Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Вещество Формула Масса 1 моль Пороговая концентрация паров, млн—і (об.) Удерживающая способность, мли—і
Акролеин C3H4O 56 1,8—1,7 0,15
Амилацетат C7H14O2 130,2 — 0,34
Ацет альдегид CsH4O 44,1 •— 0,07
Валериановая кислота CbH10O2 102 7 0,35
Г ексан CgH12 86 3,0 0,16
Диоксид серы SO2 64,1 0,10
Запах гниения — — ' — 0,25
Масляная кислота C4H8O2 88,1 0,00083 0,35
Скатол CeH9N 131,2 3,34-IO-7 0,25
—0,22
T етрахлорметан CCl4 153,8 — 0,45
Толуол C7Hg 92,1 — 0,29
Фенол (карболовая кислота) C6H6O 94 0,29—1 0,30
Формальдегид CH2O 30,0 —¦ 0,03
Эвкалиптовое масло C10H16O 154,2 — 0,20
Хлористый метил CH3Cl 50,5 — 0,05
Этилацетат C4H8O2 88,1 190 0,19
Этилмеркатон C2H6S 62,1 — 0,23
ная влажность газов не превышала 50%, так как при более высокой влажности удерживающая способность несколько уменьшается.
Полярные адсорбенты
Полярными адсорбентами являются кремнезем либо оксиды металлов. Кремнийсодержащими материалами являются силикагель, фуллерова земля, диатомитовые земли, кизельгур и синтетические цеолиты. Эти материалы обладают сродством как к полярным, так и неполярным молекулам и будут адсорбировать скорее полярные молекулы, чем неполярные.
Оксиды металлов, активированный глинозем или боксит отличаются даже несколько большим сродством к полярным молекулам. Поэтому эти материалы обычно используются для удаления из газовых потоков водяных паров. Синтетические цеолиты, называемые иногда молекулярными ситами, представляют собой алюмосиликаты натрия или кальция, активированные нагреванием, при котором удаляется кристаллизационная вода. Основным достоинством молекулярных сит является то, что их можно использовать для сушки газов при высоких температурах, когда силикагель и глинозем теряют свою эффективность (рис. III-37).
Другой областью применения этих адсорбентов является селективная адсорбция таких полярных молекул, как вода, диоксид уг-
Рис. III-37. Изобары адсорбции водяных паров на различных адсорбентах (пар-циональное давление паров 10 мм рт. ст.):
І — глинозем; 2— кремниевый адсорбент; 3 — цеолит 5А (молекулярное сито).
лерода, аммиак и др. (рис. ІН-38), поэтому они применяются для очистки инертных и природных газов, для удаления СОг и воды из этилена перед его полимеризацией.
Установки, применяемые в этих случаях, практически всегда похожи на установку для осушки природного газа (рис. III-39): она состоит из двух или более емкостей с осушителем. Когда один из осушителей работает, остальные находятся в стадии регенерации, осуществляемой путем продувки регенерирующего газа воздухом, нагретым паром или газами сгорания, либо непосредственно газами сгорания, проходящими через слой адсорбента при температуре около 200 °С.
Температура, ‘
а гв чо во so wo
PC2H2, "Па
3S
2D
P I г 0 ZQ 1 і і i-і і ho ев so юо
PnHyltnct
Z
Г ,.,і I. . I , J.-L. I.,. t -J-
za но ео ео т Psoг,кПи
3
Рис. III-38. Поглотительная способность искусственных цеолитов (молекулярные
сита тип 5А) при 25 °С: а — CO2; б — H2S; в — C2H2; г — NH3; д — SO2.
164
Регенерацией mil газ^Ь ¦ 7№м’/ч^
Блажтй газ 30000м*/ч
frcM —---------------------' ЗШитиЧч
ZSMIfc &??
Рис. II1-39. Схема установки дегидратации природного газа [453]:
1 — дегидраторы; 2— нагреватель регенерационного газа; 3— конденсатор регенерационного газа; 4 — сепаратор; 5 — конденсатор.
Адсорбция с химической реакцией (хемосорбция)
Существование адсорбирующих поверхностей, которые вступают в химические реакции с молекулами газа, превращая их в более полезные или желательные вещества перед десорбцией, открывает область поверхностных реакций или катализа. Здесь можно привести лишь несколько примеров, имеющих особый интерес для очистки газов и охраны окружающей среды.
Сероводород. Важное место среди таких процессов занимают процессы сухого окисления для удаления сернистых соединений из коксового газа. Химически сероводород превращается в элементарную серу, причем переносчиками кислорода являются вещества, легко реагирующие с ним при обычной температуре; наиболее важным из них является оксид железа. С химической точки зрения процесс может быть описан в виде следующих реакций реакция с Носителем
регенерация
6H2S + Fe2O3 = 2FeS3 + 6Н20
SFe2S3 + 302 = 6S + 2Fe2Oa
Активными являются только а- и у-формы оксида железа, наилучшими условиями реакции являются температура 37,8 °С и щелочная среда. Оксид железа применяют в виде мелкодисперсного порошка, иногда смешанного с торфяной крошкой или волокнисты-
165
ми материалами, содержащими 40% воды и пористостью около 60%.
В другом случае оксид железа наносят на подложку с развитой поверхностью, например на древесные стружки или измельченный шлак; необходимо строго контролировать pH среды и поддерживать ее на уровне 8—8,5.
Шарики или оксид железа на стружках загружают в большие емкости — сухие камеры — или на полки в сушильных башнях (рис. 111-40). Процесс проходит в две стадии; на первой стадии сероводород удаляется из газов, а на второй — происходит его окисление до оксида. В некоторых странах сера, осажденная на оксиде железа, рекуперируется сжиганием либо экстракцией растворителями (тетрахлорэтилен).
