Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Соединения хлора (содержащегося в каменноугольном газе) адсорбмруются щелочным глиноземом л ие десорбируются в процессе обьгчной регенерации, но могут быть удалены из адоорбента при обработке его отходящими газами при 600 С. Так, для регенерацн~и ащсорбснта на небольших установках был использован водород при 660'С, тогда как на крупных установках применялся реформированный природный газ или генераторный газ. При этом получали сероводород, СОз и воду; эта смесь может служить сырьем для установки Клауса с целью получения элементарной серы. В Центральном отделе энергетики Великобритании проводились исследования адсорбера с мипящим слоем адоорбепта,как альтернатива процесса Горного Департамента США с падающими частицами абсорбента.
Активированньсй оксид марганца. Филд и Майерс 1761 отметили, что хотя окснды .марганца являются зффектив~ными тьдсорбвнтами, их регенерация связана со значительнымн трудностями Предложенный нми процесс (рнс. П1-45) был подобен процессу Рнс. Ш-44. Технологическая схема пилотной адсорбционной установки на щелочном глиноземе (технология Горного департамента США) (76, 77): / — подпнтывающнй бункер; 2 — к выхлопной трубе; 3 — вентнляцнонное отверстие транспортного газа; 4 — абсорбер; 5 — регенератор: 5 — вентнляцнонное отверсгне транспортного газа; 7 — воздушка; 6 — печьз 2 — транспортйый гзз; / — 700-1506 м'/ч газа на очнсткуч 330'с; /1 — 170 мчч чистого газа, 60'с; /м — 525 м'/ч аторнчного воздуха (прн норм.
услз. 204,4'С; /у — добавленне ав,в «г/ч абсорбента; у — подпитка 0,055 кг/ч абсорбента; Гу — рецикл 588 кг/ч абсорбента; р// — 65 м'/ч восстановнтельного гааз состава (в 351: 76.7 Нт. 14,5 СО.?.2 СОь 0,3 Нь 1,3 Сць Рис. П1-45. Схема адсорбции 50, окснаом марганца (процесс Горного департа- мента США) 1257)1 1 — абсорбер1 2 — смеснтетыный бак; 3 — насос для пульт1ы1 4 — прессчрнльтр( 5 — грануля- тор; б — злектролнзер; 7 — бункер для каустнческой соды.
со щелочным глиноземом, но регенерация осуществлялась электролнтнческнм путем. Предложены следующие стадии процесса: реакция адсорбцнн Ипз08+ 250з+ 1/зОз — ь 2Мп504 образование взвеси сульфата марганца в воде, к которой добавляется раствор щелочн 2Мп504+ 4(ЧаОН -(- '/40з — ы МпзО, + 2(Чаз504 + 2НзО Оксид марганца возвращается в абсорбер, а раствор сульфата натрия подвергается электролизу с образованием гндрокснда натрия, используемого в процессе, н серной кислоты, которая рекуперируется. Однако для электролнтнческой рекуперацнн необходимы значительные затраты электроэнергии, что делает этот процесс экономнческн невыгодным. 173 Мицубиси Хэви Индастриз разработала несколько отличающийся процесс с использованием активированного оксида марганца— «1)ЛР-Мп» [41, 533) (рис.
111-46), где регенерация абсорбента производится при взаимодействии сульфата марганца с аммиаком в присутствии воздуха с образованием сульфата аммония. Окисление и последующую регеиерацию ведут при комнатной температуре, а активироваииый оксид Мп»0, отфильтровывают из раствора. Раствор сульфата аммония подается в кристаллизатор, где сульфат выпадает в осадок.
Если предпочтительнее рекуперировать сульфат в виде гипса, то к раствору сульфата аммония добавляют известь. В этом случае аммиак выделяют из раствора при нагревании после того, как гипс отфильтровывают на центрифуге. Используется оксид марганца плотностью 150 — 250 г7м', область рабочих температур составляет 135 — 160'С. Газ на входе содержит 1000 млн — ' 50ь на.выходе его содержание снижается более чем на 90%. Газ содержит некоторое количество нефтяных масел (0,100— 0,022 г/м'), однако это не влияет на работу абсорбера.
