Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Серу отфильтровывают, а арсенит частично окисляют до арсената кислородом воздуха и возвращают в цикл. По этой технологии очишенный газ содержит менее 1 млн-' сероводорода; кроме того, здесь отсутствуют побочные реакции, присущие процессу «Тнлокс>>. Процесс «Стретфорд» [28, 600, 601! нашел широкое применение со времени успешных экспериментов на пилотной установке в 1959 г.
Достоинством процесса является возможность исключить очень токсичные арсениты и уменьшить содержание сероводорода в широком диапазоне первоначальных концентраций (от 100 до 10000 млн-') до конечной концентрации 1 мля ' в отходящих газах. Построенные установки имели мощность 60000 мз/ч.
В процессе «Стретфорд» сероводород абсорбируется шелочным раствором (рН=8,5 — 9,5), содержащим кроме карбоната натрия эквимолекулярные количества ванадата натрий-аммоний и антрахинон-2,6 и 2,7-дисульфоната (АПА) [на первых установках применяли метаванадат вместо ванадата аммония1. Кроме того, к раствору добавляется соль Рошеля (натрий-калневая соль винной кислоты), чтобы ванадат не выпадал в осадок. Суммарные реакции можно записать в следуюшем виде: абсорбция: Нав + ХааСОа ХаНБ + ЫаНСОа получение серы: 214аН5 ! Наз-1-4ыаЧОа — а ЫаЧаОа+4ХаОН+23 рекуперация ванадата с помощью АПА: Ха Ч40, -1- 21ЧаОН -1- НаО -!. 2АОА — ы 4ыаЧОа + 2АОА (восстановлениаЯ фоРма) Перепив .
ькбфа рне рецияе Рис. 1!1-30. Процесс твлокс 1абсороция Нав тиоарссиатом натрия с последую- жим окислением образующегося комплекса ХааАааЯаО на воздухе 1Г>721: 7 — абсорбар; 2 — насос лля раствора; 3 — тсклообмакккк; 4 — иолокиа окисления; б — ссяаратор серы; б — емкость >~ля шлама ссры; 7 — ксирсрыалыи фильтр 149 окисление АПА кислородом воздуха: 2ЛОА(восст.) + Π— » 2ЛОА+ Н,О Технологическое оформление .процесса «Стретфорд» несложно: установка состоит из абсорбционной колонны с обычной насадкой, отстойника и аппаратуры для экстракции серы.
Процесс испытан при давлении свыше 50 МПа [7171, поэтому он может применяться для удаления сероводорода и гидродесульфуризации или газификации под давлением без понижения давления в трубопро.воде. Сера, получаемая по этой технологии, является продуктом относительно высокого качества. Некоторые примеси могут быть удалены при промывании водой, но для этого требуются значительные количества воды. Процессы с использованием ферроцианидных комплексов химически очень сложны. Поскольку эти процессы не нашли широкого применения, они не будут рассматриваться в этой книге. В настоящее время вновь возник интерес к процессу «Г!ерокс» (особенно в ФРГ) с целью создания крупных установок, однако принципиаль.но он ничем не отличается от других окислительных процессов, рассмотренных ранее. При,выборе метода удаления сероводорода из технологических или отходящих газов прежде всего необходимо учитывать исходную концентрацию и требуемую степень очистки, наличие других примесей, а также решить вопрос — следует ли одновременно удалять оксид углерода (!Ч).
Стоимость электроэнергии и пара, реагентов, а также капиталовложения, которые зависят от сложности установки и црнменеиия особых конструкционных материалов — все эти вопросы необходимо учитывать при выборе самого экономически,выгодного процесса. Аммиак, амины и пиридиновые основания. При коксовании угля .азот частично (50 — 80$) образует основные соединения. Так, типичное распределение таких соединений в сыром городском газе составляет (в 7») 1,1 МНм О,! — 0,25 НСК, 0,004 пиридиновых оснований, следы оксида азота (И), а также около 1»/з несвязанного азота.
Как и соединения серы (с. 144), присутствующие в газе соединения азота токсичны и коррозионно-активны, поэтому были предприняты попытки разработать процессы одновременного удаления сероводорода и аммиака с рекуперацией сульфата аммония и элементарной серы. Коль и Ризенфельд [455! подчеркивают, что некоторые из таких процессов нашли лишь ограниченное применение в промышленности.
Аммиак очень хорошо растворим в воде и в сильных кислотах, с которыми он реагирует с образованием солей аммония. Вследствие этого изотермы абсорбции не подчиняются закону Генри и для расчетов следует пользоваться экспериментальными данными, опубликованными в литературе [7681. 1ЗО Растворимость аммиака в воде быстро уменыпается с температурой, поэтому обычно используют двухстадийную систему его извлечения. На первой стадии газы охлаждают до 30 — 50 С в кожухотрубчатом теплообменнике (косвенное охлаждение) либо в оросительном холодильнике, который представляет собой насадочну1о колонну, заполненную деревянными решетками; в нее впрыскивается разбавленная аммиачная вода.
