Учебники Онлайн


410 Очистка газов от диоксида серы

Диоксид серы, или сернистый ангидрид, образуется при сгорании серы, сероводорода, а также при нагревании различных сульфитов в потоке воздуха или кислорода. При обычных условиях 802 является бесцветным газом с резким запахом горючей серы. Он почти в 2,3 раза тяжелее воздуха, горит и не поддерживает горенияня.

Диоксид серы в атмосфере способен окисляться до триоксида, который во влажном воздухе может превращаться в серную кислоту. Этой реакции способствует солнечный свет, различные катализаторы, а также озон. Даже за очень малых концентраций диоксида серы в атмосфере может находиться небольшое количество паров или аэрозолей серной кислоты, усиливающие загрязненийня.

Диоксид серы вредно действует на здоровье людей. Это было точно установлено при обследовании рабочих и их семей, проживающих в зоне загрязнения у металлургических предприятий г. Днепродзержинска а. Общее количество жалоб и частота заболеваний жителей этой зоны оказались вдвое выше, чем у жителей относительно чистого района. У жителей этого района установлено пониженное содержание гемоглобина и наличие диоксида серы в крови. Особенно опасно воздействие 802 на животныхварин.

Выявлено также связь между интенсивностью коррозии металлических конструкций и концентрацией в атмосфере диоксида серы в странах. СНГ установлены следующие предельно допустимые концентрации диоксида серы: в рабо очий зоне - 10 мг/м3, максимальная разовая - 0,03 мг/м3; среднесуточная - 0,005 мг / м3.

Выбросы отдельных отраслей промышленности. В02 в атмосферу разные: тепловые электростанции - 50,3%, автотранспорт - 20, цветная металлургия - 18,4, черная металлургия - 7,4, нефтеперерабатывающая промышленность - 2,3 3, химическая промышленность - 1,2, строительная индустрия - 0,4.

Для устранения. В02 в выхлопных газах введен ряд методов, среди которых чаще всего применяют аммиачный (варианты: аммиачно-сернокислый и аммиачно-автоклавный), известняковый, магнезитовые, марганцевый и адсорбционные.

Аммиачные методы очистки газов от 802 сводятся к реакции с водным раствором сульфита аммония:

Согласно дальнейшей методики распада бисульфита рассматривают две модификации метода: аммиачно-сернокислый и аммиачно-автоклавный

Аммиачно-сернокислый вариант заключается в том, что сульфит аммония обрабатывают серной кислотой

Половину выделенного 802 направляют на производство серной кислоты, которая непосредственно используется в процессе, а вторая половина может применяться как товарный продукт:. Э02 или. Н2804. Технологическая схема очистки газов от 802 за аммиачно-сернокислотного вариантом приведена на рис 42.20.

Очистительная установка работает следующим образом. Газ, содержащий в среднем 0,2%. В02, очищают в распылительной абсорбере и, что орошается раствором сульфита аммония. Абсорбер состоит из трех секций: верхней й - распиливаемой, средней - абсорбционной и нижней - сепарационной. Очищенный газ проходит через бризковловлювачи 2 и электрофильтры 3, после чего выбрасывается в атмосферу. В сборник 9 поступает суль. Фитна-бисульфитний раствор, конденсат из электрофильтров 3 и свежий раствор аммиачной воды из емкости 11,. Стабилизированный по концентрации раствор возвращается на орошение. Периодически, когда концентрация су льфитно-бисульфитних соединений в поглощающем растворе становитовить

Схема установки для сірчанокислотного очищення газу

Рис 420. Схема установки для сернокислотного очистки газа: 1 - абсорбер, 2 - бризковловлювачи 3 - электрофильтр 4 - колонна разложения б, 7 - насосы, 6, 8-10 - соответственно сборники сульфита аммония, насыщенного раствора, поглощающего раствора и аммиачной вод ди, 11 - емкость для приготовления аммиачной воды 500-600 г / л, через. Сборник 8 насосом 7 раствор подают в колонну орошения 4. Сюда также поступает 94% серная кислота. Реакция разложения бисульфита амо нию происходит при температуре 70 °. С. С верхней колонны отводят концентрированный S02, снизу - раствор сульфата аммония. В емкости 6 раствор нейтрализуют до слабо щелочной или нейтральной реакции аммиачной водой, а затем насосом 5 подают на склад готовой продукциикції.

