Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Н28 + Ыа2С03 —> ^НЭ + ЫаНС03 2КаК5 + Н28 + 4ЫаУ03 —> ^2У409 + 4ШОЯ + 28 Ш2У409 + 2ИаОН + Н20 + 2ДАХ(ок.) —> 4МаУ03 + 2ДАХ(вос.) 2ДАХ(вос.) + 02 —> 2ДАХ(ок) + 2Н20
Несмотря на сложные химические превращения, промышленный Стратфорд-процесс весьма прост. Концентрация Н2Б на выходе составляет около 1 млн."1 при концентрации на входе до 1%.
Рис. 18. Схема мышьяково-содового способа очистки газов от сероводорода:
1 ~ абсорбер; 2—сепаратор; 3 — сборник вспененной серы; 4 — регенератор; 5 — фильтр; б—бункер для сбора серы; 7—автоклав; 8—компрессор; 9— нагреватель; 10—насос; 11 — бак для раствора
Широкое распространение получил также мышьяково-содовый способ очистки газов от сероводорода (рис. 18). Газ, содержащий сероводород, поступает в абсорбер 1, где орошается раствором тиоарсе-ната. Реакция протекает по уравнению
№4А828502 + Н2Э —+ Иа4А82860 + Н20
Насос 10 обеспечивает циркуляцию поглотительного раствора. Очищенный газ из абсорбера отводится в трубу.
Когда рН раствора снижается до 7,8, раствор нагревают в нагревателе 9 до 40—50°С. Горячий раствор поступает в регенератор 41 в который нагнетается воздух из компрессора 8. При этом процесс протекает по уравнению
149
Na4As2S60' + V2 02 —+ Na4As2S502 + S
?mpyoy
В процессе регенерации поглотительного раствора воздух является одновременно и окислителем, и флотационным агентом. Выделяемая в процессе сера совместно с пеной и ПАВ поступает в сборник 3 и отделяется на фильтре 5. С фильтра сера поступает в бункер 6. Фильтрат из автоклава 7 возвращают в поток поглотительного раствора.
Для удаления H2S используются также оксиды железа в виде водной суспензии.
На аналогичных реакциях основаны и процессы очистки газов от органических сульфидов и тиофена путем предварительного превращения их в H2S с помощью специальных катализаторов (хромата алюминия, кобальт-молибдена, оксидов цинка и др.).
Для очистки газов от хлора чаще всего применяют щелочные растворы', например известковое молоко (рис. 19). Газы, загрязненные хлором, под действием вытяжного вентилятора 1 поступают в скруббер 2. Навстречу потоку газа сверху по насадке стекает известковое молоко. Хлор связывается известковым молоком за счет абсорбции и последующих химических превращений в растворе. Очищенные газы проходят через вентилятор и выбрасываются в атмосферу. Известковое молоко с исходной концентрацией 150 г/л подается из циркулярного бака 4 насосом 3 к оросительному устройству 5. При низкой температуре (20—30° С) протекает процесс
2Са(0Н)2 + 2С12 —> СаС12 + Са(СЮ)2 + 2Н20
При этом в растворе накапливаются хлорид и гипохлорит кальция. При 80—90°С образуется хлорат кальция:
6Са(ОН)2 + 6С12 —> 5СаС12 + Са(С103)2 + 6Н20
Рис. 19. Схема установки для очистки газов от хлора известковым молоком:
1 — вытяжной вентилятор; 2—насадоч-иый скруббер; 3— насос; V—бак; 5— оросительное устройство
В настоящее время весьма остро стоит проблема утилизации хлорида водорода. На практике HCl либо поглощают водой в скрубберах, либо утилизируют, каталитически превращая в С12: 150
HCl + 02 2 » Cl2 +• H20
ooda
BBod
газа
/л.
Перспективным направлением утилизации HCl является окислительное хлорирование метана:
СН4 + HCl + V2 02 ¦—* СН3С1 + Н20
Однако промышленное производство хлорметанов по этому методу не реализовано, так как не найден достаточно эффективный катализатор процесса.
Вредное воздействие на В атмосферу
окружающую среду оказывает фторид водорода, образующийся при производстве алюминия, суперфосфатных удобрений и при обжиге глины. Очистка газов от фтора основана на высокой растворимости F2 и HF в водных и щелочных растворах. Орошение проводят в полых и насадочных скруб-берах, в пенных абсорберах и ?&
скрубберах с псевдоожижен-ной твердой насадкой. Схема промышленной установки
„„„ л„„____,__,т„___„„л„ Рис. 20. Схема установки для очистки газов от
для очистки вентиляцион- фторида водорода:
НЫХ ГаЗОВ В ЦЄХЄ ПО ПрОИЗ- і ~ вентилятор; 2 — манометра г~ решетки; 4—ротаметр; 5 ~ ___ бак для сорбата; 6—пенный абсорбер
водству HF приведена на рис. 20. Очищаемые газы вентилятором 1 направляют
под решетку пенного абсорбера 6. Очищенные газы выводят в атмосферу.
Рассмотренные в данной главе вопросы влияния человеческой деятельности на химический состав и состояние атмосферы охватывают не все факторы отрицательного антропогенного воздействия на окружающую воздушную среду. В то же время со всей очевидностью ясно, что происходящие в атмосфере локальные и глобальные изменения чреваты не только ухудшением здоровья населения, но и представляют серьезнейшую опасность для биосферы в целом. В первую очередь это касается последствий изменения климата, неустойчивости
151
динамического состояния атмосферы, усиления дозы солнечного УФ-излучения, достигающего поверхности Землиг увеличения приземной концентрации озона, выпадения кислотных осадков, воздушного переноса огромного количества загрязняющих веществ от источников газовых выбросов на большие расстояния с последующим сухим и мокрым осаждением на поверхность растительности, почв, водоемов. Последний процесс служит одним из главных факторов ухудшения состояния почвенных и водных экосистем.