Образующаяся аммиачная вода может содержать некоторое количество смол, которые отделяются. Затем аммиачную воду охлаждают и далее направляют для охлаждения газов в аммиачном промывном аппарате. Окончательная промывка осуществляется водой. На типичном газовом заводе на каждые !000 кг кокса получают около 0,14 м' концентрированного раствора аммиака. Аммиачный промывной аппарат обычно представляет собой скруббер с насадкой из дерева, металла, керамики или волокон. Более современная установка для удаления аммиака была описана Нордом 16051 1рис.
П1-31). Она представляет собой одноступенчатый абсорбер и кристаллизатор. Газы отходят в цилиндрическую емкость с коническим дном, куда впрыскивается серная кислота. Сульфат аммония кристаллизуется в конической части емко- Газ Пислолга лп прдпнпглу 1тпс. 111-31. Установка для извлечения аммиака из коксового газа 16051: т — емкость (реакторп у — скруббер; 3 — крнствллиаатор; в - сборник; б — сопла впрыск* серной кислоты; б — поглотитель кнслпты: 7 — кислотоприсмник; в — сборник дегтя; в — штуцер слива каменноугольного дегт»; Ю вЂ” сборник кислоты; и — магистральный гааокодг ту насос рецнркулнцни кислоты.
1З! Рис. П1-32. Эффективность абсорбиии оксидов азота водой и адсорбдии ик иа сидикагелет à — барботер с Фриттироааяиой перемычкой; 3 — адсорбср с силикагелсм: Л вЂ” коляачкоаая колоияа; е — иасадочиая башня; д — оросительная баши». З рп ф $ к 25 Ъ др б)б йг йб' г.п Св~сржаиие но~ аале гга бхай, ~4о6.1 сти, в то время как газы собираются в центробежном коллекторе и поступают в ~репи~ил. Более сложные соединения азота основного характера, не совсем точно называемые пиридиновыми основаниями (пиридин, пиколин, коллидин, анилин и хинолин), удаляются из газового потока промывкой в скрубберах, аналогично удалению аммиака. Оксиды азота.
Известны шесть стабильных оксидов азота (МзО, 5)О, тчОз, 5(зОз, тчзОа и ИзОз) и один нестабильный оксид ((т(Оз). Некоторые из них, в частности 510 и КОз, образуются в процессе горения и содержатся в коксовом газе; 510, ХОз и туман азотной кислоты — при производстве азотной кислоты. Оксид азота (тчО) является крайне нежелательной примесью в коксовом газе, поскольку он образует смолы при взаимодействии с диолефинами, присутствующими в газе. Это может привести к образованию пробок и последующему взрыву. Образование оксидов азота 1чО и 5)Оз при горении сложно по своей природе и не будет обсуждаться.
Именно присутствием КОз объясняется коричневатая окраска лос-анджелосского смога. Диоксид азота образуется также при травлении металлов в гальванических цехах и в других промышленных процессах. Применяются различные процессы промывки промышленных и отходящих газов, содержащих оксиды азота в небольших концентрациях, но лишь с ограниченным успехом. Петерс 16351 изучал абсорбцию 1чОз, находящейся в равновесии с 1(зОа, водой в различных одноступенчатых абсорберах: оросительной башне, пасадочной колонне и барботере с фриттированной мембраной.
Результаты исследования приведены на рис. П1-32 и в табл. П1-3. Из этих данных видно, что в случае одноступенчатого абсорбера (50б(о) лучптие результаты были достигнуты в барботере с мембраной из стеклоткани, однако перепад давления в нем очень высок, что экономически неоправдано (5 — 8 кПа).
Гораздо меньшая эф- т52 тЛКЛИиЛ П(-З Условия удаления !т'Оэ иэ смеси воздух — )«О« при 25'С (длэ значений приведенных на рис. 71(е32) Скорость, мэ/ч эр, «пс Прммсчемке Сбору«осс««е м««- кости Среднее стенвоволонно. Напор жидности перед барботером 95 мм Высота слоя жид«ости 22 мы, скорость через отверстия 0,35 м)с Снорость паров 0,6 м(с, высота слоя насадки 120 мм. Эффективность на 1 мм высоты слоя. Скорость паров 0,6 м!с, высота башни 130 мм Скорость паров 0,6 м!с, высота колонны 300 мм, цикл 0,5 ч, эффективность рассчитывают по (51. 0,9 0„0!8 Одиостуненчатый барботер с мембраной иэ стеклотнвни Одностувенчатая колонна, колначновэя тэрельчвтан 0,277 0,0!8 !.8 0,009 Нэсвдочная колонна с кольцами Рэшига (стеклянные, 6 мм) 0,9 0,645 Оросительная башня 1, № Т58 с соплом 1 мм Абсорбер с сиэинэгепем (товэриый силн«атель № 5, см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
