Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Ш-8. Растворимость БОз в воде и в разбавленных щелочных растворах (например, вода а р. Темзе) [6871 (пунитириые линии — различная степень оиисления растворов, температура 40'С, объемы газа приведены я нормальным условиям): т — степень оннснезня гарн 2 — то же, 76$; 3 — то же, 90уе. ры(1Н) мало растворим в воде (рис. 111-8), но хорошо растворяется в щелочных растворах. В настоящее время для очистки применяются растворы аммиака, ксилидина или диметиланилнна, предлагались и другие аминосоединения 1751. В процессе Сульфидин фирмы Лррги абсорбеитом является смесь воды с ксилиднном (1;1). Выделяемый затем десорбцией чистый оксид серы может быть использован, например, для получения серной кислоты.
Был испытан также толуидин, но без особого успеха. )ьсилидин и вода обычно не смешиваются, но при взаимодействии 50з с ксилидииом образуется некоторое количество ксилидиисульфата, растворимого в воде; когда концентрация 50з приблизится к 100 кг/мз, смесь становится гомогенной. На рис. 11!-9 представлена кривая равновесия системы 50з — ксилидин — вода, Для десорбции к смеси добавляют раствор карбоната натрия и переводят образовавшийся ксилидинсульфат в сульфат натрия, а ВОз отваривают в стрнпнииг колоние,при 95 — 100'С. Оксид серы(1Н), содержащий небольшое .количество ксилидина, отмывают водой и получактт чистый ЬОз. Для рекуперации паров ксилид~ина. из отходящих газов используют разба~влетитую серную .кислоту.
Если ~первоначальное содержание ЬОз составляло 8$, после скруббера оно оиижается до 0,05 — 0,10зтз. При низких концентрациях процесс становится незкономнчным,вследствие потерь ксилиднна. Технологическая, схема пртзведена на рис. Ш 10. 120 В процессе, разработанном Америкэн Смелтинг энд Рифайнинг Ко.
(процесс АСАРКО), 8Оз адсорбнруют диеневиланнлилом; выделяющийся при десорбции окслд серы также отличается высокой чистотой 1261!. Вначале газ пропускают через электрофильтры и удаляют твердые примеси (глава Х), а затем орошают чистым диметиланилином. Из диаграммы равновесия (см. рис. 111-9) видно, что для концентраций ЬОз более 3,5взв диметиланилин является более эффективным абсорбентом, чем смесь ксилндин — вода, при низких концентрациях смесь ксилидин — вода экономически выгоднее. Отходящие газы промывают далее раствором карбоната натрия для удаления следов БОз и диметиланилина, а затем разбавленной серной кислотой, которая абсорбирует следы днметиланилина.
Обогащенный оксидом раствор поступает в стриппинг-колонну, где отпаривается 50з. Газы поступают в скруббер для рекуперации диметиланилина, затем в сушильную башню для удаления влаги и поступают на склад для дальнейшего использования ЬОз, например, в производстве кислоты. Цех, построенный в Селби (Калифорния), мощностью 20 т/сут (50з) рекуперирует 99з/ оксида серы (117) нз отходящих газов агломервционной машины фирмы Дуайт — Ллойд, содержащих бв/з 50з. На 1 кг выделенного оксида расходуется 0,5 г диметиланилина, 16 г карбоната натрия и 18 г серной кислоты, а также 1,1 кг пара, 0,52 МДж энергии и 8,2 кг/ч охлаждающей воды (18'С).
Технологическая схема процесса приведена на рис. 111-1!. Как абсорбер, так и стриппинг-колонна были выполнены в виде колпачковых тарельчатых колонн, в каждой колонне производится несколько операций, например абсорбция содой и промывка кислотой, что снижает общую стоимость установки. 70 о ~ в ,ь ьз 7 «в ьз ь в ~с» и м г ч 7 Вп гпо гвп гОО гпо Зло ВВП Фпп спдержанип лог „при 20-25 С,кв/м~ Рис. 111-9, Изотермы абсорбции ЬОз безводным диметилаинлином (1) и смесью 1: 1 вода — нсилидин (2) [261] — основа процесса Сульфидин. 12! В алннос 2гадд ы'б ~2 6)~'а ~Ох) Рагс. Ш-!О.
Технологическая схема абсорбции оОа смесью ксилиднн — вода (про- цесс Сульфидин) [4бб): Л т — абсорбары; 6 — бак раствора каланинироваоноа соды; 4 — бак раабавлсниоа Игзп' 6 — «олодилаиикн; 6 — промывная колонна; 7 — колонна стринниига; 6 — сснаратор. * Фирма Копсолидейтед Майпинг энд Смелтипг Ко. в [)рейле применяет для абсорбции 502 раствор аммиака (процесс КОМИНКО), технологическая схема процесса приведена на рис. 1И-!2. Газы проходят двухступенчатую колонну с насадкой из деревянных дощечек.
Абсорбция производится смесью разбавлщшого раствора сульфата аммония и аммиака. Оксид серы (1Ч) выделяется из раствора сульфата аммония добавлением концентрированной (93$) серной кислоты, при этом получают 502 и ([нНв)250е Оксид серы в дальнейшем используется для производства кислоты. Процесс мокрой очистки газов, содержащих 502 в широком диапазоне концентраций (О,1 — 1,5Р)(г), применяемый для очистки топочных газов и разбавленных газов плавильных производств, разработан фирмой Лурги и известен кзк «Сульфаои~д процесс» (рис.
П1-13). Отходящие газы охлаждаются и поступают на слои активированиого угля, помещенные в цилиндрические реакторы, где проходит каталитическое окисление газа и абсорбция образующегося 50, водой. Полученная кислота вымывается из реактора и концентрируется до 65 — 70% с использованием тепла входящих газов.
