3. Техника и технология удаления газообразных вредных веществ из выбросов

Известны четыре метода удаления газовых компонентов:

• абсорбция газов жидкостью;

• адсорбция на поверхности твердого тела;

• каталитическая очистка;

• термическое обезвреживание.

Абсорбционная очистка газов

Разработка и проектирование абсорбционных систем. Важнейшим вопросом проектирования абсорбционных систем является выбор абсорбента.

К абсорбентам предъявляются следующие требования:

• возможно большая абсорбционная емкость;

• высокая селективность;

• невысокое давление насыщенных паров;

• легкость регенерации;

• термохимическая устойчивость;

• невысокая коррозионная активность;

• небольшая вязкость;

• доступность;

• низкая стоимость.

Абсорбционная очистка газов от диоксида серы. Из большинства разработанных хемосорбционных методов очистки газов от диоксида серы чаще всего применяются абсорбция водой, водными растворами и суспензиями щелочных и щелочноземельных металлов.

Известняковые и известковые методы очистки отходящих газов от диоксида серы отличаются простой технологической схемой, низкими эксплуатационными затратами, доступностью и дешевизной сорбента, возможностью очистки газа без предварительного охлаждения и обеспыливания.

Магнезитовый метод. Диоксид серы в этом случае поглощают оксид-гидроксидом магния. В процессе хемосорбции образуются кристаллогидраты сульфита магния, которые сушат, а затем термически разлагают на S0₂-содержащий газ и оксид магния. Газ перерабатывают в серную кислоту, а оксид магния возвращают абсорбцию.

Цинковый метод. Абсорбентом служит суспензия оксида цинка.

Абсорбция хемосорбентами на основе натрия. Достоинством этого метода является использование нелетучих хемосорбентов, обладающих большой поглотительной способностью. Метод может применяться для улавливания диоксида серы из газов любой концентрации.

Аммиачные методы. В этих методах поглощение диоксида серы производится аммиачной водой или водными растворами сульфит-бисульфита аммония с последующим его выделением. Достоинствами метода являются высокая эффективность процесса, доступность сорбента и получение необходимых продуктов (сульфит и бисульфит аммония).

Абсорбция расплавленными солями. Процесс состоит из стадий абсорбции, восстановления и регенерации абсорбента. Абсорбция диоксида серы производится карбонатами с образованием сульфитов и сульфатов металлов.

Абсорбция ароматическими аминами диоксида серы применяется для отходящих газов цветной металлургии на основе растворов ксилидина ил диметиланилина.

Абсорбционные методы очистки газов от оксидов азота. Большей частью с отходящими газами выбрасываются NO и NО₂ при их одновременном присутствии. Для абсорбции оксидов азота используют воду, растворы щелочей и селективные сорбенты, кислоты и окислители.

Абсорбция водой. При абсорбции диоксида азота водой в газовую фазу выделяется часть оксида азота, скорость окисления которого при низких концентрациях мала. Для утилизации оксидов можно использовать разбавленные растворы пероксида водорода с получением азотной кислоты.

Абсорбция щелочами. Для очистки газов применяются различные растворы щелочей и солей.

Селективные абсорбенты. Для очистки газов от NO при отсутствии в газовой фазе кислорода могут быть использованы растворы FeS0₄, FeCl₂, Na₂S₂0₃, NaHS0₃. Для первых растворов протекают реакции с образованием комплексов Fe(NO)S0₄, Fe(NO)Cl₂. При нагреве до 95... 100 °C эти комплексы распадается и NO выделяется в чистом виде, а восстановленный раствор вновь возвращается в производство.

Абсорбционная очистка газов от оксида углерода. Для очистки газов от оксида углерода используют абсорбцию или промывку газа жидким азотом. Абсорбцию проводят также водно-аммиачными растворами закисных солей ацетата, формиата или карбоната меди.

Медно-аммиачная очистка. В случае применения медно-аммиачных растворов образуются комплексные медно-аммиачные соединения оксида углерода.

Абсорбция оксида углерода медь-алюминий-хлоридными растворами. Этот метод применяют при наличии в газе кислорода и больших количеств диоксида углерода. Процесс основан на химической абсорбции оксида углерода раствором смешанной соли тетрахлорида меди и алюминия в различных ароматических углеводородах с образованием комплекса с оксидом углерода. Рекомендуется раствор, содержащий 20...50 % CuAlCl₄ и 50...80 % толуола С₆Н₅-СН₃.