Большинство предлагаемых в последние годы процессов По обессериванпю дымовых газов относится к мокрым спосо­бам, в которых S02 нейтрализуется водными растворами или суспензиями гидроксидов щелочных или щелочноземельных баллов [16]. Выделяющиеся в этих процессах конечные про­екты представляют собой твердые вещества, например, гипс,

ТАБЛИЦА 6.1. Процессы обессеривания Процессы Газы, Рабочие условия Название Фирма — разра- ботчнк Вредная примесь В которых присут­ствует примесь Темпера­тура, °С Концен­трация. ГШ3 Адсорбент-катализатор

West- -Vir — ginia Pulp and Paper Co.

«Хитачи»

Chi

«Вест — фако»

«Суми — _____

S02 Дымовой > 10Э газ

S02 To же > 100 S02 » >100

1 2 Активный уголь

‘2 To же

— 2 »

«Процесс Berg — sQ2 БФ» baufor schung

«Тио — карб»

«Суль — фрин»

«Сульфа — Lurgi SO2 цид»

Ва — H2S + CS2 » 20- mag

Lurei H2S + s°2 0Ста" ,20_ S Точные

Газы

Из печей

Клауса

-50 1 —10 CS2, 0,5-2 H2S

•140 1% (об.) H2S, 0,5% (об.) S030,5% (об.) S, следы

> 100

Otxo — 60-80 0,1-1% дящий (06.) Воздух химиче­ских произ­водств «Сульфо — Lurgi HJS + CSJ Воздух 20—50 1 —10 CS2, сорбон» 0,5—2 H2S

COS, cs2

Активный уголь, им — прегнированный ио­дом

А) Широкопористый активный уголь, им — прегнированный ио­дом

Б) Тонкопористый активный уголь

Широкопористый ак­тивный уголь с низ­ким содержанием Fe в присутствии NH3

Оксид алюминия или шнрокопори — стый активный уголь, импрегнированный силикатом щелоч­ного металла

Отходя­щий воздух химиче­ских произ­водств

Н2

20

«Дезо — Lurgi реке»

Активный уголь, им­прегнированный К2СОз

Целевой Продукт

Тнп Реактора

Процесс регенерации

Литература

Элементар — Восстановление водоро-(*> Systemanalyse, Ent — ная сера дом при 540 °С или H2S schwefelungsverfahren.

Bundesministerium fur Forschung und Techno — logie. 1974

H2S04 Отмывка водой To же

S02 Горячий газ, 350 °C »

[15% (об.)]

S02 Движущийся слой с пе- JUntgen Н. et al. Chem.- [30% (об.)] ском при 650°С Ing.-Techn., 1970, 42,

Р. 77

С КИПЯЩИМ Слоем (4 ступени) С неподвиж­ным слоем С движу­щимся, слоем То же С непод­вижным слоем

H2SO4 Непрерывная отмывка GUpner О. VDI-Berichte, 20%-ная) водой (дополнительное 1970, № 149, S. 127—133 импрегнирование)

То же а) Элемен — а) Экстракция тарная сера

Storp К. Chemiefasern, 1968, 18, S. 956

Б) CS2

Б) Выпаривание

А) Элемен — а) Экстракция тарная сера б) Выпаривание б) CS2

Brauer Н. W. DECHEMA — Monographie, 1968, 59, S. 173

Элемен — Десорбция нагретым Кг ill Н. Wirth Н. Chem.- тариая сера инертным газом, 300 °С Ing.-Techn., 1974, 46,

Р. 757

K2SO4 Отмывка водой Storp К. DECHEMA-Mo —

Nographie, 1970, 64

Сульфат магния или другие сульфаты и сульфиты. Недостат­ком этих процессов является образование больших количеств шлама.

Обессеривание дымовых газов с помощью обычной адсор" цнонной техники не производится из-за малых концентрап S02 в дымовом газе и высоких температур газа, посколь адсорбционная емкость промышленных активных углей при с держании S02 в дымовом газе около 2 г/м3 составляет лит 1—2 % (масс.). Пропитка углей лишь сравнительно немного п вышает их адсорбционную емкость относительно S02. Тем i менее, в настоящее время углеродсодержащие адсорбенты в. же используются в типовых адсорбционных установках; в эп случаях на углях происходит окисление S02 до серной кислот в присутствии кислорода и водяного пара; во второй стадл взаимодействия серная кислота адсорбируется на активнс угле. Происходят следующие процессы:

2S02 + 02 —> 2S03 S03 + H20 —v H2S04 H2SO4 > H2SO4 адс

Возрастающая адсорбция серной кислоты снижает каталт тнческую способность угля, серная кислота блокирует его по верхность, поэтому время от времени ее следует удалять. Эт можно осуществить отмывкой (процессы «Сульфацид», «Хт — тачи») или термообработкой (процессы «Бергбау-Форшунг:, «Сумимото»). В последних процессах серная кислота снов-, восстанавливается до S02 в присутствии углерода, при этог.: имеет место обменная реакция с углем:

H2SO4 аде + Сфикс —S02 (дымовой газ) + СО + Н20

Кроме того, адсорбированная серная кислота восстанавли­вается в присутствии H2S до элементарной серы или в присут­ствии водорода до H2S (процесс «Вестфако»).

Процессы адсорбционного удаления серы из дымовых газов различаются в основном по типу реакторов и методу регенера­ции отработанного слоя. Некоторые процессы ниже будут рассматриваться подробнее.

Процесс «Вестфако». В этом процессе используется комбина­ция из четырех псевдоожиженных слоев. В первом слое проис­ходит удаление диоксида серы посредством образования серной кислоты на активном угле, в следующем— насыщенный актив­ный уголь обрабатывается сероводородом, чследствие чегс основная часть серной кислоты восстанавливается до элемен­тарной серы. В третьем слое сера десорбируется водяным па­ром при 650 °С, в четвертом слое происходит полное восстанов­ление серной кислоты до сероводорода при 540 °С и добавле­нии водорода; затем сероводород можно использовать на первой ступени регенерации активного угля. В первой пилотной уста­ли
новке «Вестфако» (США) очищались 10 ООО м3 дымового газа а час.

Процесс «Хитачи». В процессе «Хитачи» три адсорбера, запол­ненные активным углем, попеременно используются для ката­литической адсорбции, отмывки водой и осушки дымовым га­зом. Конечный продукт — разбавленная серная кислота. В Японии работают две крупные установки по очистке дымо­вого газа мощностью 150 ООО и 300 ООО м3/ч.

Процесс «Сумимото». В этом процессе производится погло­щение S02 формованным активным углем в реакторе со слоем активного угля, движущимся в направлении, поперечном по­току газа; реактивирование угля производится при 300—350°С инертным газом. Конечным продуктом является газ, содержа­щий 15 % (об.) SO2. Прототип такой системы работает в Токио с производительностью 170 000 м3/ч.

Процесс «Бергбау-Форшунг». Процесс обессеривания дымо­вых газов «Бергбау-Форшунг» в Эссене использует реактор псевдоожиженного слоя и в качестве адсорбента-катализато­ра — формованный активный кокс с диаметром цилиндрических гранул 9 мм. Регенерация производится при 5^0—650°С так­же в псевдоожиженном слое с добавлением нагретого песка. Песок затем отсеивается. Выделяемый газ, содержащий ~ 30 % (об.) S02, можно превратить в элементарную серу или H2S04 в печах Клауса. Подобная установка для ведения

Процесса «Вергбау-Форшунг» производительностью 150 000 м3/члс уже используется для очистки дымовых газов.

Процесс «Сульфацид». Этот процесс вначале предназначался для очистки от S02 отходящих газов химических производств, например, производства серной кислоты контактным способом или сульфит-сульфатных обжиговых установок. При высоких концентрациях паров воды (относительная влажность 80 % и выше) SO2 окисляется на угле в присутствии остаточно и кислорода до S03, который, соединяясь с водой, превращаем у в серную кислоту. При отработке катализатора серная кисло удаляется отмывкой водой. Благодаря систематическому усове шенствованию активного угля-катализатора и разработке Bi Сокоактивных пропитывающих составов этот процесс в насто; щее время обеспечивает 90—95 %-ное превращение за вре>.1 контакта 1 с для концентраций S02 0,1 —1,0 % (об.). Pacxt воды составляет 10 л на 1 кг удаленного S02; сюда следу< добавить еще незначительные расходы на иногда необходимую последующую пропитку. Самая большая современная установ­ка «Сульфацид» имеет мощность 130 000 м3/ч (рис. 6.17), В зависимости от условий проведения процесса получают 10—30 %-ную серную кислоту. В определенных условиях воз­можно увеличение концентрации кислоты до 40 %.