Методы очистки дымовых газов от SO₂

                Известковый метод очистки дымовых газов от SO₂

Наиболее широко применяемым является известковый метод. Достоинство: простая технология, низкие эксплутационные затраты, доступность и дешевизна сорбента.

Процесс представляется в виде:

SO₂ + H₂O H₂SO₃;

Ca(OH)₂ + H₂SO₃CaSO₃ + 2H₂O;

CaSO₃ + H₂SO₃ Ca(HSO₃);

4CaSO₃ 3CaSO₄ + CaS;

CaS + 2O₂ = CaSO₄.

Если H₂SO₃  постоянно нейтрализовать, то извлечение SO₂ будет происходить с максимальной скоростью и .

Схема очистки:

1 – абсорбер,

2 – сборник,

3 – вакуум-фильтр.

Предварительная очистка от пыли – выделение пыли в сухом виде, иначе пыль оседает в известковом растворе, что потребует фильтрации раствора (пыль будет влажной, что усложнит ее транспортировку с предприятия).

Отходы  CaSO₃ - применяют в бумажной промышленности для получения варочной кислоты для обработки целлюлозы. CaSO₄ – гипс, вяжущее вещество, применяемое в строительстве.

Недостатки:

- большой расход извести, большое количество шлама, кристаллизация на стенках аппарата и газоходах.

                 Магнезитовый метод очистки дымовых газов от SO₂

MgO + SO₂ = MgSO₃; - сульфит магния

MgSO₃  MgO + SO₂ – реакция разложения

Газ перерабатывают в серную кислоту, а оксид магния возвращают на абсорбцию. В результате этого процесса достигается повышение концентрации SO₂ с 0,3 до 13 %, что позволяет использовать его промышленно для получения H₂SO₄.

Обязательным условием является полное очищение газов от золы, для этого предусматривается установка высокоэффективного золоуловителя (например электрофильтр).

   ГО

 зола                                                                                                     

Скруббер орошается раствором агрессивных солей Mg, поэтому поверхность скруббера выполняется в антикоррозийном исполнении. Сульфид Mg является солью малорастворимой и выпадает в осадок в виде крупных кристаллов Mg 6H₂O. Некоторая часть (10 – 12%) MgSO₃ окисляется в сульфат магния:

2MgSO₃ + O₂ = 2MgSO₄;

этот процесс нежелателен при очистке, так как разлагается MgSO₄ при очень высокой температуре (1000 – 1200 ⁰С). чтобы избежать образование MgSO₄, необходимо сокращать время контакта фазы “газ - жидкость” или проводить процесс обжига сульфата в присутствии восстановителей ( кокса, метана, оксида углерода). В этом случае MgSO₄ восстанавливается в MgSO₃. Часть раствора, орошающего скруббер, выводят из цикла орошения и направляют в кристаллизатор, где производится отделение кристаллов MgSO₃. Кристаллы сульфита магния направляют на фильтрацию в вакуум – фильтры.

Раствор, отделенный от кристаллов, направляют в цикл орошения.

1 – абсорбер,

2 – нейтрализатор,

3 – центрифуга,

4 – сушилка,

5 – печь.

Из нейтрализатора часть суспензии выводят в центрифугу для отделения кристаллов солей магния. Обезвоживание солей производят в сушилках барабанного типа. Безводные кристаллы обжигают при температуре 900 ⁰С, происходит реакция: MgSO₃  MgO + SO₂. Концентрация SO₂ в газе, выходящем из печи равна 7 – 15 %. Газ охлаждают, очищают от пыли и окиси магния и направляют на переработку в H₂SO₄. MgO охлаждают до температуры 120 ⁰С, смешивают с водой и отправляют на абсорбцию.

Достоинства метода:

- возможность очищать горячие газы без предварительного охлаждения;

- получение H₂SO₄;

- доступность и дешевизна сорбента;

- высокая эффективность очистки.

Недостатки метода:

- сложная технологическая схема;

- неполное разложение MgSO₄ при обжиге;

- значительные потери MgO при регенерации.

