азота в атмосферу, но и перспективные, более жесткие нормативы.
Использование гибридной технологии, сочетающей низкотемпературное каталитическое и высокотемпературное некаталитическое восстановление оксидов азота позволяет обеспечить практически полную очистку газов от NОx и существенно снизить проскок не прореагировавшего аммиака. При использовании в качестве восстановителя карбамида значительно расширяется температурный диапазон работы катализаторов. Это стабилизирует эффективность очистки газов при изменении нагрузки тепловых агрегатов.
Существует ряд тепловых агрегатов, в которых зона камеры сгорания, где температура дымовых газов, оптимальная для процесса некаталитической очистки (850-1100°С), недоступна для ввода восстановителя, а температура дымовых газов на выходе из агрегата составляет 300-500°С. Это двигатели внутреннего сгорания, дизельные двигатели, газотурбинные и газомоторные установки, технологические печи. Использование традиционного высокотемпературного некаталитического восстановления оксидов азота в этих случаях невозможно.
Исследования ученых из РГУ им. И.М. Губкина показали, что при использовании в качестве восстановителя оксидов азота карбамида, активированного специальными кислородсодержащими добавками, восстановление NОx происходит при значительно более низких температурах, а именно, в области 300-500°С. При этом в зависимости от условий получения восстановительной смеси степень очистки газов составляет 50-90%. Таким образом, показана возможность осуществления процесса низкотемпературного некаталитического восстановления оксидов азота, что дает возможность расширить область применения данной технологии.

По материалам доклада сотрудников РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина (О.Н.Кулиша, С.А. Кужеватова, М.Н. Орловой, А.И. Реброва)