Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 32
Текст из файла (страница 32)
1пб. Епе. Селеш., !951, ч. 43, р. 986). 0,9 0.022 0,0 97 0,9 !53 фективность (30%) была достигнута в колпачковой барботажной колонне. Перепад давления составлял всего 0.45 кПа, поэтому многоступенчатая установка, включающая ряд колпачковых колонн, может обеспечить достаточную эффективность абсорбции при разумном перепаде давления. Штраус [826) исследовал двухступенчатую прямоточно-противоточную абсорбционнуро башню с насадкой из рифленого полиэтилена; при абсорбции газов гальванического производства, содержащих ИОэ, эффективность составила 65 †7(ю Падение давления в этом случае равно 0,5 — 0,8 кПа, скорость газового потока около 11 000 — 14000 мэ/(и'ч) при начальной концентрации )ч(Оэ примерно О,! %.
Ряд исследователей изучал абсорбцэяо оксидов азота щелочными растворами: растворы едкого патра [8261, гидроксида кальция, карбоната натрия [289, 836], карбоната аммония [42, 8361, бикарбоната аммония [712, 7411, сульфита и бисульфита аммония с использованием разных типов абсорбционного оборудования.
Раствор, 3%-ный (х)аОН применяли в башне из рифленого полиэтилена, описанной выше. В этом случае эффективность очистки была несколько выше, чем при использовании воды. Однако содержащийся в воздухе оксид углерода (1Ъ) тоже взаимодействует со и!елочшо, поэтому поддержание заданной концентрации КаОН оказалось неэкономичным. !(роме того, при щелочной абсорбции образуются туманы, поэтому работы были прекрарцены. 50 445 4 ур. ь" ф ур 15 а'~ 5 Ф з йа (5г,а да45 СноРоапь гтгза,н/с Ф Рнс. Ш-ЗЗ, Схема двухступенчатого экспериментального абсорбера (а) с насадкой из рифленого листа ПВХ [421 и перепад давления на этой насадке (б).
4 — абсорбер; г — жидкостной холодильник; 5 — еикскть для жилкостн; 4 — циркулициоиниа жидкостной насос; 5 — аоадуход>ака. Растворы гидроксида кальция были исследованы в горизонтальном скруббере с ротационным диском, снабженном тремя лопастями 1289), диаметр диска 890 мм и скорость вращения 180 об./мин. Скорость газового потока 200 — 400 мз/ч, эффективность 92 — 97% при начальной концентрации ИОз около 0,5 — 1,0$.
Эффективность работы абсорбции снижалась при повышении скорости газового потока и изменении концентрации. Ацукава с сотр. 1421 исследовали абсорбцию растворами карбопата аммония в насадочной колонне диаметром 0,4 м, заполненной кольцами Рашига (25 мм) высотой 2,6 м. Эффективность абсорбции около 654)з соответствует результатам, полученным другими исследователями (табл. 111-4). Гораздо лучшие результаты (эффективность до 94,босе) были получены с насадкой из поливинилхлорндных рифленых листов.
Такие листы были установлены в двухступенчатом абсорбере с горизонтальным потоком длиной 1,9 м и высотой 5,5 м. Технологическая схема представлена на рис. П1-33. Стрейт [8361 представил данные по очистке отходящих газов цехов азотной кислоты и полупродуктов опытного и промышленного производства найлона с помощью насадочной колонны. Опытную установку (диаметром 0,3 м) загружали кольцами Рашига (25 мм), а промышленную колонну — кольцами размером 50 мм, высота слоя насадки составляла 12,6 м. В ранних работах использовали раствор бикарбоната натрия, в окончательном варианте— отработанный аммиачно-щелочной раствор (0,5$ несвязанного ИаОН, 0,454)о ИаСОз и 0,03 — 0,5врз 11Нз), охлажденный до 35 С.
Скорость газового потока была равна 56,7 мз~(мз.ч), расход жид. 154 тАВЛНиА Пы Абсорбции ИО и ФОв растворами карбоната аммонид в насадочнык колоннад и скрубберад 1421 Скорость. кг/(мв.ч) Концентрации нО+ НОь мдн-г Ков(гфицдент массобмена Кобо* вновь/(мв ч) к Па Эеи)ектианость беорбции, % Нос на НОв на входе ~ вьаоде гана жиидосие Кольца Ра(ниса 2б мм Насадка: рифленые листы ив ПВХ 2063 2680 2990 1180 2360 2960 кости — 55 ми/ч. Для предотвращения образования «хвоста» карбоната аммония на выходе установки был предусмотрен скруббер Вентури.