                   Цинковый метод очистки дымовых газов от SO₂

Абсорбент – суспензия оксида цинка:

SO₂ + ZnO + 2,5H₂O = ZnSO₃ 2,5H₂O;

При большой концентрации O₂ протекает следующая реакция:

2SO₂ + ZnO + H₂O = Zn(HSO₃)₂.

Образующийся сульфит цинка нерастворим в воде, его отделяют в гидроциклах, а затем сушат и обжигают при температуре 350 ⁰С:

ZnSO₃ 2,5H₂O  ZnO + SO₂ + 2,5H₂O.

SO₂ идет на переработку в H₂SO₄, а ZnO возвращают на абсорбцию.

Достоинства метода:

- возможность проводить процесс очистки при высокой температуре (200 - 250 ⁰С).

Недостатки метода:

- сульфат цинка, образующийся в результате очистки экономически нецелесообразно подвергать регенерации, поэтому его необходимо непрерывно отводить из системы и добавлять в нее эквивалентное количество ZnO.

               

                       Аммиачный метод очистки дымовых газов от SO₂

SO₂ + 2NH₃ + H₂O = (NH₄)₂SO₃ – сульфит аммония;

(NH₄)₂SO₃ + SO₂ + H₂O  2NH₄HSO₃ – бисульфит аммония, неустойчивое соединение.

Метод может быть циклическим и нециклическим, тогда бисульфит аммония выпускают в качестве товарного продукта.

1 – колонна,

2 – абсорбер,

3 – емкость,

4 – отпарная колонна,

5 – конденсатор,

6 – осушитель,

7 – емкость.

   

   Очистка отходящих газов от SO₂ аммиачно – циклическим методом

Отличительной особенностью данного метода является поглощение диоксида серы SO₂ водными растворами сульфит - бисульфита аммония при низкой температуре и выделение его при нагревании.

Выделенный при нагревании SO₂ осушают и используют как товарный продукт высокого качества или перерабатывают в серу или серную кислоту. Раствор сульфита аммония охлаждают и вновь используют для абсорбции диоксида серы.

Схема очистки газов аммиачно – циклическим методом:

Отходящий газ после очистки от пыли поступает в скруббер 1, орошаемый водой при 30 ⁰С, где поглощается 10 – 15 %  SO₂ от общего количества его в газе. Вода, циркулирующая в скруббере, охлаждается в холодильнике 2 и частично передается на орошение в башню 3, где поглощение SO₂ осуществляется в несколько ступеней, суммарная степень очистки газа при этом составляет 90 %. Избыточный раствор из цикла орошения первой (нижней) ступени, содержащей наибольшее количество бисульфита аммония, непрерывно выводят из системы и направляют на регенерацию в отгонную колонну 5, обогреваемую глухим паром.

В отгонной колонне происходит разложение бисульфита аммония и частичное разложение других солей аммония с выделением SO₂ и аммиака. Последний улавливается при конденсации паров воды.

Из отгонной колонны SO₂ после конденсации паров воды и абсорбции аммиака поступает на сушку. Содержание его в сухом газе составляет 94 – 97 %.

Регенерированный в отгонной колонне раствор охлаждается в холодильнике 4 и вновь поступает в цикл орошения.

Для выделения из раствора сульфата аммония часть регенерированного раствора направляют в выпарные аппараты 6, а затем в кристаллизатор 7, где при охлаждении выпадают кристаллы сульфата аммония. Последние отжимают на центрифуге 8, а маточный раствор возвращают в цикл орошения абсорбера.

В поглотительном растворе может содержаться также тиосульфата аммония, поэтому часть раствора после абсорбера поступает в автоклав 9. Здесь под давлением и при температуре 140 ⁰С сульфит, бисульфит и тиосульфат аммония разлагаются с образованием серы и подают в выпарные аппараты 6, а серу сливают в формы.

В цикл орошения постоянно добавляют аммиак, чтобы компенсировать его количество, расходуемое на образование сульфата аммония и потери в атмосферу.

Выделяемый продукт имеет следующий состав: 90 – 93 %  (NH₄)₂SO₄; 2 – 3 %  (NH₄)₂SO₃; 0,5 – 1 %  NH₄HSO₃ и 4 – 5 % H₂O.

Достоинства метода:

- получение 100 % SO₂n(NH₄) SO₄ сульфата аммония (удобрение),

- степень очистки – 90 %.

