Очистка газовых выбросов на промышленном предприятии

Основным аппаратом  установки является полая равнопроточная распылительная башня 9 с объемным центробежным распылителем, приводимым во вращение электродвигателем 12.

Рис. 18 - Очистка газа от сероводорода в полой башне.

Газ на очистку поступал из газохода 3 через вентиль 2 в башню 9. Расход газа контролировался диафрагмой /. Поглотительный раствор поступал в башню из банка 4 через вентиль 6 и ротаметр 5. Температура и давление в башне контролировалось термометром 11 и манометром 10. Очищенный газ отводился через газоход 13 в смеситель 16, куда поступал также и воздух; далее газовая смесь поступала в печь 17. Отработанный раствор из башни 9 поступал в сборник 8 и насосом 7 подавался на рециркуляцию.

Поглощение  сероводорода из газов раствором  цианамида кальция с получением тиомочевины. Донецким институтом ИРЕА совместно с Днепропетровским химико-технологическим институтом проведены исследования по очистке газов от сероводорода раствором СаСN₂ с получением тиомочевины.

Абсорбция газов раствором  цианамида кальция протекает  с большой скоростью. Степень поглощения сероводорода из коксового газа в механическом абсорбере достигала 98—99%.

При этом в растворе образовывалась тиомочевина, которая отделялась от Са(Н8)г на фильтре и после кристаллизации представляла собой стандартный продукт.

Очистка газов от сероводорода с получением сульфида аммония. Водный раствор аммиака является хорошим поглотителем сероводорода. Взаимодействие NНз и Н₂S протекает по уравнениям

NН₃ + Н₂S = NH₄HS;

2 NН₃  + Н₂S = (NН₄)₂S.

Однако этот метод  до сих пор не нашел практического применения вследствие сложности и дороговизны регенерации сульфидных  соединений аммония с возвратом аммиака в процесс.

Устранение дорогостоящей  и сложной операции (регенерации  раствора с возвратом аммиака  в процесс) делает этот метод экономически рентабельным.

Указанный метод обеспечивает полную очистку газа от сероводорода с одновременным получением сульфида аммония.

Очистка коксового  газа от сероводорода и других примесей торфоаммиачным поглотителем. Основными недостатками существующих методов очистки коксового газа является многостадийность процесса, громоздкость аппаратуры, большие капитальные и эксплуатационные затраты. С целью устранения этих недостатков исследован процесс очистки коксового газа с помощью торфощелочного сорбента в непрерывно действующем аппарате с кипящим слоем. Отличительной особенностью этого метода является его непрерывность, одностадийность, компактность и попутное получение дешевых органоминеральных удобрений.

 

5 ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ СО₂

В настоящее время  в промышленной практике применяются в основном три метода очистки газа от СО₂: водная, щелочная (NаОН или Nа₂СОз) и моноэтаноламиновая.

Очистка газа водой осуществляется под давлением 12—30 атм и при этом степень очистки не превышает 80%. Метод требует больших расходов электроэнергии. Очистка газа щелочью является дорогостоящей операцией и поэтому применяется лишь для поглощения малых концентраций СО₂. Наиболее совершенной является моноэтаноламиновая очистка, которая находит все более широкое применение.

Исследовали следующие методы: поглощение СО₂ водноаммиачным раствором с одновременным полученим углеаммонийных солей; поглощение СО₂ суспензией СаSO₄ в аммиачной воде с одновременным получением сульфата аммония; поглощение СО₂ раствором гидросульфида кальция с выделением в газовую фазу сероводорода; интенсификация процесса очистки газа от СО₂ раствором моноэтаноламина в ротационных аппаратах, совместное поглощение СO₂, Н₂ и других кислых компонентов из коксового газа торфоаммиачным поглотителем в аппаратах с кипящим слоем. В первых двух случаях продукты очистки — углеаммонийные соли и сульфат аммония — являются удобрениями для сельского хозяйства. Третий метод является одной из стадий процесса синтеза тиомочевины. В последнем методе получается комбинированное органоминеральное удобрение.

Комбинирование  процесса очистки газов от СО₂ с получением углеаммонийных солей.

