5. Абсорбционные методы очистки газов от сероводорода и галогенов.

Очистка от сероводорода. Н₂S содержится как примесь в природном газе и нефтяных, коксохимических газах, выделяется при выпарке целлюлозных щелоков. Технологические и топочные газы, содержащие сероводород, очень коррозионноактивны. Для очистки газов от сероводорода применяют различные хемосорбционные методы Все процессы можно разделить на две группы:

1. Абсорбции-десорбции: абсорбируемые из газа соединения затем регенерируют в процессе десорбции: а).вакуумно-карбонатный метод; б).моноэтаноламиновый; в).фосфатный процесс.

2. Абсорбция с одновременным окислением до S: H₂S одновременно абсорбируется и окисляется до конечного продукта S: а)щелочно-гидрохиноновый; б)мыщьяково-щелочной; в)Процесс “Stretfогd”;

г)железо-содовый.

Ι группа:Вакуум-карбонатные методы. В этих методах Н₂S поглощается из газов водным раствором карбоната натрия или калия. Затем раствор регенерируют нагреванием под вакуумом, охлаждают и снова возвращают на абсорбцию.В основе методов лежат реакции:

Фосфатный процесс. Для абсорбции сероводорода фосфатным методом применяют растворы, содержащие 40 – 50% фосфата калия:

Из раствора Н₂S удаляют кипячением при 107— 115°С.

А бсорбция этаноламинами. В этих методах Н₂S и СО₂ поглощаются растворами моноэтаноламина или триэтаноламина.

ΙΙ группа:Щелочно-гидрохиноновый метод. Сущность метода заключается в поглощении H₂S щелочными растворами гидрохинона. При регенерации растворов выделяются элементная сера и тиосульфат натрия.

2.окисление гидросульфита натрия хиноном (окисленная форма гидрохинона): 3.регенерация соды: 4.регенерация хинона:

Мышьяково-щелочные методы. В зависимости от абсорбента эти методы подразделяются на мышьяково-содовый и мышьяково-аммиачный. Для приготовления абсорбентов мышьяк Аs₂О₃ растворяют в растворе Na₂CO₃ или NH₄OH. При растворении в содовом растворе происходит реакция:

Процесс «Stretfогd». В этом процессе H₂S абсорбируют щелочным раствором (рН = 8,5-9,5), содержащим кроме карбоната натрия эквимолекулярное количество ванадата натрия-аммония и антрахинон-2,6-2,7-дисульфоната (АДА). Железо-содовый метод. В этом процессе для поглощения используют взвесь гидрооксидов двух- и трехвалентного железа. Суспензию приготавливают смешением 10%-го раствора Na₂СОз с 18%-м раствором железного купороса:FeSO₄ + Na₂CO₃ + H₂O → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄ + CO₂;пропуская через раствор воздух, окисляют гидроксид железа:4Fe(OH)₂ +O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃ Абсорбция H₂S из газовой фазы протекает по следующим реакциям:H₂S+Na₂CO₃ → NaHS+NaHCO₃, 3NaHS+2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃+3NaOH+3H₂O, 3NaHS+2Fe(OH)₃ → FeS+S+3NaOH+3H₂O.

Для регенерации раствора через него воздух пропускают в этом процессе образуется элементная сера: 2Fe₂S₃+6H₂O+3O₂ → 4Fe(OH)₃+6S, 4FeS+6H₂O+30₂ → 4Fe(OH)₃+4S,

Очистка газов от фторсодержащих соединений. Фторсодержащие газы выделяются при электролитическом производстве алюминия и при переработке природных фосфатов в фосфорные удобрения. Они содержат фторид водорода (HF) и тетрафторид кремния SiF₄. Абсорбция водой. Фторид водорода и тетрафторид кремния хорошо растворимы в воде. При растворении HF в воде протекают реакции гидратации и диссоциации его растворенных молекул:

Тетрафторид кремния растворяется в воде с образованием кремнефтористоводородной кислоты:

SiF₄ + 2H₂O ↔ 4HF+SiO₂, 4HF + 2SiF₄ ↔ 2H₂SiF₆ 3SiF₄+2H₂O ↔ 2H₂SiF₆+SiO₂

Очистка от хлора и его соединений. Образование промышленных отходящих газов и вентиляционных выбросов, содержащих хлор, хлорид водорода и хлорорганические вещества, характерно для многих производств: В последнее время источниками выделение НСl стали установки сжигания хлорсодержащих отходов. Для абсорбции хлора и хлорсодержащих веществ используют воду, водные растворы щелочей и органических веществ, водные суспензии и органические растворители. Взаимодействие хлора с растворами щелочей характеризуется реакциями

2NаОН+С1₂ → NaCl+NaOCl+H₂O;

Сl₂+2Са(ОН)₂ → СаС1₂+Са(ОСl)₂ +2Н₂О;

Na₂CO₃+H₂О+Cl₂ → NaCl+NaOCl+CO₂+H₂O

Наибольшее практическое значение имеют раствор NaOH (100-150 г/л) и водная суспензия Са(ОН)₂ (100-110 г/л). Хлорид водорода очень хорошо поглощается водой, поэтому ее, как правило, используют в качестве абсорбента,

Очистка от брома и его соединений. Бром и его соединения выделяются в атмосферу при их извлечении из морской воды, я также в производстве бромпроизводных продуктов.

Абсорбционные методы извлечения брома из отходящих газов основаны на образовании полибромидов ( ) при использовании растворов бромидов, соды, известкового молока. Абсорбцию растворами бромидов проводят в насадочном абсорбере, который орошают охлажденным до - 18 °С раствором бромида натрия (350 г/л). Насыщенный бромом раствор регенерируют острым паром. Бром после отдувки конденсируют в холодильнике и выводят на дальнейшую переработку. Регенерированный раствор NaBr возвращают в абсорбер. Эффективность очистки газов от брома растворами карбоната натрия и гидроксида кальция (соды и известковым молоком) выше, чем растворами бромида натрия.

В общем виде поглощение брома щелочными растворами характеризуется реакциями ; .