При аммиачно-автоклавного методе абсорбцию диоксида серы также проводят раствором сульфит-бисульфита аммония. Но в этом случае раствор разлагается в автоклаве при температуре 150-160 °. С и давлении 0,5-0, 6. МПа с получением элементной серы и сульфита аммония. При этом происходит реакцииія

В процессе термического разложения получают сульфат аммония и серу, которые являются торговыми продуктами. Технологическая схема приведена на рис 421

Очистка газа от диоксида серы осуществляют в скруббере насадков типа 1 в противотоке с циркуляционным раствором сульфит-бисульфита аммония. Очищенный газ через трубу выбрасывается в атмосферу

В результате абсорбции диоксида серы концентрация солей в растворе увеличивается. Часть раствора удаляют, а затем очи

Схема установки аміачно-автоклавного очищення газів від діоксиду сірки

Рис 421. Схема установки аммиачно-автоклавного очистки газов от диоксида серы: / - скруббер 2 - фильтр, 3 - автоклав, 4 - вакуумный испарительный аппарат, 5 - центрифуга, 6 - сушилка

щають от механических примесей в фильтр-прессе 2 и подают насосом в автоклав 3. Для ускорения реакции разложения в этот аппарат вводят определенное количество серной кислоты. Реакция разложения ускоряется я введением в раствор селена (0,003% от массы), в результате чего температура процесса снижается до 135 °°С.

Раствор сульфита аммония выпаривают под вакуумом в колонне 4 и охлаждают. Кристаллы сульфита аммония отделяют в центрифуге 5, сушат в сушильном аппарате 6 после чего направляют на склад. Чистую серу так каждого отправляют на склад готовой продукцииії.

Известковый метод

Как реагент при этом методе применяют дешевые и широко распространенные вещества: известняк, известь и мел. Поглощение осуществляется суспензии за такими реакциями:

Сульфид кальция плохо растворяется в воде (0,136 г / л), в процессе очистки быстро перенасыщает раствор и выпадает в виде мелких кристаллов. В странах. СНГ работают очистные установки общей производительные истю 2500000 м3/гад.

Магнезитовый метод основан на поглощении. Б02 суспензией оксида магния:

Степень очистки зависит от рН циркулирующей жидкости. В кислой среде образуется растворимый бисульфит магния. Процесс поглощения характеризуется реакцией

Чтобы предупредить реакцию образования сульфита магния, в раствор добавляют ингибитор - парафенилендиамин:

Разновидностью магнезитового способа является метод. Грилло, в котором используются природные материалы: киезелит, содержащий моногидрат сульфата магния, и пиролюзит с содержанием до 87% двуокиси марганца

Марганцевый метод

Разработанный японской компанией"Митцубиси", заключается в том, что измельченный диоксид марганца вводят в поток газа, загрязненного диоксидом серы. В результате реакции образуется сульфат марганца:

Аэрозоль сульфита марганца в твердом виде и избыток непрореагованого диоксида марганца выделяют в батарейных циклонах и электрофильтрах. Степень извлечения диоксида достигает 99,9%. Выделенную смесь ш твердых частиц вводят в водный раствор аммиака и аерують в окислительной колонне. При этом происходит реакцииція

Раствор сульфата аммония отделяют фильтрацией или центрифугированием от твердых частиц диоксида марганца, который затем измельчают и возвращают в технологический процесс

Адсорбционные методы

Адсорбенты является эффективным средством очистки газа от диоксида серы и рекуперации этого компонента с целью получения на его основе ценных товарных продуктов: серы, серной кислоты или сжиженного диок ксиду серы. Для улавливания. В02 чаще всего используют углеродные пористые вещества - активированный уголь, полукокс и др.. Преимущественно в газах, подлежащих очистке, кроме диоксида серы, является водяной пар но и кислород. В этом случае первичные процессы завершаются при преобразовании этих компонентов из газовой фазы в адсорбированнуюну:

где * - состояние компонента в адсорбированных фазе

В абсорбированный фазе происходят вторичные реакции с образованием серной кислоты в качестве конечного продукта: