Известняковый и известковый методы

Они включают в себя несколько вариантов мокрой очистки газов с использованием извести Ca(OH)₂ или известняка CaCO₃.

CaCO₃+SO₂+1/2H₂O → CaSO₃∙1/2H₂O+CO₂

Ca(OH)₂+SO₂ → CaSO₃∙1/2H₂O+1/2H₂O

Расчет ведется по отношению к SO₂, так как в дымовых газах он составляет 99% всех сернистых соединений. В обоих процессах шлам, состоящий из продуктов реакции, летучей золы и непрореагирующих компонентов, после обезвоживания удаляется в отвал. Эффективность улавливания окислов серы составляет 85÷95% при работе на топливе с серностью 3,5÷4%. Однако, установкам этого типа присущи недостатки, и именно отсутствие выхода товарной продукции и значительной выход шлама, что чревато опасностью вторичного загрязнения.

Двухциклический щелочной метод

В основе метода лежит скрубберный процесс очистки дымовых газов осветленным раствором солей натрия или аммиака с последующей обработкой известью или известняком.

В результате образуется шлам, идущий в отвал и щелочной раствор, который используется для скрубберного процесса. Для натриевого варианта процесса основные реакции протекают по уравнениям.

Na₂SO₃ + SO₂ + H₂O → 2NaHSO₃

2NaHSO₃ + Ca(OH)₂ → Na₂SO₃ + 3/2H₂O + CaSO₃∙1/2H₂O

Эффективность очистки газа от SO₂ при обработке процесса может составить 90÷99%.

Преимущество метода: сравнительно низкая стоимость, минимальная коррозия оборудования, малая склонность к образованию твердых отложений в скруббере за счет растворов солей натрия или аммония, возможность одновременного снижения выбросов твердых частиц.

Недостатки: необходимость удаления большого количества бросового шлама, а также сложности исключения попадания сульфата кальция в щелочной раствор, что может привести к образованию твердых отложений на поверхности нагрева.

Метод каталитического окисления

В процессе каталитического окисления SO₂ доокисляется в SO₃ в специальном абсорбере, за которым следует устройство для сперации и удаления туманообразной H₂SO₄.

Уходящие газы после высокоэффективной фильтрации твердых частиц (99,6%) подогревается каталитическим окислением до 455 °С. В качестве катализатора используется пятиокись ванадия. Полученная в процессе H₂SO₄ имеет 75÷80% крепость.

Основными достоинствами метода являются низкие эксплуатационные затраты и достаточно высокий КПД по удержанию SO₂ около 90%. К недостаткам следует отнести сравнительно низкое качество побочного продукта и большие капвложения.

Очистка топлива от соединений серы

Основным преимуществом методов этого направления является то, что очистка осуществляется независимо от режимов работы котельной. Установки по сероочистке можно эксплуатировать в номинальном режиме, складируя очищенное топливо.

Методы очистки топлива от серы зависят от вида топлива и требуемой глубины очистки. Очистка от серы жидких топлив практически освоена. В настоящее время применяются два метода очистки жидкого топлива от серы – прямой и косвенный. При прямой сероочистке жидкое топливо обрабатывается путем каталитического гидрирования с выделением серы в виде H₂S и дальнейшим восстановлением до элементарной серы. Метод косвенной сероочистки заключается в перегонке топлива под вакуумом. Глубина сероочистки доходит до 0,3÷0,5% при содержании серы в отходах до 10%.

Сложнее обстоит дело с промышленным освоением процессов сероочистки твердых топлив. В составе углей сера находится в виде органической и колчеданной. Колчеданная сера довольно легко удаляется путем обогащения, так как присутствует в углях в виде отдельных включений. Органическая сера входит в состав горячей массы и удаление ее чрезвычайно сложно. В настоящее время ведутся работы по разработке методов очистки угля от органической серы. Большинство методов связано с применением различных растворителей.

В одном из методов, примененном американцами уголь растворяется в специальном растворителе при t = 450 °С и Р = 14 ата в присутствии водорода. В результате органическая сера переходит в H₂S и удаляется.

Однако, следует отметить, что обработка методов очистки углей от органической серы пока еще не производится на опытных установках.