Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Диоксид серы. В последние годы был разработан ряд процессов хемосор'бц'и.и SO2 из отходящих газов на твердых адсорбентах э стационарном слое и с увлекаемым катализатором. Обычно в этих процессах используются либо очень дешевое сырье для приготовления адсорбентов (например, доломит, который может быть выброшен после использования в отвал вместе с серой), либо дорогие адсорбенты, из которых ,извлекается icepa, а сами адсорбенты возвращаются в производственный процесс. Экономическое сравнение различных процессов, применяемых для удаления диоксида серы из отходящих газов, описано в других работах [180, 425]. Основными адсорбентами, (Которые испытывались в лабораторном масштабе и на пилотных установках, являются доломит, подщелоченный оксид алюминия, активированный диоксид марганца, активированные уголь и силикагель.
Доломит и карбонат кальция. В первых попытках разработать жизнеспособный промышленный процесс адсорбции оксида серы (1V) при высоких температурах Джонс [409] и Кок [164] исполь-
169
Рис. IH-4'2. Схема каталитической адсорбции на карбонате кальция и гидроти-рованном доломите (Юнгтен и Петерс) [418]:
і — дымовая труба; 2 — электрофильтр; 3 — бункер для обессеренной пыли.
»овал« юлой адсорбента из дешевого !распространенного в природе доломита (смешанного карбоната кальция и магния), дробленного до размеров 3—6 мм. Доломит загружали в вертикальный реактор при 600 °С; объемная скорость газа составляла 1150 м2/ч. Эффективность очистки была около 90% до тех пор, пока поверхность доломита не превращалась в сульфат, на что расходовалось около 15% доломита.
При детальном обсуждении этой реакции Сквайрз [796] указал, что вначале образуется сульфат кальция, а сульфат магния позже, причем его образованию способствует оксид железа, действующий как катализатор. Сквайрз предложил частичный обжиг доломита для получения пористого материала, что позволило бы газам проникать в глубь частиц абсорбера.
Другим путем увеличения поверхности является дробление сорбента на более мелкие частицы, однако при этом очистку следует вести скорее в псевдоожиженном или увлекаемом слое катализатора, чем в стационарном. Юнгтен и Петерс [418] в своих экспериментах на пилотной установке использовали реактор с увлекаемым слоем (рис. ІІІ-42). Реактор длиной 6,35 м обогревали снаружи газами, проходящими через кольцо, образованное внешней трубкой. Температуру реактора регулировали в интервале от 200 до 1000°С. В реактор подавали доломит, известняк и другие твердые частицы. Частицы, вступающие в реакцию, собирали с помощью электрофильтра. Эффективное время пребывания составляло от 1 до 4 с.
170
К очищаемым газам реагенты добавлялись в количестве в 1—3 раза больше, чем их стехиометрическое количество, соответствующее 1200 млн~‘ SO2. Сам доломит оказался не очень эффективным, но карбонат кальция, осажденный в виде игл или сфер и покрытый щелочным слоем, позволил достичь эффективности более 90% при 800 °С.
Аналогичный реактор с увлекаемым слоем катализатора, в котором использовали гидроксид кальция, был предложен Стиллом [963]. Материал водили в ряд последовательных реакторов, имевших форму перевернутого U. Газы из каждой U-образной трубки проходили через циклон для рекуперации реагента, который вновь поступал на первый реактор. Предполагается, что эффективность удаления серы в процессе Стилла может превышать 95% (рис. 111-43).
Щелочной глинозем (гидроксиалюминат). В результате обширных исследований в области твердых абсорбентов Бинсток, Филд и Майерс (Горный Департамент США) нашли, что алюминат натрия, называемый иногда щелочным глиноземом, является наиболее перспективным адсорбентом диоксида серы, поскольку он обладает хорошей поглотительной способностью, гранулы его обладают достаточной прочностью, что позволяет многократно использовать их в циклическом процессе [76, 77, 257].
После нескольких предварительных исследований эксперименты были продолжены на пилотных установках, ,в !которых частицы сорбента диаметром 1,6 мм падали в противотоке навстречу поднимающемуся потоку отходящего газа при температуре 330 °С. Техническая осуществимость процесса была доказана на 8-метровом
I Ir III Газ
Летучая адсорбент
зала
Рис. 111-43. Процесс Стилла (трехступенчатой каталитической адсорбции SO2 j на гидроксиде кальция) [9631:
реакторы с катализатором; 1—3 — точки добавлення реагентов в систему; 4 — шнековый смеситель.
171
реакторе (рис. ІІІ-44), причем достигнутая эффективность абсорбции SO2 из Потока отходящего топочного газа превышала 90%.
Технологические параметры процесса (потоки I—VII — см. рис. 111-44):
I. Производительность, м3/ч (при O0C) . .700—1500 (при 300 °С)
Расход воздуха, м3/ч
II первичного при 60 °С........................................ 170
III вторичного при 204,4 °С .... 525
Расход адсорбента, кг/ч
IV свежего................................... 58,8
V подпитка.................................. 0,055
VI рецикл...............................¦. 588
Восстановительный газ
