Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Аммиак, амины и пиридиновые основания. При коксовании угля азот частично (50—80%) образует основные соединения. Так, ти-, пичное распределение таких соединений в сыром городском газе •составляет (в %) 1,1 NH3, 0,1—0,25 HCN, 0,004 пиридиновых оснований, следы оксида азота (II), а также около 1% несвязанного азота. Как и соединения серы (с. 144), присутствующие в газе соединения азота токсичны и коррозионно-активны, поэтому были предприняты попытки разработать процессы одновременного удаления сероводорода и аммиака с рекуперацией сульфата аммония и элементарной серы. Коль и Ризенфельд [455] подчеркивают, что некоторые из таких процессов нашли лишь ограниченное применение в промышленности.
Аммиак очень хорошо растворим в воде и в сильных кислотах, с которыми он реагирует с образованием солей аммония. Вследствие этого изотермы абсорбции не подчиняются закону Генри и для расчетов следует пользоваться экспериментальными данными, опубликованными в литературе [768].
150
Растворимость аммиака в воде быстро уменьшается с температурой, поэтому обычно используют двухстадийную систему его извлечения. На первой стадии газы охлаждают до 30—50°С в кожухотрубчатом теплообменнике (косвенное охлаждение) либо в оросительном холодильнике, который представляет собой насадочнук> колонну, заполненную деревянными решетками; в нее впрыскивается разбавленная аммиачная вода.
Образующаяся аммиачная вода может содержать некоторое количество смол, которые отделяются. Затем аммиачную воду охлаждают и далее направляют для охлаждения газов в аммиачном промывном аппарате. Окончательная промывка осуществляется водой. На типичном газовом заводе на каждые 1000 кг кокса получают около 0,14 м3 концентрированного раствора аммиака.
Аммиачный промывной аппарат обычно представляет собой скруббер с насадкой из дерева, металла, керамики или волокон.
Более современная установка для удаления аммиака была описана Нордом [605] (рис. 111-31). Она представляет собой одноступенчатый абсорбер и кристаллизатор. Газы отходят в цилиндрическую емкость с коническим дном, куда впрыскивается серная кислота. Сульфат аммония кристаллизуется в конической части емко-
Рис. III-31. Установка для извлечения аммиака из коксового газа [6051:
1 — емкость (реактор); 2 — скруббер; 3 — кристаллизатор; 4 — сборник; 5 — сопла впрыска серной кислоты; 5 — поглотитель кислоты; 7 — кислотоприемник; 8 — сборник дегтя; 9 — шту-^eP слива каменноугольного дегтя; /0 —сборник кислоты; //— магистральный газоход; 12 —
насос рециркуляции кислоты.
151
Рнс. III-32. Эффективность абсорбции оксидов азота водой и адсорбции их на силикагеле:
/ — барботер с фриттированной перемычкой; 2 — адсорбер с силикагелем; 3 — колпачковая колонна; 4 — иасадочная башня;
5 — оросительная башня.
0,4 0,6 ItZ 1,6 Z3O
Содержание NOz +NzO4 набхове'уоШ
сти, в то время как газы собираются в центробежном коллекторе и поступают в рецикл.
Более сложные соединения азота основного характера, не совсем точно называемые пиридиновыми основаниями (пиридин, пи-колин, коллидин, анилин и хинолин), удаляются из газового потока промывкой в скрубберах, аналогично удалению аммиака.
Оксиды азота. Известны шесть стабильных оксидов азота (N2O, NO, NO2, N2O3, N2O4 и N2O5) и один нестабильный оксид (NO3). Некоторые из них, в частности NO и NO2, образуются в процессе горения и содержатся в коксовом газе; NO, NO2 .и туман азотной кислоты — при производстве азотной кислоты. Оксид азота (NO) является крайне нежелательной примесью в коксовом газе, поскольку он образует смолы при взаимодействии с диолефинами, присутствующими в газе. Это может привести к образованию пробок и последующему взрыву.
Образование оксидов азота NO и NO2 при горении сложно по своей природе и не будет обсуждаться. Именно присутствием N02 объясняется коричневатая окраска лос-анджелосского смога.
Диоксид азота образуется также при травлении металлов в гальванических цехах и в других промышленных процессах. Применяются различные процессы промывки промышленных и отходящих газов, содержащих оксиды азота в небольших концентрациях, но лишь с ограниченным успехом.
Петерс [635]' изучал абсорбцию NO2, находящейся в равновесии с N2O4, водой в различных одноступенчатых абсорберах: оросительной башне, насадочной колонне и барботере с фриттированной мембраной. Результаты исследования приведены на рис. 111-32 и в табл. ІІІ-3.
Из этих данных видно, что в случае одноступенчатого абсорбера (50%) лучшие результаты .были достигнуты в барботере с мембраной из стеклоткани, однако перепад давления в нем очень высок, что экономически неоправдано (5—8 кПа). Гораздо меньшая эф-
152
ТАБЛИЦА 111-3
Условия удаления NO2 из смеси воздух — NOi при 25 °С (для значений, приведенных на рис. 111-32)
Скорость, м3/ч
Оборудование газа жид- кости Ар, кПа Примечание
Одноступенчатый барботер с мембраной из стеклоткани 0,9 0,018 5,84 Среднее стекловолокно. Напор жидкости перед барботером 95 мм
Одноступенчатая колонна, колпачковая тарельчатая 1,8 0,018 0,277 Высота слоя жидкости 22 мм, скорость через отверстия 0,35 м/с