Состав активированного оксида Мп»О, выражается формулой МпО„УН»О, где х измеияется от 1,5 до 1,8 и У между 0,1 и 1. По заявлению Мицубиси, этот состав отличается от оксидов марганца, испытанных Бинстоком, Филдом и Майерсом, и изготовляется согласно собственпой технологии фирмы.
С тех пор процесс испытывался на установках мощностью 3000 м'/ч, в иастоящее время построеиа очистная установка для котла-утилизатора мощностью 55 МВт на электростанции в Иокашики (Компания Тсубу Электрик Пауэр). На этой установке будет очищаться 15000 м' газа в течение одного года, после чего должны быть построены более мощные установки. Активированнае угли С точки зрения абсорбпионной способности активированный уголь представляет собой наиболее многообещающий цдоорбент, что связано,с его высокой удельной поверхпостью. Исследовали применение этого адсорбвнта при сравнительно низких температурах (ниже 100'С), когда образующаяся сериая кислота может быть вымыта (процесс «Сульфасидик»). До 1957 г.
предполагали, что адсорбция ма углях при более высоких температурах — свыше 100'С вЂ” невозможна. Недавние лабораторные исследования показали, что 8О4 ад4сорбируется и провращается в серную кислоту, и процесс становится явно обратимым при температурах выше 250'С. Разработан процесс 1894а1, основанный на применении полу- кокса, который получают вакуумным пиролизом торфа, так называемый «Рейилюфт»-процесс (рис. Ш-47).
Загрязненные газы поступают 1в нижнюю секцию адсорбера при температуре около 150— 200'С, часть 80» абсорбируется углем и превращается в 50». Газы выводятся 41з адсорбера л точке, лежащей несколько выше входа, проходят через теплообменник, где охлаждаются до 110'С, и возвращаются в ~верхнюю часть адсорбера. Температура очи4цовных газов, выходящих иа адсорбера, несколько превышает 100'С. !74 О ! -ф ~~ ф Ъз сх з$ „4 а х х ! ~ о хх, х О х, 'х хЯ х к хР » х. уц ы ! 3 О. 6. х хх И х а, х! х ~ х х ххх х х х$ о о х хх 11х вс И ххх х хЛ.. а.
хВ х Ххх ~ ххах х х..х О х'с'" ох хх и ~"~ к х ю О х х Ф.'3 хх х х „хх х о х х.. д х ( ю а . о ю Ыо о хо Х х« х к Ох . о" х о,- , ох хх 'хюх х~ ох О О о х х 1„" а Ретур абсорбеита Рис. И1-47. Принципиальная схема процесса «Рейнлюфт» (размеры и количества газов н реагентов даны для тепловой электростанции мощностью 800 Мвт) (425)1 1 — адсорбер; 2 — рсгеиератор; 3 — аиброснго; 4 — геилсобменинкн; з — гааодуаки.
Огработамный уголь из нижней часпи адсорбера, иасышениый серной кислотой, поступает в отделение десорбции. Здесь его нагревают до 380 — 450'С в потоке инертного газа; в результате взаимодействия серной кислоты с углем образуются СОв валяной пар и 502 (1Π— 15%), последний может быть использован в качестве сырья для получения контактной серной кислоты. Уголь возвраша. ется в цикл после отделения мелких фракций.
На первой пилотной установке на заводе Фольксвагена и Вольфсбурге 1894а1 степень удаления 502 изменялась от 45 до 9641р по мере снижения скорости газов от 330 до 86,0 мз/(м'ч). Значительные исследования были проведены также в лаборатории Уоррен Спринг в Великобритании [6761, где при аналогичных условиях эффективность процесса превышала 90Ъ. Однако при разработке промышленной установки возникали серьезные проблемы. обусловленные с потерей угля вследствие трения и химического разрушения, коррозией и с опасностью возгорания регенерироваиного угля. 170 ТАБЛИДА И)-7 Удерживаюи)оя способность (извлечения БО» ай) торфов и коксов при адсорбции 502 из топочных газов 1229» температура, 'С Продолжк- тель|жсть Продолжн- тельжкть ВО ~ г20 ~ гав ВО ~ Ггь ~,В адсорйпкн, с адсотйцнн, с Активированнмй уголь То же (два поколения) !00 ~ 100 ~ !00 Окислительный кокс !3 60 45 1 35 5,6 30 20 !5 3,8 ~ 1О 5 1 1Π— 5 ! 10 — 5 13 Торфяной кокс (три поколения) !3 ~ ТО ~ 65 ~ 57 90 73 5,6 3,8 П р н м е ч а н н я: !.