Эффективность работы установки составила 74 — 84$. Была исследована также возможность применения для абсорбции окислительных растворов, в основном для очистки выхлопных газов дизельных двигателей (работы проводились сотрудниками Горного Департамента США 12121). Были изучены разные сочетания растворов сульфата железа-П (10с~~ масс.), перманганата калия (15б)р) и бихромата калия (5с2(), активированного порошкообразного угля (10с~) н гидрохинона (0,5%). Абсорбция обычно была незначительной, лучшие результаты (49б)р) были получены при использовании смеси растворов сульфата железа-11 и гидрохинона при 38 — 47'С.
При применении хромовой кислоты (10с)с) с последующей добавкой раствора гидроксида натрия (1Ос()) достигнута эффективность 53()(с. Такие же неудовлетворительные значения эффективности абсорбции были получены Тайгелем при использовании растворов перманганата калия и гидроксида натрия 1850). Гораздо лучшие результаты (40 — 80оя)) были получены при использовании шечочного раствора (рН=9,5 — 12) гипохлорита натрия 14241, но никаких деталей о типе абсорбера не сообщается. Более удачными по сравнению с простыми абсорберами были установки, в которых газы пропускают через слои смоченного актнвированиого угля и затем через смоченные пластмассовые насадки. Туда же добавляли газообразный аммиак для создания щелочной среды.
Установку, производимую фирмой Керам Хеми (436'1, промывали каждую неделю для удаления раствора нитрата и пыли, оседающей на катализаторе. В производстве азотной кислоты подходящим абсорбентом является разбавленная азотная кислота, она циркулирует в колпачково(1 колонне с охлаждаемымп прорезями. Применяются также скрубберы Вентури, захватываемый потоком газа воздух способствует окислению оксида азота (ЫО) до диоксида, который далее поглощается водой: 2НО, +И~О НХО + Нноз анно, — нно,+н,о+зно На старых установках абсорбционные башни строили из гранита и заполняли битым кварцем.
Высота башни составляла 25 м. Подробное обсуждение абсорбции в производстве азотной кислоты можно найти в работе Шервуда и Пигфорда 1'768], а экспериментальные данные о степени абсорбции (ЧОх были опубликованы Деккером, Сноком и Крамерсом (2151. Каталитические процессы окисления и восстановления оксидов азота будут рассмотрены далее на с.
196. 3. АДСОРБНИОННАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВ Так как механизм адсорбции молекул газа на поверхности твердых тел очень сложен и зависит от физических и химических свойств газа и твердого тела в каждом конкретном случае, предложить общий подход к проектированию адсорбционного оборудования намного сложнее, чем для противоточной абсорбционпой установки. На практике большинство проектов основано либо на опыте, приобретенном при эксплуатации подобных установок, либо па исследованиях в полупромышленном масштабе. Тем пе менее понимание принципов адсорбции в значительной мере помогает решить вопрос, является ли этот процесс наилучшим способом удаления определенных газов, а также облегчает выбор соответству1ощих адсорбционных материалов и переход от лабораторных опытов к промышленному производству.
В процессе адсорбции молекулы газа осаждаются па поверхности твердого тела точно так же, как и при конденсации, а затем удерживаются па ней физическими силами притяжения (силы Лондона — Ван-дер-Ваальса) либо химическими силами (хемосорбция) — в зависимости от химической природы молекулы и поверхности. В некоторых системах могут существовать оба вида адсорбции или промежуточные состояния. Твердые вещества, наиболее пригодные для адсорбции, отличаются высокой пористостью, имеют хорошо развитую поверхность с большой эффективной площадью. В качестве адсорбентов применяют такие материалы, как уголь, глинозем, силикагель. Некоторые свойства поверхности, например, расположение кристаллов или присутствие на поверхности атомов кислорода со свободной электронной парой, способной создавать водородные связи, обусловлива1от хемосорбцию определенных видов молекул. Точная природа этих свойств поверхности еще недостаточно ясна, поэтому необходимы дополнительные исследования, позволяющие создать матери- 1ЗВ алы с такими поверхностными свойствами, которые были бы способны селективно адсорбировать молекулы данного типа или ряд молекул таких типов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
