Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Это достигается введением различных модификаций в схему. Так, например, первичную абсорбцию проводят в теплообменнике методом расщепляюп1егося потока, когда только часть раствора подвергается стрнппннгу. Это приводит к уменьшению количества пара, проходящего через стриппннг-колонну (рис. ! П-25, б) . Каменноугольный газ, получаемый в вертикальных ретортах с целью производства газа либо в горизонтальных ретортах, используемых для производства металлургического кокса, содержит гораздо больше примесей, чем природный илн нефтеперегонный газ 16551: Принеси Содержание, Кроме того, газы содержат около 1$ аммиака и 1,5 — 2о/о оксида углерода (!Ч). Присутствие аммиака заставляет предполагать, что пря абсорбции образуется щелочной раствор.
Абсорбция аммиака определяется газовой фазой н протекает очень быстро, абсорбция сероводорода в водных растворах аммиака тоже определяется газовой фазой, хотя проходит не так быстро, как абсорбция аммиака, тогда как абсорбция СО» в воде нли слабощелочных растворах определяется жидкой фазой. Эти особенности и определяют процесс селективной абсорбции двух основных примесей аммиака и сероводорода, а также таких примесей, как карбонилсульфид и цианистый водород.
Однако с помощью селективной абсорбции можно удалить лишь около 90о1о сеРоводоРода, поэтомУ необходима втоРаЯ стадия конечной очистки. Возможно, ее следует сочетать с адсорбцнонной очисткой на сухом оксиде железа (П). !44 1(зО ,даааалкава йгслае 1гноы04 Вйоъс гала Рис.
1!1с26. Технологическая схема процесса сслективного извлечения НВ5 и аммиака без рециклв раствора (сплошные линии) и с частичным рециклом рлс- твори (пунктирные линии) н рекупервцией сульфата аммония 1456)г т — газовый колоцильиик; у — колонна салактивиой аботрбции нгзг у — ннаскруббар", астрипиииг-колоииа кислык газов;  — колоииа листилляции Мнз: б — сатуратор; 7 — тепло- обиеииик раствора;  — золокильиик раствора. В обычных условиях абсорбцией полученным раствором аммиака удаляют не более 30 — 50% НуБ, поэтому необходимо направить на стриппинг часть кислого газа и возвратить а рецнкл водный аммиак. Процессы селективного извлечения сероводорода и аммиака представлены на рис.
П1-26. Конечным продуктом являются сульфат аммония и газообразный сероводород, который может быть конвертирован в серную кислоту для получения сульфата аммония нли в элементарную серу. Существует несколько вариантов этого процесса. Например, можно, используя концентрированные растворы аммиака, абсорбировать сероводород на первой стадии н затем подать аммиак ко второму абсорберу (процесс Коллина). Кислый газ затем отпаривается от концентрированного аммиачного раствора (рис. П1-27).
Детали процесса описаны в работе (455). В ряде процессов, разработанных фирмой Копперз Ко. Инк. для абсорбции сероводорода используют 3 — 3,5$-ный водный раствор карбопата натрия. Эти процессы основаны на реакции: НвзСОз + Нз5 = гьвНСОз + КнН5 В первом из таких процессов — «Снбард» для отпаривания сероводорода используют воздух. При этом сероводород не рекуперируется, и некоторое количество сульфида натрия окисляется до тиосульфата.
Это приводит к понижению концентрации абсорбирующей жидкости, поэтому ее следует время от времени заменять свежей. !Π†!!44 на удаление Рнс. П1-27. Процесс Коллина (селектнвнйн абсорбция Нв5 с полным рециклом жидкости) [4Щ т — нолонна селективной абсорбпнн Н,Э; 2 — пролувочный тана: 3 — сборннн: Š— холопнль- ннн; а — теплаобненннн раствора; б — стрнннннг-колонна кислых газов.
Более современяой разработкой таких процессов является процесс «Вакуум Карбонат», где стриппинг сероводорода проводят при пониженном давлении (15,6 кПа). Это снижает расход пара, необходимого для стриппвнга (так как уменьшается масса абсорбента, необходимого для удаления сероводорода), значительно уменьшаются теплоэатраты (|поскольку срриапиййг проводят почти при той же температуре, что н абсорбцию), а также поаволяег использовать пар низкого давления на стадии реактивации.
Технологическая схема такого процесса представлена на рис. 1П-28. Альтернативным вариантом процесса «Джирботол» является процесс, разработанный фирмой Шелл, в котором вместо этаноламинов в качестве абсорбента применяется фосфат калия (К,РОе) КвРОе+ Нвн = КвНРОа -1- КНЗ К преимуществам процесса относится устойчивость фосфата по сравнению с этаноламинами, селективность процесса по отношению к сероводороду в присутствии ЬОй, а также возможность применения для стриппинга сероводорода острого пара, хотя при этом обший расход пара несколько возрастает. В процессе «Алкасид», широко распространенном в Германии до !939 г., использовали неорганическую щелочь в сочетании со слабой нелетучей органической кислотой.