В настоящее время  назрела необходимость в рационализации метода очистки синтез-газа от СО₂. Сущность предлагаемого метода заключается в комбинировании процессов очистки азотоводородной смеси от СО₂ с получением углеаммонийных солей. В этом случае поглощение СO₂ из газа осуществляется водным раствором аммиака (или совместное поглощение NНз и СО₂ водой) до компрессии газа.

По этому методу около 50% аммиака, производимого в системе, связывается с углекислотой, образуя углеаммонийные соли, а оставшиеся 50% NНз используются в качестве жидкого удобрения (в виде чистого аммиака или его водного раствора). Таким образом, получается короткая схема производства связанного азота. Еще более рационально совместить процесс синтеза аммиака с очисткой газа от СО₂ и с производством мочевины. В этом случае вся продукция может быть получена в виде мочевино-углеаммонийных удобрений.

Поглощение  СО₂ водноаммиачной суспензией гипса с получением сульфата аммония. Одним из рациональных методов очистки азотоводородной смеси от СО₂ является совмещение этого процесса с конверсией СаSO₄ в сульфат аммония. Перспективность этого метода в том, что наряду с улавливанием СО₂ из газа вырабатывается ценное удобрение без затрат на него дефицитной серной кислоты.

Так как конверсия  гипса и абсорбция СО₂ в обычных условиях протекает медленно, то для интенсификации этих процессов применены горизонтальные аппараты ротационного типа, в которых обеспечивалось интенсивное перемешивание газовой и жидкой фаз. По своей конструкции эти аппараты аналогичны механическим абсорберам с большим числом оборотов.

При осуществлении этого  процесса в условиях высокотурбулентного  режима при 30—35° С и атмосферном  давлении можно осуществить практически полное поглощение СO₂ из газа.

Абсорбция СО₂ раствором гидросульфида кальция в условиях высокотурбулентного режима. В некоторых производствах (синтез тиомочевины и др.) в качестве побочного продукта (или отхода производства) получается гидросульфид кальция, который может быть использован, как эффективный поглотитель углекислого газа с одновременным выделением в газовую фазу сероводорода

Са (НS)₂ + СО₂  + Н₂О = СаСОз + 2Н₂S.

Полученный таким образом  сероводород может быть использован для получения тиомочевины, серной кислоты, элементарной серы и других ценных продуктов.

Интенсификация  абсорбции СО₂ раствором моноэтаноламина в механических абсорберах. Поглощение СО₂ из газов моноэтаноламином нашло широкое применение в технике. Этим путем осуществляется получение чистого СО₂, или очистка технологических газов от СO₂, или сочетание того и другого.

С целью интенсификации процесса абсорбции СО₂ раствором моноэтаноламина насадочные аппараты заменялись горизонтальными механическими абсорберами с большим числом оборотов.

В условиях высокотурбулентного  режима, создаваемого в механических абсорберах, скорость абсорбции CO₂ раствором моноэтаноламина резко возрастает.

Совмещение  процесса очистки азотоводородной  смеси от СО₂ с получением аммиачной селитры. Помимо непосредственного получения и применения углеаммонийных солей процесс очистки азотоводородной смеси от СО₂ может быть совмещен с получением аммиачной селитры и чистого CO₂.

Образование аммиачной  селитры протекает при взаимодействии углеаммонийных солей с азотной кислотой по уравнениям

NH₄НСО₃ + НNОз = NH₄NO₃ + Н₂О + СО₂;

(NH₄)₂ СОз + 2 HNO₃ ⁼ 2 NH₄ NO₃ + 2H₂O + СО₂.

Выделяющаяся по этой реакции углекислота может быть применена для синтеза мочевины и других технологических целей, а аммиачная селитра — в виде жидких удобрений, или в виде твердой соли после выпарки и грануляции.

Помимо указанных здесь  методов разработан способ комплексной очистки коксового газа от H₂S, СО₂ и других кислых компонентов торфощелочным поглотителем в аппаратах с кипящим слоем. Этот процесс осуществляется непрерывно и одностадийно в одном аппарате.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Ганз С.Н., Кузнецов И.Е. Очистка промышленных газов. Киев, 1967
2. Очистка промышленных газов и вопросы воздухораспределения. Сборник статей. Л.,1969
3. Очистка промышленных выбросов и утилизация отходов. Сборник научных трудов. Л.,1985