Недостатки метода:

- зависимость степени очистки от атмосферных условий (t, ),

- тщательный контроль процесса во избежании потерь аммиака,

- газы и жидкости имеют кислую реакцию, поэтому требуется антикоррозийная защита,

- большие эксплуатационные затраты и возможность очищать газы, содержащие SO₂ более 0,3 %.

Есть схемы без предварительного охлаждения газа, по которым для реакции добавляют H₂SO₄:

(NH₄)₂SO₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄ + H₂SO₃.

Во Франции разработан метод аммиачно – бисульфитный, который позволяет очищать газы любого состава. В данном процессе сульфат аммония разлагается при температуре:

  (NH₄)₂SO₄  NH₃ + NH₄HSO₄,

выделяется NH₃ и бисульфат аммония возвращаются в процесс.

Недостаток: большая энергоемкость.

Схема очистки аммиачно - бисульфитным методом:

1 – абсорбер,

2 – емкость,

3 – отпарная колонна,

4 – узел выпаривания,

5 – сушилка.

Абсорбер, применяемый для улавливания SO₂ должен быть высокой эффективности, иметь низкое гидравлическое сопротивление (до 3 кПа), малую металлоемкость, не забиваться осадками. Чаще всего применяются пустотелые скрубберы с форсунками и скрубберы Вентури одно - и двухступенчатые.

- не забиваться осадками, образующимися в процессе абсорбции.

Чаще всего используются пустотелые абсорберы с форсунками и скрубберы Вентури. Высокой эффективностью и простотой в эксплуатации обладает абсорбер типа СМ (рис. 5), сочетающий полую секцию с форсунками и секцию с барботажными тарелками.

Рис. 4. Абсорбер типа СМ: 1 — секция очистки газа; 2 — форсунка;

3 — контактные тарелки; 4 — секция брызгоудаления

Исследуются также абсорберы с подвижной шаровой насад­кой из полиэтилена или резины. Перспективными являются и абсорберы с крупнодырчатыми тарелками.

           Мышьяково-содовый метод очистки дымовых газов от SO₂.

Абсорбент приготавливают растворением мышьяка As₂O₃ в растворе Na₂CO₃ (NH₄OH – мышьяково-аммиачный метод).

2As₂O₃ + H₂O + 2Na₂CO₃  2NaHAs₂O₃ + 2CO₂;

2Na₂HAs₂O₃ + 5H₂S  Na₄As₂S₅ + 6H₂O,

Na₄As₂S₅ + O₂  Na₄As₂S₅O₂

Раствор оксисульфомышьяково – натриевой соли является поглотительным раствором для сероводорода:

Na₄As₂S₅O₂ + H₂S = Na₄As₂S₆O + H₂O.

При регенерации полученной соли кислородом воздуха выделяется сера:

2Na₄As₂S₆O +O₂ = 2Na₄As₂S₅O₂ + 2S.

Серу отделяют от раствора, а регенерационный раствор возвращают на абсорбцию.

1 – колонна,

2 – теплообменник,

3 – колонна для окисления,

4 – емкость,5 – фильтр.

В абсорбере проходит улавливание H₂S (сероводорода). Насыщенный H₂S раствор перекачивают через теплообменник, где он нагревается до 40 ⁰С и затем направляется на регенерацию в колонну 3, туда же подают сжатый воздух, который барбатируется через раствор. После окисления кислородом воздуха и выделения серы, которая всплывает вместе с пузырьками воздуха, раствор возвращают на абсорбцию, а серу отделяют на вакуум – фильтре.

На процесс абсорбции влияет концентрация мышьяка. При увеличении концентрации с 15 до 25 г/л, эффект увеличивается с 81 до 97 %, рН = 7,8 – 7,9.

Недостаток метода:

- большой расход соды (400 – 500 кг на 1 гр серы),

- большое содержание примесей, что осложняет регенерацию.

Известен способ поглощения SO₂ морской водой, которая имеет слабощелочную реакцию, за счет этого растворимость SO₂ увеличивается.

1 – электрофильтр,

       2, 3 – абсорберы,

       4 – подогреватель,

       5 - реактор

          

Газы очищают от золы, охлаждают в трубе Вентури, абсорбцию проводят в полом скруббере. Сточные воды после скруббера и абсорбера обрабатывают воздухом для окисления сульфитных соединений в сульфатные и сбрасываются в море (в Норвегии). 

                               Очистка газов обжиговых печей от SO₂

Метод основан на абсорбции SO₂ известковым раствором в полых форсуночных аппаратах. Схема очистки

состоит из отделения подготовки поглотителя, двух газоочистных линий (одна резервная), включающих дымосос 5, полый форсуночный скруббер 7 с двухъярусным орошением, форсунки 8, систему обмыва стенок, каплеуловитель 11, подогреватель очищенных газов 10 и трубу рассеивания 9. Отходящие газы обжиговых печей, содержащие 30 – 45 г/нм³ SO₃, предварительно обеспыливают в электрофильтрах, охлаждают до температуры 200 – 240 ⁰С и дымососом 5 через сопло Вентури 6 подают на очистку в полый аппарат 7. Поглотительный известняковый раствор (суспензию) готовят в подготовительном отделении в аппаратах 1, 2, 3 и насосами 4 подают на орошение в сопло Вентури 6, в два яруса форсунок 8 и в систему обмыва стенок. Очищенный газ проходит каплеуловитель, подогреватель, после чего через 120 – метровую трубу рассеивания выбрасывается в атмосферу. Отработанную суспензию направляют в гидроциклоны, осветленную воду повторно используют для приготовления свежего раствора, а шлам после обезвоживания может быть использована как строительный материал.

Техническая характеристика работы установки:

количество газов, поступающих на очистку                                         50000 нм³/ч

температура                                                                                              200 – 240 ⁰С

запыленность газов                                                                                 50 мг/нм³

содержание SO₂                                                                                       30 – 45 г/нм³

содержание SO₃                                                                                       до 5 г/нм³

степень очистки газов от SO₂ и SO₃                                                       95 – 97 %

диаметр скруббера                                                                                   2,8 м

скорость газов в скруббере                                                                     3,5 м/с

гидравлическое сопротивление системы                                              270 мм.вод.ст.

содержание активной CaO в извести                                                     70 %

удельное орошение газов                                                                       10 л/нм³

плотность циркулирующей суспензии                                                 300 – 350 г/л

рН циркулирующего раствора                                                               11 – 11,5

коэффициент использования извести                                                   0,7

Если в качестве поглотителя использовать суспензию сульфита магния, то в качестве продукта рекуперации можно получить серную кислоту.

                  Очистка дымовых газов от оксидов азота

Образуются при сжигании топлива в химической промышленности, при нефтеперегонке. Соединения азота: N₂O, NO, N₂O₃, NO₂, N₂O₄, N₂O₅, NO₃, N₂O₆.

NO плохо растворим в воде, солях, органических соединениях, однако с солями Fe²⁺, Cu, Mn, Ni образует комплексные соединения, легко разрушающиеся при нагревании.

NO₂ образуется при окислении азота кислородом, с водой легко образует азотную кислоту.

N₂O₃ – триоксид азота, существует только при низких температурах.

N₂O₄ – тетраоксид азота, образуется полимеризацией NO₂ и является сильным окислителем.

N₂O₅ – пентаоксид азота, малоустойчив, сильный окислитель.

Основная проблема при очистке газов этим методом – низкая химическая активность и растворимость NO.

Существует несколько путей решения этой проблемы:

- окисление NO и NO₂ в газовой фазе,

- частичное окисление NO в NO₂ с образованием смеси NO и NO₂,

- использование селективных абсорбентов,

- окисление в жидкой фазе и перевод NO в химически активное соединение.

В промышленности используется метод гомогенного окисления NO в газовой фазе кислородом. В этом процессе только 1% О₂ вступает в реакцию с NO, а остальной О₂ выбрасывается в атмосферу. Скорость реакции увеличивается в присутствии катализаторов (наиболее активный – гопкалит при температуре 120 ⁰С). При окислении NO_х в жидкой фазе используется О₂ и О₃ (озон) и зависит этот процесс от температуры, давления, концентрации компонентов, турбулентности потока.

