Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
адсорберах, на полках которых последние годы внедряется циклический про-
ж.
И'
Ведут очистку в многополочных башнях находятся слои очистной массы, цесс непрерывной высокотемпературной очистки во взвешенном слое окислов железа или марганца; в очищаемый газ добавляется кислород воздуха и содержание серы в адсорбенте поддерживается на уровне 10% непрерывной его циркуляцией через адсорбер и регенератор (см. ч. I, рис. 116). В неподвижном слое очистной массы очистка производится при 25—30° С, а во взвешенном слое окислов — при 300—400° С, благодаря чему резко возрастает скорость химических реакций.
Очистка газов от H2S на синтетических цеолитах основана на физической адсорбции. Она ведется при 20—25° и 3• 105 Н/м2 в установке из нескольких башен с насадкой из адсорбента. Регенерацию поглотителя производят при 300— 350° С десорбцией H2S в токе инертного газа, или газа, содержащего SO2. В последнем случае благодаря каталитическому действию цеолита образуются пары серы, которые конденсируют.
Среди каталитических способов извлечения из газа H2S и других сернистых соединений наиболее известно окисление H2S по реакции
H2S + 0,5O2 = H2O+S+Q
Рис. 117. Схема каталитической очистки газа от сероводорода во взвешенном слое активированного }гля:
/ — циклон-пылеуловитель; 2 — реактор взвешенного слоя; 3 — бункер с питателем; 4 — сушильная камера. 5 — элеватор; 6 — реактор промывки угля (шнек); 7 — реактор экстракции серы (шнек-растворитель). 1 — газ на очистку: // — воздух с добавкой аммиака; 111 — раствор (NH4J2S^ на регенерацию; IV — раствор; (NH4)2S; V — регенерированный уголь; Vl — свежий уголь; VIl — очищенный газ; VIIl — промывные воды
блица 22
Технологические показатели способов очистки газов от H2S
га
а о
Расходные коэффициенты
на очистку 1000 м3 газа
а о
В
к
реагенты, кг
и
Метод очистки
Начальное со; пне HjS1 г мэ
с
(л
о s
О х
Степень очнстї
S
а.
cj к
(Т.
с
а.
h э"
|«
и
со С
H О e
мышьяк
S
га
h _ (Г- *
о к
о га
X Z
сода или і поташ
очистная масса
активированный уголь
Скорость газа в установке, n
Абсорбционные:
мышья ково-содовый
20—40
100—150
98-99
20
80—100
2-5
0,03-^-0,04
—
—
2-6
—
—
0,6-0,8
этаноламиновый . .
20 -40
50—100
99
, 9
500—1200
20—30
—
0,1—0,5
—
—
—
—
0,4—0,8
шелочной (карбоиат-
20- 40
1000-3000
85-95
10
250—350
_
_
—
___
0,5-0,6
_
—
0,6
Сухие сорбционные:
н'! окисножелезной
< 6—7
20—50
98—99
1,0
15-20
0,3
—
_
_
—
5-10
—
0,005—0,015
на синтетических
<-2—10
0,2
100
—
—
—
_
—
_
—
—
—
0,1—0,5
Каталитическое окисление:
(активированный угсль в неподвижном слое;.....
3-6
•0,2-1,0
99—100
2-8
70- 150
1 2
—
—
0,15
—
—
0,1
0,1—0,5
в присутствии катализатора активированного угля. Активатором этой каталитической реакции служат водяной пар и аммиак, добавляемый к очищаемому газу (около 0,2 г/м3)."Процесс ведут в полочных реакторах вытеснения без теплообмен-ных устройств (см. т. I, рис. 100). Активность катализатора падает с заполнением поверхностных пор серой, и когда масса ее достигает 70—80% от массы угля, катализатор регенерируют промывкой раствором сульфида аммония. Промывной раствор полисульфида аммония разлагают острым паром с получением жидкой серы. Однако активированный уголь со временем дезактивируется из-за отложения смолистых веществ и его приходится заменять. Температура адсорбции не должна превышать 50° С, так как процесс экзотермичен. Каталитическую очистку от H2S можно усовершенствовать, проводя окисление непрерывно во взвешенном слое активированного угля с непрерывной его регенерацией. Благодаря высокой скорости отвода тепла из взвешенного слоя начальная концентрация H2S не лимитирована. Производительность реактора взвешенного слоя в 6—8 раз выше, чем при очистке в неподвижном слое, и соответственно меньше габариты реактора, возможна полная автоматизация процесса. Схема каталитического окисления H2S во взвешенном слое активированного угля приведена на рис. 117. Некоторые технологические показатели описанных методов очистки газов от H2S приведены в табл. 22.
Сравнение показывает,- что сухие способы — сорбпионный и каталитический — обеспечивают более высокую степень очистки от H2S при меньших расходных коэффициентах.
3. ПРИМЕРНЫЙ РАСЧЕТ РЕАКТОРА ДЛЯ ГАЗООЧИСТКИ
В качестве примера расчета массообменного реактора для очистки газовых выхлопов от вредных примесей ниже рассмотрен принцип расчета пенного газопромывателя, работающего при режиме, близком к полному смешению. Реактор этого типа может служить для очистки газов от аэрозолей, газообразных и парообразных вредных примесей. В последнем случае применяют многополочные пенные аппараты. Расчет любого многополочного аппарата сводится к определению необходимой поверхности массо-обмена и требуемого числа полок. Эти величины можно рассчитать по известным значениям коэффициента массопередачи kK или к. п. д. одной полки аппарата т). Значения ka и ц определяются экспериментально для различных систем в зависимости от гидродинамических условий процесса и физико-химических характеристик системы. Некоторые критериальные уравнения, применяемые для определения кк и г), приведены в ч. I.
