Процес Перокс.

Як органічний окисник використовували гідрохінон. В процесі Перокс абсорбентом сірководню використовували водний розчин, який містив 4,3 г/дм³ і 0,3 г/дм³ гідрохінону [1-4].

Абсорбцію сірководню і регенерацію розчину в цьому процесі здійснювали за температури 20…22 ⁰С. Витрата поглинального розчину становила 4,3 м³/кг. Ступінь поглинання сірководню досягав 99,99%, а ціаністого водню 96,7%. Близько 75% вловленого сірководню перетворювалось в сірку, 15% в амонію роданід, 6,2% в амонію тіосульфат, а весь гідроген ціанід зв’язувався у амонію роданід [1-4].

Процес Перокс застосовували на декількох заводах для очистки кам’яновугільного газу. Він не отримав широкого розповсюдження через необхідність охолодження коксового газу і поглинального розчину до температури 20…22 ⁰С. При підвищенні температури ефективність процесу знижувалася через зменшення розчинності аміаку у воді [1-4].

Процес Стретфорд.

Із окисних методів очищення газів найбільше розповсюдження в промисловості отримав процес Стретфорд, розроблений у Великобританії і призначений для очищення від сірки природних і промислових газів шляхом повного видалення сірководню і частково – сіркоорганічних сполук [1-4].

В якості абсорбенту в процесі Стретфорд застосовують водний розчин натрію карбонату, який містить натрієву сіль антрахінон-2,7-дисульфокислоти (АДК).

Ефективне протікання процесу забезпечується при рН розчину 8,5…9,5. За вищих значеннь рН реакція між іонами гідрогенсульфіду і карбонільними групами АДК протікає не до кінця. Для повного окиснення гідрогенсульфіду необхідний деякий надлишок АДК. Зазвичай концентрація її в розчині знаходиться в межах 0,2…0,3%, а кількість циркулюючого розчину регулюється таким чином, щоб концентрація гідрогенсульфіду в розчині була в 3-4 рази нижча [2].

Переваги процесу:

1. високий ступінь очищення газів до залишкового вмісту сірководню в газах (менше 1 см³/м³) в широких межах вихідних значеннях його концентрацій в газі (0,05…30% об);

2. антрахінондисульфокислота не токсична;

3. не висока корозія апаратури.

Недоліки:

1. габаритність апаратури;

2. низька швидкість окиснення натрію гідроген сульфіду антрахінондисульфокислотою.

Вдосконалення процесу Стретфорд було досягнуто шляхом додавання до поглинального розчину натрію ванадату, який сприяє збільшенню абсорбційної здатності розчину і швидкості взаємодії гідрогенсульфіду з антрахінондисульфокислотою. Гідрогенсульфід-іони реагують з п’ятивалентним Ванадієм і окисююються до сірки. При подальшій продувці розчину повітрям в регенераторі відновлений Ванадій (ІІІ) знову переходить в п’ятивалентний стан за механізмом, який включає перенесення кисню з допомогою АДК:

H₂S + Na₂CO₃ → NaHS + NaHCO₃ , (2.5)

2NaHS + 4NaVO₃ + H₂O → Na₂V₄O₉ +4NaOH + 2S , (2.6)

Na₂V₄O₉ +2NaOH + H₂O + 2АДК ↔ 4NaVO₃ + 2АГДК, (2.7)

2АГДК + O₂ ↔ H₂O + 2АДК. (2.8)

Окиснення чотиривалентного Ванадію в п’ятивалентний відбувається за допомогою антрахінондисульфокислоти (АДК), яка при цьому відновлюється в антрагідрохінондисульфокислоту (АГДК), а остання окиснюється киснем повітря до АДК. Таким чином, АДК в розчині виконує функцію каталізатора - окиснення іонів Ванадію.

Завдяки високій швидкості окиснення сірководню натрію метаванадатом гідрогенсульфід-іон в розчині перед регенератором практично відсутній, що різко знижує кількість утвореного в регенераторі тіосульфату. За практичними даними [1-4], в тіосульфатну форму переходить від 2 до 8% поглинутого сірководню.

Для високоефективного видалення сірководню із газу (більше 99,99%) концентрація натрію карбонату в поглинальному розчині складає 20…25 г/дм³, а концентрація натрію ванадату відповідає стехіометричному співвідношенні в рівнянні окиснення гідрогенсульфіду до елементарної сірки або приймається з надлишком до 10%. При цьому концентрація сірки в поглинальному розчині досягає 1 г/дм³ [1-4] .

Коксовий газ, який надходить на очищення в установку Стретфорд, необхідно попередньо очистити від нафталіну, смоли, бензолу. Присутність аміаку в коксовому газі не впливає на процес очищення від сірководню, однак при високих його концентраціях, повітря, яке виходить із окиснювального апарату, необхідно очищати перед викидом в атмосферу [2].

Гідроген ціанід абсорбується розчином майже повністю і перетворюється в натрію тіоціанат . Підвищена концентрація цієї солі, а також натрію тіосульфату і натрію сульфату, які утворюються в результаті окиснення натрію гідрогенсульфіду, негативно впливає на поглинальну здатність розчину. Тому при збільшенні концентрації цих солей до 25% частину поглинального розчину виводять із системи, замінюючи його свіжим. На деяких установках робочий розчин повністю замінюють свіжим при підвищенні концентрації баластних солей до 40% [1-4].