Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 34
Текст из файла (страница 34)
П1-35. 160 Тетрахлорид углерода Газолин (автомобильный бензин) Бензол Метни оп Этанол Изопропанол . Этилацстат Ацетон Уксусная кислота 1Π— 20 45 — 55 50 50 50 57,5 5! 70 Рис. Ш-84. Двухслойный угольный адсорбер для рекупераиин углеводородов! / — аасорберы с актнвированныи углем; 2 — конденсатор! У вЂ” декаитср; 4 — вовдуходувна. Весьма эффективно удаление запахов с помощью активированного угля. Через тонкий слой адсорбента пропускают при высокой скорости газовый поток непрерывно в течение !2 — 18 мес и даже дольше до тех пор, пока не потребуется замена угля.
Уголь загружают в коробки или пористые складные фильтры (рис. П1-36). Скорость газового потока примерно равна скорости в аппаратах для кондиционирования воздуха, с которыми эти фильтры часто \л ф ет ~~ /,() гл еа ев $ /),р/ р,/ оУ/РРРР/7/А Я/у'Р Рис. Ш-Зб. Перепад давления в слоях сухого гранулированного угля (возДУх поступает сверху под давлением 100 кПа при 21'С) 18791: / — равмер фракции 2/4 меш (перепад давления е слое 4.7 — 9,4 мм рт. ст.)! 2 — то же, соответственно 4/6 меш (3,36 — 4,7 мм рт. ст.); 3 — то же, 6/8 меш (236 — 3.33 мм рт. ст.)! 4 то жс, (7!4 меш (1,17 — 2,36 мм рт.
ст.); 6 — то же, 6/14 меш (1,17 — 3,33 мм рт. ст.), 6 — то же, '16/24 меш (0,7 — 1,66 мм рт. ст.); 7 — то же. 12/28 меш (О,б 1,4 мм рт. ст.). 11 †11 161 Рис. 1П-36. Фильтры с гранулированным активированным углем для удаления запахов [66Р 7 — ваиориый вентиль; 2 — корвуе; 3 — фетраваа прокладка; е — активироваииый уголь: б— гильвы; б — тарелка коллектора; 7 — оиориые тарелки. объединяются.
Удовлетворительная проектная величина равна 0,03 м/с для слоя угля высотой 12 мм. Реактивация отработанного угля в этих условиях гораздо сложнее, чем в случае рекуперации растворителей. Для этой цели требуется нагреванне до 800'С, поэтому реактивация обычно производится предприятием, выпускающим фильтры, или подобной специализированной организацией.
Срок службы такого угля (в ч) может быть оценен исходя из уравнения, предложенного Тюрком 18701: ! 2 4!, ! ОгЯР/!Осчм) !1! 1. 66) где о — удерживаемая способность адсорбента; Вт — масса адсорбеита, кг; 9 — скорость потока, мв/ч; т! — эффективность адсорбции, %; с — начальная концентрация, ылн. ', М вЂ” средняя масса ! моль. Типичные значения удерживающей способности, используемые в этом уравнении, приведены в табл.
Ш-8 18701. Если принять удерживающую способность равной 0,2 и среднюю массу ! моля 100, уравнение !111.58) примет внд ! = 4,6. !Оа!Р/ас (111.67) Здесь ! — среднее время службы фильтра из активированного угля. В фильтрах для удаления запахов скорости газового потока через тонкий слой адсорбента составляют 0,13 — 0,8 м/с; в фильтрах рекуперации растворителей скорости выше.
Температура не должна превышать 52'С, поскольку при более высоких температурах адсорбция газов ухудшается. Необходимо также, чтобы относитель- ТАБЛИЦА Тдиб Удерживающая способность' активированного угля 1870) Пороговая «онцентрацня наро», млн — 1 (об.! Удержнвающая с пасоажкть, млн — 1 Вещество Масса 1 моль Лкролевв Лмвлвцетвт Л цех влмгегвд Вглервавоввя кислота Гекснв двоксяд серы Запах гниения Масляная кислота Скатал СНО СН, О С НО СН О СН ВО С НО СвНвЫ 1, — 1,7 56 130,2 44,1 102 86 64,1 88,1 131,2 0,15 0.34 0,07 0,35 0,16 0,10 0,25 0.35 0.25 7 3,0 0,00083 3,34 1О-' — 0,22 СС1 СтН С Н О СН О С ай„о СН,С! С НО СяН 5 Тстрвхлорметвв Толуол Фснол (кврболоввя кислота) Формвльдегяд Эвкалиптовое масло Хлорнстый метил Этнлацетвт Этнлмерквтов 153.8 92,1 30,0 154,2 50,5 88,1 62,1 0,45 0,29 0,30 0,03 0,20 0,05 0.19 0,23 0,29 — 1 190 иая влажность газов не превышала 50!1в, так как при более высо- кой влажности удерживающая способность несколько уменьша- ется.
Полярные адсорбенты 163 Полярными адсорбентами являются кремнезем либо оксиды металлов. Кремнийсодержащими материалами являются силикагель, фуллерова земля, диатомитовые земли, кизельгур и синтетические цеолиты. Зги материалы обладают сродством как к полярным, так и неполярпым молекулам и будут адсорбировать скорее полярные молекулы, чем иеполярные. Оксиды металлов, активированиый глинозем или боксит отлита!отся даже несколько большим сродством к полярным молекулам.
