Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
В (подобных случаях необходимость ©чисиш обжиговых и плавильных газов является обязательной. Ограничения, принятые во многих частях Соединенных Штатов, устанавливают, что содержание SO2 в дымовых газах плавильных цехов не должно превышать 0,75% (об.), а в графстве Лос-Анджелес — не более 0,2%) [427].
Гораздо более общей является проблема удаления оксида се-pbi(IV) ив дымовых газов теплоэлектростанций. Содержание серы в .них ui а много' м'иже:
Содержание Содержание Содержание Содержание
S. % SO2 в газах* % S, % SO2 в газах, %.
Уголь . 1 0,06 Мазут . 2 0,12
Уголь . 4 0,25 Мазут . . 5 0,31
Однако общее количество SO2 очень велико. Современная ТЭЦ Мощностью 1000 МВт, сжигающая в- день 9000 т угля с 2%-ным содержанием серы, производит 360 т SO2. Во многих случаях предпринимались попытки обработать такие огромные количества дымовых газов ТЭЦ; некоторые процессы переработки находятся на грани промышленного применения.
Абсорбция двуокиси серы из отходящих газов цветной метал-лУргии успешно осуществлялась различными методами. Оксид ce-
ll»
Сульфит+сульфат, г свры на 1нг
Рис. III-8. Растворимость SO2 в воде и в разбавленных щелочных растворах (например, вода в р. Темзе) [687] (пунктирные линии—различная степень окисления растворов, температура 40 cC1 объемы газа приведены к нормальным условиям):
¦1 — степень окисления 25%; 2 — то же, 75%; 3 — то же, 90%.
рьі (IV) їм ало растворим в ,воде .(рис. III-8), но хорошо растворяется в щелочных растворах. В настоящее время для очистки применяются растворы аммиака, ксилидина или диметиланшцша, предлагались и другие аминосоединения [75]. В процессе Сульфидин фирмы Лурги абсорбентом является .смесь воды с ксшгидином (1:1). Выделяемый затем десорбцией чистый оксид серы может быть использован, например, для получения серной кислоты. Был испытан также толуидин, но без особого успеха.
Ксилидин и вода обычно не смешиваются, но при взаимодействии SO2 с ксилидином образуется некоторое количество ксилидин-сульфата, растворимого в воде; когда концентрация SO2 приблизится к 100 кг/м3, смесь становится гомогенной. На рис. III-9 представлена кривая равновесия системы SO2 — ксилидин — вода.
Для десорбции к смеси добавляют раствор карбоната натрия и переводят образовавшийся ксилидинсульфат в сульфат натрия, а
SO2 отпаривают їв стрипіпинг-молонне при 95—100°С. Оксид серы (IV), содержащий небольшое ,количество іисилидина, отмывают водой и получают чистый SO2. Для рекуперации паров кісилидиіна. ив отходящих газов используют разбавленную серную ,кислоту. Если !первоначальное содержание SO2 составляло 8%, после скруббера, оно снижается до 0,05—0Д0%. При низких концентрациях процесс становится неэкономичным ,вследствие потерь .ксилидина. Технологическая ,схема приведена на рис. III-1IO.
120
В процессе, разработанном Америкэн Смелтинг энд Рифайнинг Ко. (процесс ACAPK1O), SO2 адсорбируют диметиланилином; выделяющийся лри десорбции -оксид серы также отличается высокой чистотой [261]. Вначале газ пропускают через электрофильтры и удаляют твердые примеси (глава X), а затем орошают чистым ди-метиланилином. Из диаграммы равновесия (см. рис. Ш-9) видно, что для концентраций SO2 более 3,5% диметиланилин является более эффективным абсорбентом, чем смесь ксилидин — вода, при низких концентрациях смесь ксилидин — вода экономически выгоднее.
Отходящие газы промывают далее раствором карбоната натрия для удаления следов SO2 и диметиланилина, а затем разбавленной серной кислотой, которая абсорбирует следы диметиланилина. Обогащенный оксидом раствор поступает в стриппинг-колонну, где отпаривается SO2. Газы поступают в скруббер для рекуперации диметиланилина, затем в сушильную башню для удаления влаги и поступают на склад для дальнейшего использования SO2, например, в производстве кислоты.
Цех, построенный в Селби (Калифорния), мощностью 20 т/сут (SO2) рекуперирует 99% оксида серы (IV) из отходящих газов агломерационной машины фирмы Дуайт — Ллойд, содержащих 5% SO2. На 1 кг выделенного оксида расходуется 0,5 г диметиланилина, 16 г карбоната натрия и 18 г серной кислоты, а также 1,1 кг пара, 0,52 МДж энергии и 8,2 кг/ч охлаждающей воды (18°С). Технологическая схема процесса приведена на рис. III-11. Как абсорбер, так и стриппинг-колонна были выполнены в виде колпачковых тарельчатых колонн, в каждой колонне производится несколько операций, например абсорбция содой и промывка кислотой, что снижает общую стоимость установки.
Рис. III-9. Изотермы абсорбции SO2 безводным диметиланилином (I) и смесью I : 1 вода — ксилидин (2) [261] — основа процесса Сульфидин.
121
Рис. III-IO. Технологическая схема абсорбции SO2 смесью ксилидин — вода (процесс Сульфидин) [455]:
It 2 — абсорберы; 3 — бак раствора кальцинированной соды; 4 — бак разбавленной HjSOa;
5 — холодильники; 6 — промывная колонна; 7 — колонна стригтиига; 8 — сепаратор.
Фирма Кшсолидейтед Майяимг звд Смелтинг Ко. їв Трейле применяет для абсорбции SO2 раствор аммиака (процесс КОМИНКО), технологическая схема процесса приведена на рис. ІІІ-12.