Данные получснм ла модельной устаноаке. 2. Актнанроааннмй уголь получен на каменного угля прн Вратном окнслепнн. !2 †11 Более современная установка для очистки 34000 мз!ч газа с последующим улавливанием пыли с помощью электрофильтра была создана для котла мощностью 150 МВт на фирме СТЕ-АГ-Крафтверк Келлерман в Люнене [963). Температура отходящего газа колебалась между 95 и 125'С, а содержание $02 — от 700 до 1400 млн '. Установка работала в течение 26 педель в 1966 г., удаление газа составило 65 — 70!)!о 502, что ниже расчетного значения 75 о/В. Для улучшения характеристик процесса необходимо использовать низкосортный уголь, который намного тверже, чем полукокс, применяемый рз процессе «Рейнлкуфт», и не .столь горюч.
Драпва и Юнгген ~[229) исследовали несколько сортов активированных углей, полученных окислением 50Р!о антрацита и из окисленных коксов, получаемых коксованием антрацитов, окисленпых на воздухе. Физические свойства и абсорбционная способность по отношению к $02 таких активированных углей, а также торфяного угля были исследованы Юнгстеном. Окислепный кокс оказался очень твердым даже после неоднократного циклического использования в системе в отличие от торфяного кокса или активированного каменного угля. Окисленйгый кокс имеет также очень развитую мелкапорястую поверхность, что является функцией температуры пиролиза [4161. Такой кокс обладает гораздо большей адсорбционпой способностью по отношению к 502 при меньшем времени контакта, чем торфяной кокс (табл. 111-7). Результатом успешных лабораторных исследований окисленных коксов, полученных из предварительно окисленного каменного угля, было создание пилотной установки для экспериментального бойлера фирмы Матиас Штиннес А.
Г. в Боттропе. Юнгстен, Кноблаух и Круель [4171 сообщили об экспериментах ка адсорбере с движущимся слоам а!дсорбвнта (рис. 111-48) в про- Рис. Н1-4В. Опытная установка противо- точной адсорбционкой системы для удаления,ВОа из дымовых газов котла-утилизатора, работающего на каменном угле [адсорбент — твердый окнсленный кокс) [417[: т — адсорбер; У вЂ” трубопроаод ароныаной жндкостн; 8 — ~пареной аатаор; С вЂ” трубопроаол, дла йереноса оннсленното кокса; 8 — решетчатый сепаратор; 8 — нннлонный сепаратор; т — аодоароаод; 8 — насос; 9 — лолоднданнк ннслоты. тивотоке запыленного газа, содержащего 0 17о 50й.
Толщина слоя изменялась от 250 до 750 мм, а время контакта — от 5 до 40 ч. Эти результаты показали, что можно добиться почти полного улавливания при толщине слоя 750 мм в течение 5 ч. Такая же степень удаления 50й может быть достигнута и при меньшей толщине слоя и увеличении продолжительности контакта, что ведет к уменьшению перепада давления н расхода кокса. Показано также, что при концентрации пыли 1,5 — 1,9 г(м' и времени контакта 15 — 20 ч происходит забивание слоя, однако содержание пыли и летучей золы в очигценных газах составило 0,05 — 0,10 г(м'. Штраус [8241 предложил другой тип активированного угля, обладающего аналогичными свойствами, Такой уголь изготовляют экструзионным гранулированием пламенного угля. Последний получают нз ка~мониоугольной смолы, к которой до ее сжигания в строго контролируемых условиях добавляются активируюшне добавки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