Наилучшими окислителями являются: KBrO₃, а также HNO₃, KMnO₄ и H₂O₂.

1) абсорбция водой:

      3NO₂ + H₂O  2HNO₃ + NO + Q – скорость окисления мала при   низких   концентрациях, утилизацию NO производят пероксидом водорода Н₂О₂. Расход 6 кг на 4 т кислоты:

      NO + H₂O₂ = 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO,

      N₂O₃ + H₂O₂ = N₂O₄ + H₂O = HNO₃ + HNO₂ – с получением азотной кислоты,     

2) абсорбция щелочами (содой, раствором аммиака, NaOH):

NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₃ + CO₂ + Q;

2NaOH + N₂O₃ = 2NaNO₂ + H₂O;

Na₂CO₃ + N₂O₃ = 2NaNO₂ + CO₂;

2NH₄OH + N₂O₃ = 2NH₄NO₂ + H₂O = NH₄NO₂  N₂ + H₂O.

Селективные абсорбенты – растворы FeSO₄, FeCl₂, NaHCO₃.

FeSO₄ + NO  Fe(NO)SO₄,

FeCl₂ + NO  Fe(NO)Cl₂, - комплексы, которые при нагреве до 95 – 100 ⁰С распадаются, в результате NO выделяется в чистом виде, а раствор FeSO₄ возвращается в производство.

Процесс протекает даже при температуре 20 – 25 ⁰С и низких концентрациях NO в газах. Присутствие в растворе H₂SO₄ и HNO₃ и других соединений снижает поглотительную способность.

                   Метод одновременной очистки газов от SO₂ и NO_x

Образуются при сжигании сернистого топлива. Применяется комплексный метод ( по SO₂ и  по NO_x). Применяются абсорбенты: NaOH, Na₂CO₃, Ca(OH)₂, NH₄OH – в присутствии жидкофазных катализаторов, например, ЭДТК (этилендиаминтетрауксусная кислота) с добавлением соединений 2 – х валентного железа. В результате реакции оксида серы и азота превращаются в соединения, которые затем разлагаются при нагревании с образованием аммиака, азота, гипса, сульфата натрия.

1 – пылеуловитель, 2 – тарельчатый скруббер, 3 – реактор окисления, 4 – холодильник, 5 – центрифуга, 6 – реактор, 7 – нейтрализатор, 8 – конденсатор, 9 – узел отделения железа, 10 – кристаллизатор, 11 – центрифуга.

Топочные газы сначала очищаются от пыли в скруббере, орошаемом водой (1). После этого газ подают в тарельчатый скруббер (2), орошаемый аммонизированной жидкостью с ионами Fe²⁺ и ЭДТК, при  этом поглощается 70 – 85 %  NO_x и 90 % SO₂. Часть жидкости после орошения отводят на окисление, барботируя раствор бисульфита аммония воздухом (3). Продукты реакции подкисляют H₂SO₄ и отправляют а холодильник для охдаждения до 0… - 10 ⁰С, что позволяет кристаллизовать ЭДТК на 90 %, и отделяют от раствора в центрифуге (5) и возвращают в скруббер. Регенерационный раствор отправляют в реактор (теплообменник), где его нагревают до 120 – 130 ⁰С и доводят до давления 0,3 Мпа и разлагают до сульфата аммония, выделяющийся раствор SO₂ направляют в скруббер. А сульфат аммония нейтрализуют аммиаком, концентрируют, освобождают от соединений железе, кристаллизуют и обезвоживают.

Универсальная промышленная установка очистки газов от оксидов азота щелочными растворами с применением распылительно – вихревых аппаратов.

NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₃ + CO₂ + O,

2NaOH + N₂O₃ = 2NaNO₂ + H₂O.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса, в нижней части которого расположен конус, делящий аппарат на 2 части. В нижней циклонной части установлен центробежный распылитель жидкости, приводимый во вращение электрическим двигателем. В верхней распылительной части установлены форсунки для диспергирования жидкости.

Газ на очистку поступает в нижнюю часть аппарата тангенциально. Благодаря вращению распылителя, создается развитая, постоянно обновляющаяся поверхность контакта фаз. Далее газ проходит через отверстия в конусе, где при взаимодействии газового потока с жидкостью образуется пенный слой жидкости, способствующий более полной очистке газов. При установке двух ступеней эффективность очистки составляет  99,9 %.

