7. Адсорбционные методы очистки отходящих газов от диоксида серы, оксидов азота, галогенов и сероводорода.

Адсорбционные методы очистки оксидов азота. В промышленной практике очистки отходящих газов от оксидов азота использование адсорбентов как агентов-аккумуляторов NO_X весьма ограничено. Достаточно эффективными поглотителями NO* являются активные угли. экономическим причинам процесс в промышленности не реализован.Сравнительно небольшой поглотительной способностью по оксидам азота характеризуются алюмогели, обладающие, кроме того, и невысокой стойкостью. Значительная емкость по отношению к NO* и высокая механическая и термическая устойчивость свойственны алюмосиликатам. Минеральные адсорбенты в большей или меньшей степени обладают способностью катализировать процесс превращения NO в NO₂. В этой связи при адсорбционной очистке нитрозных газов с повышенным содержанием компонентов низкой степени окисленности, характеризующихся малой сор-бируемостью, в них следует вводить кислород. Увеличение отношения N0₂/N0 благоприятно сказывается на характеристиках процессов адсорбционной очистки нитрозных газов

Хемосорбционная очистка отходящих газов от оксидов азота может быть организована на основе использования различных твердых веществ, способных вступать в химическое взаимодействие с удаляемыми компонентами

Например, с целью улавливания NO* из отходящих газов разработан метод адсорбции оксидов азота торфощелочными сорбентами в аппаратах кипящего слоя. При использовании наиболее дешевого и доступного сорбента (смесь торфа и извести-пушонки) степень очистки газов, содержащих 0,1-2,0% NO*, при времени контакта фаз 1,6-3 с достигает 96-99%. Торф способствует окислению нитритов до нитратов. Адсорбционные методы очистки диоксида серы. Для увеличения активности хемосорбентов, подавления процесса окисления SO₂ в SO₃ и решения некоторых других задач наряду с поглотителем диоксида серы вводят ряд специальных добавок в виде дешевых неорганических солей, оксихлорида меди, оксида магния и других веществ. в качестве агентов для связывания диоксида серы могут быть использованы и некоторые оксиды металлов. С позиций обеспечения приемлемых скоростей поглощения диоксида серы и регенерации, насыщенных хемосорбентов наиболее перспективными среди них являются оксиды Al, Bi, Се, Со, Cr, Cu, Fe, Hf, Mn, Ni, Th, Ti, V, U, Zr. Среди исследованных и опробованных методов некоторую практическую реализацию получил окисно-марганцевый метод (метод фирмы «Мицубиси»).По этому методу горячие дымовые газы (≈135°C) обрабатывают оксидом марганца в виде порошка. В процессе контакта оксида марганца с диоксидом серы и кислородом происходит реакция

где .

Образующийся сульфат марганца после его выделения из газа обрабатывают в виде водной пульпы аммиаком с целью регенерации оксида марганца.

В качестве поглотителей диоксида серы из газов исследованы ионообменные смолы – аниониты. Их сорбционная способность по SО₂ практически не зависит от концентрации последнего в газе и влагосодержания обрабатываемого потока в широком диапазоне этих параметров, Способность цеолитов поглощать значительные количества диоксида серы при повышенных температурах и низких концентрациях SO₂ в газах выгодно отличает их от других промышленных адсорбентов при использовании в процессах санитарной газоочистки. В то же время, присутствующая в обрабатываемых газах влага ухудшает поглощение SО₂ цеолитами. Наряду с этим цеолиты катализируют реакцию окисления S0₂ в SO₃, что приводит к накоплению последнего в цеолитах и постепенной их дезактивации по отношению к SO_2. Очистка от соединений фтора. Концентрация фтористых соединений в отходящих газах промышленных предприятий колеблется в широких пределах. Абсорбционные приемы очистки позволяют снижать концентрацию соединений фтора в отходящих газах в лучшем случае до 10-50 мг/м³. Конкурентную и более глубокую очистку могут обеспечивать хемосорбционные и ионообменные методы.Наиболее доступными твердыми хемосорбентами фторида водорода являются известняк, алюмогели, нефелиновые сиениты, фторид натрия. Аппаратурное оформление процессов хемосорбционной очистки отходящих газов от фтористых соединений характеризуется относительной простотой.

Очистка от хлора и хлорида водорода. Газообразный хлор хорошо поглощается такими твердыми органическими соединениями, как лигнин и лигносульфонат кальция. В качестве твердых поглотителей хлорида водорода из отходящих газов промышленности могут быть использованы хлороксид железа и хлорид закисной меди в смеси с оксидом магния, сульфаты и фосфаты меди, свинца, кадмия, образующие комплексы с двумя молекулами НС1, а также некоторые органические полимерные материалы, цеолиты и ряд промышленных отходов.

Очистка от иода и иодида водорода. Для поглощения иода из газов может быть использован влажный активный уголь КАД, поглотительная способность которого при температурах до 45°С в зависимости от концентрации иода в очищаемых газах может достигать 120 г иода на 1 л адсорбента. Насыщенный поглотитель регенерируют путем десорбции из него иода. Очистка от сероводорода. Содержащие H₂S отходящие газы промышленных производств обычно характеризуются низким, но превышающим требования санитарных норм, содержанием этого загрязнителя. Например, в вентиляционных выбросах производств вискозы его концентрация колеблется в пределах 0,01—0,1%. Наиболее глубокую очистку газов от H₂S обеспечивают адсорбционные методы с использованием гидроксида железа, активного угля, цеолитов и других поглотителей.Процесс очистки газов от H₂S гидроксидом железа используется давно. При прохождении газа через слой гидроксида железа H₂S поглощается:

2Fe(OH)₃+3H₂S → Fe₂S₃+6H₂O.Одновременно образуется некоторое количество FeS.

Присутствующий в очищаемом газе кислород окисляет сульфидную серу с образованием гидроксида железа:

Fe₂S₃+3/2O₂+3H₂O → 2Fe(OH)₃+3S.

В современной промышленной практике поглотительную массу приготовляют из болотной руды или отходов производства глинозема из бокситов – красных шламов влажностью 50-55%, содержащих 45-48% Fe₂O₃ (на сухое вещество)

Очистку проводят при близком к атмосферному давлении и температуре 28-30°С (оптимальная температура) в ящичных (прямоугольные ящики, внутри которых на деревянных съемных решетках размещают от 2 до 6 слоев поглотительной массы), ящично-башенных и (наиболее часто при больших объемах очищаемых газов) в башенных реакторах Рекуперацию серы из отработанного поглотителя обычно проводят путем его обжига, направляя образующиеся в этом процессе газы в сернокислотное производство.