Эффективность рекуперации составляет около 95то, и концентрация 502 в отходящих газах менее 750 млн †'.при начальной концентрации 1,5овр и 150 млн ' при начальной концентрации 502 в поступающих на очистку газах 0,3'[о. Удаление оксида серы (1Ч) нз топочных газов гораздо сложнее вследствие огромных количеств низкоконцентрированного очищае- мого газа, поэтому процессы мокрой очистки, описанные выше (за исключением процесса «Сульфасид») не подходят для этой цели. Обычная речная вода нс может использоваться для мокрой очистки газов, однако вода реки Темзы, имеющая щелочную реакцию, применялась для промывки топочных газов теплоэлектростанций в Баттерси и Бэнсайде. Но этот процесс ограничен, поскольку сток из скруббера увеличивает в реке концентрацию сульфата кальция. Последний способствует образованию накипи в тсплообмеиниках, а также влияет на речную флору и фауну.
Кроме того, поскольку топочные газы после скруббсра имеют низкую температуру, они ие поднимаются вверх, а оставшийся окснд серы(1уг) не рассеивается на большой площади, асоздаст сильное локальное загрязнение. В Бэнксайде газы от электростанции„работающей на жидком топливе, содержащем 8,87п серы, проходят через скруббер, где извлекается около 95ппс двуокиси серы. Технологическая схема процесса приведена на рис. 1П-14, и данные по равновесию двуокись серы — вода (р. Темза) приведены на рис.
111-8. На практике в воду добавляют меловой шлам для увеличения ее щелочности и эффективности промывки, а к отработанной воде — некоторое количество сульфата магния и воздух в качестве окислителя, поэтому в воде, сливаемой в реку, содержится сульфат, а не сульфит натрия.
Абсорбционная башня изготовлена из чугуна с футеровкой из дерева, в ней имеются решетки из кедра и тика. Аэротенки и другие части оборудования футерованы кислотоупорными материалами. Тем нс менее эксплуатация установки представляет значительные трудности [6781. Морскую воду из эстуария реки Дервент с успехом применяли для очистки отходящих газов цеха обжига цинковой обманки фир- В ауллупбхплаи Рис. Ш-13. Технологическая схема процесса Сульфаенд фирмы Лурги [293)с у — реактор; у — слои активироваииото угля; а — скруббер Веитури; 4 — брыаюуловитеаы У вЂ” антитела; б — отлелеиис обработки кислоты. Рис. 111-14. Процесс Баттерси (абсорбция 802 водой р. Темза с добавлением шелочиого шлама, 120 Мвт, 1,бс/е $ в Угле, количества даны в час) (677)1 / — абсорбер; 2 — бак окислении; З вЂ” от.- стойник; / — гаа на очистку: 56500 и"/ч (пра и, у./, содержакне 5 0.675 т, илн 1,2 г!и' при 115,6 с; // — мел: .1 т сабо; /1/ - вода: 1750 т; /Р— вода: 200(К/ т; 1'— возок 0.024 т; и — воздух: 2600 м'/ч (при н у и ш/ — шлак: 0,4 т: шп — гат посте очистки: 0,12 г/и' 5, или 0.066 т/ч прн ' 20,4 — (З,З/С.
ъъй й ~ф зх ц ъъ ч~ Жап па//гси И 125 мы Электролитик Зиик Ко. (Рисдон, Австралия). Четыре круглых башни с деревянной,/ насадкой площадью 12,! ма с 2 «64 каждая, диаметром 5 м и высотой 5 м (аналогично установке в Баттерси) обрабатывали 85000 м'/ч газа при температуре 180 — 200'С, содержащего 5(/0 50 . На экспериментальном скруббере с удельным расходом воды 2. 0 53 кг/мз была достигнута эффективность более 95 /0.
В окончательном варианте установка очищает 80000 м'/ч газа, расход воды составляет 3,25.10' кг/ч. Скрубберы снабжены электрофильтрами для улавливания тумана, что (позволяет уменьшить концентрацию ЗО2 (с 2,20 до 2 млн. ' при перепаде давления 0,1 кПа. При уменьшении удельного расхода воды эффективность очистки снижается и концентрация 502 в отходшцих газах превышает 30 мли '. Бромли и Рид 1135! проводили исследования на опытной установке мокрой очистки газов, содержащих 900 млн — ' 502, морской водой. Отношение жидкость — газ составляло около 25 кг морской воды и более на 1 кг газа, эффективность очистки на одноступенчатом оросительном абсорбере 90%. Эффективность очистки на насадочиом абсорбере (высота слоя насадки 1,52 м) составила 99г и выше. Образующийся в результате окисления растворенного оксида серы (1Ч) сульфат натрия может быть использован на установке по обессоливапию и таким образом заменить серную кислоту, добавляемую для предотвращения образования накипи.
Объем морской воды может быть уменьшен в пять раз при применении более сложного абсорбционного оборудования, например, каскадных тарельчатых абсорберов или абсорберов с кипящим слоем; рН получающегося раствора лежит между 2 и 3. Если этот раствор сбрасывают в море, его вначале необходимо нейтрализовать известью.
Процесс, подобный используемому в Баттерси, но основанный на промывке нещелочной речной водой, разработан фирмой АйсиАй — «Хоудеи Сайьлнк Лай1м Просесс» !628!. В абсорбционе(ой Рис. Н!-16. Циклический процесс Ноигбеп — 1С! с аспользоваиисм извести: (абсорбция 50з известковой пульпой) 1628, б 781 7 — абсорберг У вЂ” реакииоииаи сизость; 3— отстойник; 4 — эксгаустср; 5 — рзиметр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