                            Очистка газов от фтористых соединений

Образуются при производстве алюминия. Объем выбрасываемых фторсодержащих газов 300 – 1000 тыс. м³/ч, газы загрязнены другими примесями, что осложняют очистку. Для очистки применяют: вода, растворы щелочей, солей: Na₂CO₃, NH₄OH, NH₄F, Ca(OH)₂, NaCl, K₂SO₄.

2H₂O + 2F = H₃O⁺ + HF₂^-,

HF  H⁺ + F^-,

F^- + HF  HF₂^-

Фторид водорода хорошо растворим в воде и протекают реакции гидротации и диссоциации (SiF₄ – тетрафторид кремния)

SiF₄ + 2H₂O  4HF + SiO_2,

2HF + SiF₄  H₂SiF₆,

3SiF₄ + 2H₂O  2H₂SiF₆ + SiO₂ – образуется кремнефтористо-водородная кислота.

При концентрации 2H₂SiF₆ > 32% останавливается процесс улавливания, введение добавок в виде солей и щелочей способствует более глубокой очистке. Степень очистки    90 – 95 %.

Двухступенчатая схема:

1, 2 – абсорберы,

3 – брызгоуловитель.

Отходящие газы поступают на первый абсорбер, орошаемый H₂SiF₆, затем газ проходит второй абсорбер и брызгоуловитель, куда подают чистую воду. Здесь происходит окончательная доочистка газов с образованием разбавленной кислоты, который направляют во 2й абсорбер. Абсорбер представляет собой колонну с провальными тарелками из стержней, свободное сечение тарелок 30 – 50 %, , плотность орошения 30 – 50 м³/м² ч, концентрация полученной кислоты 25 – 30 %.

Другой метод – сжигание газов в присутствии углеводородов с получением HF, которую затем абсорбируют водой. Образующуюся H₂SiF₆ перерабатывают с образованием кремнефторидов. Производство криолита:

H₂SiF₆ + 2Al(OH)₃ = AlF₃ + SiO₂ + H₂O   

                                           криолит

Недостаток: материал аппаратов изготавливается из дерева, пластмассы, никеля.

Если в отходящих газах присутствует элементарный фтор (F), то используют 5 – 10 % раствор NaOH при t = 38 – 65 ⁰С. Если концентрация раствора меньше 2%, а также время контакта газа со щелочью равно приблизительно 1 сек, то образуется очень ядовитое соединение (F₂O), появление которого крайне нежелательно, поэтому время контакта приблизительно 1 мин, тогда:

F₂ + 2NaOH = 2NaF + 1/2O₂ + H₂O.

Фторид натрия (NaF) плохо растворим, он способствуют образованию отложений в трубопроводах, коррозии оборудования, он токсичен, поэтому чтобы вывести его из раствора, добавляют известь:

NaF + CaO +H₂O = CaF₂ + 2NaOH.

Образующийся при переработке кремнефтористо-водородной кислоты (H₂SiF₆):

H₂SiF₆ + 6NH₃ + 2H₂O = 6NH₄F + SiO₂ – осаждение и отделение кремнегеля(SiO₂),

NaOH + Al(OH)₃ = NaAlO₂ + 2H₂O – получение алюмината натрия (NaAlO₂),

NaAlO₂ + 2NaOH + 6NH₄F = Na₃AlF₆ + 6NH₃ + 4H₂O – взаимодействие NaAlO₂ с фторидом алюминия и образование криолита Na₃AlF_6.

 

                             Очистка газов от сероводорода, сероуглерода

Сероводород содержится как примесь в природном газе и нефтяных коксохимических газах. Эти газы очень коррозийноактивны.

Для очистки применяют различные хемосорбционные методы:

Из карбонатных абсорберов (Na₂CO₃, NaHCO₃, K₂CO₃, KHCO₃) лучше всех растворим поташ - K₂CO₃, имеющий высокую поглотительную способность, что позволяет сократить его расход, увеличив концентрацию в растворе. Но поташ очень дорогой реагент, поэтому чаще используют содовый метод.

