Каталитический метод очистки газов от SO2

Каталитический метод очистки газов от SO2

В основу метода положена реакция окисления сернистой кислоты в серную в водных растворах

                           2H2SO3 + O2 2H2SO4

Ускорение реакции происходит при присутствии катализаторов: ионов Fe или Mn, замедление реакции вызывают различные ограниченные соединения (фенол).

Скорость реакции окисления пропорциональна концентрации растворимого О2. С увеличение концентрации H2SO4 процесс ускорения замедляется, поэтому при очистке газов от SO2 этим методом получается 20% H2SO4.

1- батарейный циклон; 2 – электрофильтр; 3,4 – дымососы; 5 – промывная башня; 6 – барботер; 7 – брызгоуловитель; 8 – дымовая труба.

Для получения H2SO4 газы должны быть очищены от уноса, в противном случае унос, растворяясь в H2SO4 образует соли Al, Fe.

    Предусматривается трехступенчатая очистка:

Рекомендуемые материалы

1) батарейный циклон

2)Эл фильтр

3) промывные башни

Т.к. аппараты имеют большое сопротивление при пропуске газов, поэтому устраивают дымососы 1-й и 2-й ступени (3 и 4).

    Промывная башня представляет собой цилиндр, заполненный из керамических колец и орошаемых водой (мокрая очистка газов), насадки должны быть выполнены из кислотоупорных материалов, т.к. при промывке газов водой образуется сернистая кислота, постепенно окисляющаяся в  H2SO4.

Если в жидкости, орошающей газы концентрация уноса > 20%, то ее выводят из системы, кислотность должны нейтрализовать известью, а затем спускать в канализацию. Очищенные от уноса дымовые газы поступают в барбатер (скруббер), в котором происходит очистка газов от SO2 с образованием H2SO4 (ПДК = 2мг/м³ - при длительном воздействии). Газы, проходят через слой жидкости отдельными пузырьками (это достигается  пропуском газов через перфорированные свинцовые днище, поверх которого находится слой жидкости). Газы пропускаются последовательно через 2 барбатера. В него непрерывно поступает свежая вода с примесью катализатора, а из первого вытекает 20%  H2SO4. В качестве катализатора применяется марганцовая руда (киромозит) MnO2, т.к. перекись марганца обладает также способностью окислять органические соединения (которые тормозят процесс окисления H2SO3 в H2SO4) η =90%. Очищенные газы после барботеров имеют брызги кислоты, которые не должны попадать в атмосферу, поэтому газы направляются на брызгоуловители циклонного типа, в котором брызги кислоты отбрасываются к стенкам и стекают в бункер, а отделенные от брызг дымовые газы выходят в трубу и в атмосферу.  

Рекомендуем посмотреть лекцию "27 Сретение Господне".

Достоинство -  т.к. практически не затрачиваются никакие химические реагенты, кроме небольшого количества киромозита.

Недостаток – малая крепость H2SO4 (20%).

Метод очистки газов от SO2 озоно - каталитический

Достоинство – более высокая крепость H2SO4  (60%), катализатор -     

Но окисление MnO2  до   MnO3 происходит озоно-воздушной смесью, озон более активный окислитель, чем О2 , поэтому он способен окислить валентный Mn даже в сильно кислой среде. Кроме, того он разрушает каталитические яды (фенол), число окисленных молекул SO2, приходящихся на одну молекулу озона изменяются в пределах от 1 до 13. Оптимальная концентрация озона в газовой фазе 0,0030,005%  по объему, а Е =80%.