Поэтому эти материалы обычно используются для удаления из газовых потоков водяных паров. Синтетические цеолиты, называемые иногда молекулярными ситами, представляют собой алюмосиликаты натрия или кальция, активироваиные нагреванием, при котором удаляется кристаллийационная вода. Основным достоинством молекулярных сит является то, что их можно использовать для сушки газов при высоких температурах, когда силикагель и глинозем теряют свою эффективность !рис.
111-37!. Другой областью применения этих адсорбентов является селективная адсорбция таких полярных молекул, как вода, диоксид уг- Рнс. 111-ЗУ. Изобары адсорбции водяных паров на различных адсорбентах (парциональное давление паров 1О мм рт. ст.): / — глинозем; г — кремниевый еасораентс г неолит ЗА (моленуляриое снтоц лерода, аммиак и др. (рис. 111- 38), поэтому они применяются для очистки инертных и природ- П гдтгдддШНЮП~ЩОгазтгтздгтд НЫХ ГаЗОВ, ДЛЯ УДаЛЕНИЯ СО, И гдн«ЕРад1кда, д вОдЫ Из этИлена перед егО пОлнмеризацией. Установки, применяемые в этих случаях, практически всегда похожи на установку для осушки природного газа (рис. П)-39): она состоит из двух или более емкостей с осушителем. Когда один из осушителей работает, остальные находятся в стадии регенерации, осуществляемой путем продувки регенерирующего газа воздухом, нагретым паром или газами сгорания, либо непосредственно газами сгорания, проходящими через слой адсорбента при температуре около 200 С.
6 4 д гд дд дд ат 1дд рс ««па дд бг Уа Рд рсог «па а ~гр,у а уб уа Д„д,гаа Г зк бд лр б~Ь хр да ба дб трб «ддг, 1111а 47 Рис. П1-38. Поглотитсльная способность искусственных цсолитов (молекулярные сита тип 5А) прн 25'С: и — СОт: д — Нтэ; в — С,НН е — ННН д — ЗОт. 184 зб тт - 1б Ж ее л 10 тс;т Лд ет , 1й Йгд гд ь 6 Ъг ц~ 1д ф 1д 14 1г Ю р гд туд дд дд гдд р„„, «Па г летща гж Рис.
Ш-39. Схема установки дегидратвнии природного газа ~45пр 1 — цегндреторы; 2 — нагреватель регенерецнонного гене; 3 — «онненеетор регенернцнонного газа; 4 — сепаратор; 5 — «онценеетор. Адсорбция с химической реакцией ~хемосорбция) Существование адсорбирующих поверхностей, которые вступают в химические реакции с молекулами газа, превращая нх в более полезные или желательные вещества перед десорбцией, открывает область поверхностных реакций или катализа. Здесь можно привести лишь несколько примеров, имеющих особый интерес для очистки газов и охраны окружающей среды. Сероводород.
Важное место среди таких процессов занимают процессы сухого окисления для удаления сернистых соединений нз коксового газа. Химически сероводород превращается в элементарную серу, причем переносчиками кислорода являются вещества, легко реагирующие с ним при обычной температуре; наиболее важным из пих является оксид железа. С химической точки зрения процесс может быть описан в виде следующих реакций реакция с носителем 6НвБ+ Ре,О, = 2гезв + 6Н,О регенерация Я"с 6 + ЗО = 6о + лР О Активными являются только а- и у-формы оксида железа, наилучшими условиями реакции являются температура 37,8'С и щелочная среда.
Оксид железа применяют в виде мелкоднсперсного порошка, иногда смешанного с торфяной крошкой или волокнисты- ми материалами, содержащими 40Ъ воды н пористостью около 60$. В другом случае оксид железа наносят на подложку с развитой поверхностью, например на древесные стружки или измельченный шлак; необходимо строго контролировать рН среды и поддерживать ее на уровне 8 — 8,5. Шарики или оксид железа на стружках загружают в большие емкости — сухие камеры — или на полки в сушильных башнях (рис. П1-40).
Процесс проходит в две стадии; на первой стадии сероводород удаляется из газов, а на второй в происходит его окисление до оксида. В некоторых странах сера, осажденная на оксиде железа, рекуперируется сжиганием либо экстракцией растворителями (тетрахлорэтилен). В смешанном садо-железном процессе в качестве катализатора используют оксид железа в смеси с карбонатом натрия. В этих условиях сероводород окисляется до 30м которую абсорбируют водой с образованием серной кислоты. Высокотемпературные процессы удпления. Для удаления сероводорода и органических сернистых соединений из каменноугольных газов успешно применяется процесс Апплеба — Фродингэна с использованием нескольких последовательно расположенных псевдоожиженных (кипящих) слоев гранул оксида железа при 340— 360'С 1141, 680)~ (рис.
И1-41). Очищаемый каменноугольный газ содержал 14 г(м' сероводорода и примерно десятую часть от этого количества — органических сернистых соединений. Обработка газа в абсорбере с четырьмя псевдоожнженными слоями позволила удалить 99,7 — 99,9$ сероводорода (конечная концентрация 10— 20 млн — '), 70 — 807о органической серы (без тиофена) и 30 — 45~/э тиофеиа. Гранулы оксида железа регеиерировали путем обжига частично сульфидированного и восстановленного оксида в воздушной среде при 800 С, при этом получали ЬОь направляемую далее для производства серпой кислоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
