Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 27
Текст из файла (страница 27)
В процессе абсорбции окснды серы в газовом потоке реагируют с карбонатом с образованием сульфита и сульфата металла (М) ЗС1,+М,СО. — » М,ЗОз+СОз ЯОз + МаСОа н МаЗО + СОз Константы равновесия реакций равны соответственно 320 и 1Оп прп 425'С. Таким образом, 40о/е карбоната вступает в реакцию до того, как парциальпое давление 502 в равновесии с расплавом достигает 200 млн '. Скорости реакций очень велики, поэтому абсорбция 72 гр 77 М Иигкиаах гггх !8 М Л 78 Рис. И1-! з.
Схема процесса сРед Мад» фирмы Мицубиси с использованием отработанного боксита: а — компоновка пилотной установки; б — тетнологическаи схема !не!грергавные линна — движение абсорбентап 1, 25 — концснтраторьц 2 — ~руба; 5, !7 — баки кгидкости; е, и — скрувбера с поперечным устройством «одов! 5 — питательный бак; 5 — колонна с попон~новак набивкой; 7, 28 — скруббера Нептури; 8 — запасной короб; 2.
!5 — хоходильники газа; !П оаиель с кип; ы, и — воздуходувки; !2 — склад; !8 — труба ллн дымовых газов: !с, !в. аг, 27, 78 — жидкостнь!е циркулнцнонные насосы; 15 — испаритель; И вЂ” бак дли фидьтрата; 22 газовый скруббер; 25 — приемные баки; 22 — баллон с аммиаком. !зг определяется скоростью массопереноса оксида серы. В оросительном скрубберс при скорости газа 7,5 м/с эффективность удаления составляет 95%. Реакции, проходящие в скруббере, экзотермичны, и это частично компенсирует потерю тепла в скруббере. На стадии восстановления используют газогенераторный газ поеле риформинга (75$, Нп 2174 СОз) при температуре 600'С.
В этих условиях реакции восстановления предшествует реакция днспропорпионирования сульфита, т, е. диспропорциопированис; 4Л1~50з — -~ ЗЯ~504+ Мф восстановление: М,5О,+4Ы, — М.,5+ЩО Л\ц504 + 4СΠ— ~ ЛЧ5 + 4СОз Реакции восстановления протскгпот медленно, периодический процесс длится от 40 до 60 мин. В настоящее время исследуется более быстрый противоточный процесс.
На стадии регенерации сульфиды реагируют со смесью СОз и воды при 425'С: М$5 + СО~ + Нхо э МяС03 + ! 1$5 Эта реакция протекает быстро. Полученный расплав возвращают в скруббер. Газ, выходящий из реактора регенерации, содержит 3046 НгЬ и по 3574 оксида углерода (П) и воды и может направляться па установку Клауса для получения серы. Из очищаемого газа необходимо удалить летучую золу, поскольку она растворяется в расплаве и превращает его в пастообразную массу, которую невозможно перекачивать.
В качестве конструкционных материалов для частей установки, работающих при температурах ниже 485'С, можно использовать нержавеющую сталь; сплавы па основе никеля или кобальта предпочтительнее для тех частей, где рабочие температуры выше (до 670'С). Процесс мокрой очистки газов, детали которого еще недостаточно ясны, испытывался фирмой Велман — Лорд на тепловой электростанции в Гэнноке фирмы Тампа Электрик Ко. [32). Сообщается, что при очистке удаляется 90$> 502 и 50, и летучая зола, оставшаяся после элсктрофильтров. После дальнейшей переработки чистый окс~д серы (1Ъ") отгонястся в стриппинг-колонне и может быть использован для производства серной кислоты или рекуперации серы.
При осуществлении абсорбционной очистки 502 возникают две проблемы. Первая нз них заключается в том, что объем очищаемых газов очень велик. Так, теплоэлектростапция мощностью 800 МВт производит 2,5 млн, м'"/ч газов, которые необходимо очищать. Вторая заключается в том, что газы и жидкости отличаются высокой коррозиошюй активностью. Первые абсорбциониые башни, построенные в Баттерси и других местах, были очень болыними, их футсровали свинцом и загружа. 432 гн> дерев>шной насадкой.
В последнее время много работ посвящено разработке типов насадок и абсорбцнонных колонн. Климичск, Скрпванск и Беттельхсйм 1'4481 испытали специальную проволочную насадку для абсорбции газов растворами аммонийных солей. 11овая насадка обладала лучпшми характеристиками, чем обычная насадка пз колец Рзшига. Высота единицы переноса для этой насадки составляла две трети высоты для колец Рап>нга, кроме того, поверхностная скорость для этой насадки в пять раз больп>е скорости для обычных насадок. Ее стоимость составляет 30>)в стоимости обычных насадок.
Каскадная абсорбцнонная колонна турбулентного контакта была использована для работы с растворами карбопатов натрия и кальция 16531,. В абсорбере применяется насадка, не допускающая захлебывания; она представляет собой сферы низкой насыпной плотности, размещенные между ограничивающими решетками достаточно далеко друг от др)та, что позволяет им двигаться турбулентно и беспорядочно. На такой насадке достигается высокая степень абсорбции прн болыпих скоростях жидкости и газа и небольшом перепаде давления.