В зависимости от области применения использовали три раствора — М, 01к и Я. Раствор М, содержащий натриевую соль аланияа, применяется для удаления сероводорода, СОй или для обоих; (л))с, содержащий калиевую соль диметиглицерина, используется для удаления сероводорода в присутствии СОт, тогда как раствор Ь, содержащий фенолят натрия, может применяться в тех случаях, когда газы содержат цианистый водород, аммиак, сероводород, меркаптаны и смолу. Два первых реагента — М и 111)с — очень коррозионо-активны; в то же время фирма Коппорз Кори., разработавшая подобный процесс на основе фенолята натрия, столкнулась со значительными эксплуатационными затруднениями.
Вода тоже может быть использована для абсорбции сероводорода, однако степень абсорбции такова, что размеры установки, необходимой для эффективной абсорбции, будут настолько велики, что этот процесс станет неэкономнчным. В вышеописанных процессах в результате регенерации абсорбирующего раствора появляется свободный сероводород, который можно окислить с получением элементарной серы. Этот процесс особенно важен в случае очистки коксового газа, когда для осаждения сульфита аммония необходима серная кислота.
Эту кислоту обычно привозят с другого предприятия. В наиболее значительных процессах этой группы в качестве окислителя используют кислород воздуха в присутствии таких катализаторов, как оксид железа (11) (процессы «Феррокс», «Глууд и Манчестер»), сульфат никеля (процесс «Никель»), тиоарсеиат натрия (процесс «Тиолокс»), цианид железа (процессы «Фишера» и «Стаатстинеи — Отто») или органический катализатор окисле- ения (процесс ссПерокс»). Разработан ряд процессов на основе оксида железа «Феррокс» (фирма Копперс Ко., США), «Глууд» (фирма Манчестер Корп.), «Газ Департмент» (Англия). Все они принципиально одинаковы, во Юцтдрт и ниелые с зы Рнс. 1Н-28.
Процесс «Сиборд» (ракуцерация ПвЗ абсорбцией разбавленным рас- твором карбоната натрия и регенерация воздухом) (4551: I — абсорбер (у — вана абсорбции; ут — секция отбивки)с у — активатор.. 3 — вентиляциои- иыа танк; 4 — вовлукокувка; б — осцогрсв возцука. 10* Рис. 10-28. Процесс ГлуУд (абсорбция НаБ разбавленным раствором карбоната аммония с последукуиуиьг окислением до алсментарной серы в присутствии оксида железа как катализатора) [4551: т — абсораер; 2 — колонна оиисленнн; 3 — сепаратор; Š— емкость Ллн серы; б — нромыеоинаи емкость; б — центрифуга. всех используется раствор карбоната натрия или Зтс-ного карбоната аммония для абсорбции сероводорода.
В растворе присутствует примерно О,бс)о оксида железа [П), которое служит катализатором окисления сероводорода на стадии регенерации. Регенерация проходит (процесс «Феррокс») в очень неглубоком резервуаре, где через раствор барботируют мелкие пузырьки воздуха. В процессах «Глууд» и «Манчестер» используют очень высокие [20 †-30 м) аэрационные башни. Сора в момант образования ирнлуупаст к поднимаюшимся пузырька~м воздуха, ее извлекают в.виде пены: Существенное [зазличие между процессами «Феррокс», «Глууд» и «Манчестер» состоит в том, что в первых двух происходит одностадийный контакт, в то время как в процессе «Манчестер» используется многократное промывание газа свежим раствором в нескольких отдельных отстойниках для обеспечения полноты реакции.
Вместе с серой в пене собирается значительное количество оксида железа, что приводит к потере реагента и значительно ухудшает качество продукта. Технологическая схема процесса «Глууд» приведена на рис. П1-29. В процессе «Тилокс» в качестве и абсорбента, и регенерирующего раствора применяется тиоарсенат натрия.
Выход серы в атом случае больше, а потери реагента меньше, чем в случае применения ГеО. Процесс описывается следующими реакциями абсорбция: НаЗ+ ЕабдбазаОа = ХаЛза8,0+ НкО регенерация: 2тткаАзезаО+ 0 = 2Ннбдз ЗаО .+ 28 Требования к технологическому оборудованию таковы же, как и для процессов с оксидом железа (рис. П1-30). В современном процессе «Джаммарко — Ветрокок» 12691 для очистки газа тоже применяют раствор, содержащий комплексное соединение мышьяка; сероводород реагирует с арсенитом, причем образуется тиоарсенпт, который, затем вступает в реакцию с моно- 148 тиоарсенатом. При подкислении раствора оксидом углерода (ГЧ) под давлением это соединение разлагается на элементарную серу и арсенит.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