                                   Очистка от хлора и его соединений

Образуются при производстве хлора, щелочей методом электролиза из NaCl, получение металлического Mg, переработка цветных металлов, получение HCl, при сжигании отходов, содержащих Cl.

Для абсорбции Cl используют воду, водные растворы щелочей неорганических веществ.

2NaOH + Cl₂ = NaCl + NaOCl + H₂O

2Ca(OH)₂ + Cl₂   CaCl₂ + Ca(OCl)₂ + 2H₂O

Хлораты (гипохлориты) используют для обеззараживания сточных вод или подвергают термокаталитическому разложению.

Ca(OCl)₂ CaCl₂ + O₂

Недостатки метода:

- степень очистки 70 – 90 % ,

- недостаточно полное использование абсорбента – известкового молока.

Достоинства метода:

- дешевый абсорбент, не требующий защиты от коррозии, так как рН > 7.

При использовании NaOH степень очистки 90 – 98 %. Эффективными абсорбентами также являются: CCl₄ – тетрахлорид углерода, TiCl₄ – тетрахлорид титана.

На предприятиях цветной металлургии используют в качестве абсорбента хлорид железа FeCl₂, который получают растворением железной стружки в соляной кислоте. При абсорбции FeCl₂ переходит в FeCl_3, который является отварным продуктом. HCl очень хорошо поглощается H₂O, поэтому ее используют в качестве абсорбента в аппаратах: скрубберах Вентури, насадочных абсорберах и в колоннах с тарелками (степень очистки   99 %). При дальнейшей рециркуляции абсорбента можно получить HCl концентрацией       9 – 10 %.

Основной недостаток: образование тумана из капель HCl, что сложно улавливается. Если применять в качестве абсорбера водный раствор NaOH, Ca(OH)₂ или Na₂CO₃, то степень очистки повышается.

                                             

                                  Очистка газов от СО

СО – высокотоксичный газ (ПДК_{в рабочей зоне}  = 20 мг/м³, ПДК_{ср. сут.} = 1 мг/м³,              ПДК_{в атмосфере} = 3мг/м³).

Образуется при неполном сгорании веществ, содержащих углерод, топлива, в процессе плавки черных и цветных металлов, в выхлопных газах ДВС и т.д.

Абсорбция СО осуществляется методом промывки жидким азотом, или водно – аммиачным раствором закисных солей ацетата, карбоната меди.

Медно – аммиачная очистка:

[Cu(NH₃)_m(H₂O)_n]⁺  + xNH₃ + yCO  [Cu(NH₃)_m+x(CO)_y(H₂O)_n]⁺ + Q

комплексное медно – аммиачное соединение оксида углерода.

Наиболее вероятное соединение [Cu(NH₃)₂CO H₂O]⁺ - раствор имеет слабощелочную реакцию, поэтому одновременно поглощается и диоксид углерода (CO₂)

2NH₄OH + CO₂ = (NH₄)₂CO₃ + H₂O

Абсорбционная способность раствора увеличивается с повышением концентрации Cu⁺ , давления, уменьшением температуры. Давление процесса = 11,8 – 31,4 Мпа, t = 0 – 20 ⁰С

1 – абсорбер,

2 – насос,

3 – водяной холодильник,

4 – аммиачный холодильник,

5 – емкость,

6 – десорбер.

Регенерацию раствора производят нагреванием раствора паром до t = 80 ⁰С. Регенерированный раствор возвращается в абсорбер, а газы на переработку.

Вместе с этой лекцией читают "66 Функции искусства в обществе".

Давление к раствору метанола, этанола, этиленгликоля, глицерина увеличивает его абсорбционную способность, понижает парциальное давление.

Промывка жидким азотом – это физическая абсорбция, состоит из 3 – стадий:

1. предварительное охлаждение и сушка газов,

2. глубокое охлаждение и частичная конденсация компонентов,

3. отмывка газов от оксидов С, О, NH₃ и т.д.

Обычно это колонна тарельчатого типа. С увеличением давления расход жидкого азота уменьшается, особенно резко при давлении > 1МПа. Увеличение температуры влечет за собой увеличение расхода N.