Г1рименяемое оборудование не забивается н поэтому может быть использовано для очистки запыленных газов или даже в тех случаях, когда в процессе реакции образуются твердые продукты. Исследования, проведенные на опытном чстырехступенчатом абсорбере, показали, что эффективность удаления оксида серы (1Ъ') составила 88 — 96в для карбопата натрия и 78 — 87в)> для карбоната кальция. Мицубиси Хэви Индастриз разработала противоточпый скруббер (562), представляющий собой набор горизонтальных Ч-образ- 4>ых желобов, плотно соединенных в вертикальные ряды, так что газ вынужден проходить через слой жидкости. Эффективность абсорбции 50з (содержание в газе 0,11 — 0,24$) раствором сульфнта натрия составляла 90 — 95в)в при перепаде давления около 0,7— 1,4 кПа.
Это немного ниже, чем для скруббера Вептурн той же производительности, по больше, чем для обычной решетчатой насадки. Выло найдено, что формиат калия тоже может применяться как абсорбент в виде расплава при 177'С или в виде водного раствора прн 93'С 19561; средняя эффективность абсорбции оксида серы (1>>) при его первоначальном содержании 0,39>)в составляет 88в>1>. Последовательность реакций, протекающих в процессе очистки: абсорбция (в водном растворе) 2КСООН+ звОа — з КазаОз+ 2СОз+ НзО (з) регенерация 4КСООН+ Каз>Оз ~" 2КаСОз+ 2КНЬ+2СОз+ НзО (б) 2К!Б+ СОа ~ К>СО>+ 2Наз (в) КзСОз + 2СО + Н О вЂ” ~ 2КООСН + СОз (г) Если бы применяли расплав соли, в уравнениях (б) и (в) вместо К1-15 образовался бы К>5.
а)бразовацле КН5 объясняется, высокой 133 константой ионизации. Общая реакция, из которой исключены возвращаемые в цикл карбонат и формиат, может быть написана в виде 50~ + ЗСО + Н~Π— ю- Н З + 3СОх Сероводород поступает в установку Клауса и рекуперируется в виде серы. К скрубберу пе предъявляются никакие необычные или специальные требования; предполагают, что для серийного оборудования перепад давления составит 1,8 кПа. Отработанный раствор, содержащий 20 — 259о КтЬгОз !5 — 20Ъ воды и 55 — 65% КСООН, из скруббера передают в отделение регенерации.
Регенерация протекает в три стадии: реакция восстановления !уравнение (б)1, которая протекает быстро (и экзотермично) при 280'С и давлении 3,5 МПа; стадия стриппипга, где отпариваются Нз5 и СОа и стадия синтеза муравьинокислого калия. Восстановление протекает быстро и через 15 мин достигается конверсия 96%.
В настоящее время технология всех стадий разработана в лабораторном масштабе и для периодического процесса; предполагается построить опытную установку в исследовательской лаборатории фирмы Консолидейтед Коул Ко. около Питсбурта (шт. Пенсильвания). Преимуществом предложенной системы является тот факт, что нет необходимости в повторном нагревании отходящих.
газов и организации склада для образующихся веществ, кроме летучей золы. Кроме того, на всех стадиях процесса можно использовать стандартное оборудование. Фтор н фтористые соединения (НР, ЯР4). Газообразный фтористый водород (НР), четырехфтористыи кремний (ЯРх), а также кремпефтористоводородная кислота (НтЯР6) выбрасываются с отходящая~ми газами производства суперфосфатов (после обработки фосфатной руды серной кислотой в камерах-экстракторах), при выплавке алюминия (где в качестве флюса, используется плавиковый шпат СаРр); в электролитическом производстве алюминия (где окись алюминия, или глинозем Л!зОа расплавляется в криолите Иаай1Ра при 900 — 1000'С и затем подвергается электролизу) и,в печах обжига мстафосфата кальция.
Подробный обзор, посвященный, выбросам фторидов, был опубликован Семром !75! !. Как было показано в главе 1, лрисутствие в воздухе фторндов даже в малых концентрациях (около !О-' млп.-') может представлять опасность для растений, а при несколько более высоких кон. центрациях они могут привести к хроническому отравлению крупного рогатого скота и овец, поэтому выброс фтористых соединений должен строго контролироваться.
Однако благодаря хорошей растворимости фторидов в воде (рис. 111-20) промывка газов водой практически всегда достаточна для снижения концентрации фторидов до допустимого предела, Противоточные оросительные башни, ~Уб ЗР 4чт лр НаНигилгдаци и Лхбсгб, 25бнасп7 б Ц Дбб аеРД5 и б тр уу др гд ис ЛбМЦЕНЛУтддин Н~, ут ГДЛГГЧ Рис. 1П-20, Диаграммы равновесии водных растворов фторнстоводородной и кремнефтористоводородной кислот [938]: о — парпиапьное даваеиие нр иад растворами фтористоводородиоа нисиоть~ 1пз81; б — парпиальиае давление 5!Гт иад растворами нремнеФтористоволоролиое нисаотм: т — при 25'С; т — при еп с; з — при ап с; е — при тб'с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
