Абсорбционные методы очистки отходящих газов от оксида серы (IV)
Тема Очистка отходящих газов от оксида серы
План
1. Очистка отходящих газов от оксида серы (IV).
2. Нерекуперационные методы газоочистки от оксида серы
3. Рекуперационные методы газоочистки от оксида серы
Сернистый газ – одно из основных загрязнений атмосферного воздуха, оказывающее сильное негативное воздействие на живые организмы. В обычных условиях это бесцветный газ с резким характерным запахом. В атмосфере он постепенно окисляется до серного ангидрида, а последний при взаимодействии с водой образует серную кислоту. Из атмосферы сернистый газ и продукты его химических превращений вымываются с осадками, поступая в водоемы, почву. Время пребывания сернистого газа в атмосфере зависит от многих факторов и составляет от нескольких часов до 4-5 суток. Предельно допустимая концентрация этого вещества в воздухе (среднесуточная) составляет 0,005 мг/м3.
Сернистый газ – кислотный оксид, способы улавливания SO2 из загрязненных промышленных газов основаны на способности его взаимодействовать с водой, основными оксидами, некоторыми солями.
Основные источники загрязнения
- тепловые электростанции – сжигание высокосернистого топлива;
-черная и цветная металлургия;
- химическая промышленность, в т. ч. производство серной кислоты;
Методы очистки отходящих газов от оксида серы (IV)
- абсорбционные
- адсорбционные
- каталитические
Выбор того или иного метода очистки отходящих газов от оксида серы (IV) должен быть решен с учетом местных условий (характеристики очищаемого газового потока: объемом очищаемых газов, температурой, наличием аэрозольных частиц, концентрацией SО 2), наличия поглотителей и потребности, т. е. возможности утилизации продуктов рекуперации
Абсорбционные методы очистки отходящих газов от оксида серы (IV)
Аборбционные методы очистки отходящих газов от диоксида серы делятся на:
- рекуперационные, когда поглотительный раствор регенерируется и повторно используется для очистки отходящих газов, а извлекаемый компонент перерабатывают в товарные серусодержащие продукты (элементарную серу, серную кислоту, тиосульфат натрия и т. п. );
- нерекуперационные, данные методы характеризуются тем, что отработанный раствор не регенерируется, а уловленный продукт, в виде шлама подвергается захоранению.
Методы очистки газов от SO2.
| метод | основные процессы метода |
| Известковый метод очистки газов от SO2 | SO2 + CaCO3 = CaSO3 + CO2 SO2 + CaO = CaSO3 SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O 2CaSO3 + O2 = 2 CaSO4 |
| Аммиачный метод очистки газов от SO2 | SO2 + (NH4)2SO3 + H2O = 2 NH4HSO3 |
| Поглощение SO2 углеродными пористыми сорбентами | (SO2 +H2O + О2) ® уголь SO2 + H2O = H2 SO3 H2 SO3 + ½ O2 = H2 SO4 |
Известковый метод очистки газов от SO2. Это один из наиболее простых в техническом отношении методов. Однако в процессе очистки образуются твердые отходы, которые не находят практического применения, сбрасываются в отвалы. Поэтому метод применим только при небольших содержаниях SO2 в очищаемом газе. Метод основан на необратимом химическом взаимодействии сернистого газа с известняком (известью или мелом), в результате чего образуется сульфит кальция, который на воздухе окисляется до сульфата кальция.
Достоинствами известкового метода является: - простота и надежность работы установок; - сравнительно небольшие капитальные затраты; - возможность изготовления технологического оборудования из некислотоупорных материалов; - доступность и дешевизна сорбента; - возможность очистки газа без предварительного охлаждения и обеспыливания.
К недостаткам метода следует отнести: - формирование значительно количества отходов в виде солей сульфита и сульфата кальция; - зарастание систем отложениями гипса (Ca. SO 4); - коррозия и эрозия оборудования.
Аммиачный метод очистки газов от SO2 имеет несколько вариантов, отличающихся условиями проведения процесса. Однако во всех вариантах этого метода первая стадия одинакова - это поглощение сернистого газа водным раствором сульфита аммония с образованием гидросульфита аммония. Далее варианты метода отличатся по направлениям переработки гидросульфита аммония. Наибольший интерес с точки зрения эколога представляют те методы, в которых происходит превращение SO2 в какой-либо продукт, используемый в других производствах или в сфере потребления. При таком подходе более интересен аммиачно-автоклавный метод. Здесь на второй стадии процесса гидросульфит аммония разлагается в автоклаве при повышенных температурах и давлениях с получением в качестве товарных продуктов серы и сульфата аммония:
2 NH4HSO3 + (NH4)2SO3 = 2(NH4)2SO4 + S + H2O
Поглощение SO2 углеродными пористыми сорбентами является одним из наиболее перспективных методов. При контакте содержащего SO2 газа с пористым сорбентом вначале происходит сорбция SO2 и других компонент загрязненного газа на активной поверхности сорбента. Далее в результате взаимодействия сорбированных веществ между собой образуются вещества, представляющие собой товарные продукты. Так образование серной кислоты может быть представлено следующей схемой:
SO2 H2O О2 
SO2 +H2O = H2SO3
H2SO3 + ½ O2 = H2SO4
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте очистку отходящих газов от оксида серы (IV).
2. Охарактеризуйте нерекуперационные методы газоочистки от оксида серы
3. Охарактеризуйте рекуперационные методы газоочистки от оксида серы