Способ очистки отходящих газов от сернистого ангидрида путем окисления при высокой температуре на ванадиевом катализаторе и др. Применение хемосорбента в очистке газов и способы его введения. Характеристика технологии очистки газов (последовательность).
Аннотация к работе
В настоящее время, в результате производственной и хозяйственной деятельности человека в атмосферу выбрасывается громадное количество кислых газов, в основном сернистых соединений, поступающих в атмосферу в результате сжигания твердого, жидкого игазообразного серосодержащего топлива в котельных, электростанциях и промышленных печах, относительно быстро осаждающегося на землю, преимущественно в виде «кислых дождей». Изобретение относится к способам очистки отходящих газов от сернистого ангидрида в производстве серной кислоты с получением сульфата кальция. очистка газ ангидрид хемосорбент Существует способ очистки газов от сернистого ангидрида путем окисления сернистого ангидрида в серный, в слое кипящего катализатора при температуре 350-600 градусов. Однако этот способ требует проведения предварительной пылеочистки газов, что делает процесс более сложным. Наиболее близким к изобретению по 15 технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газов от сернистого ангидрида, заключающийся в окислении SOO в SOG на твердом ванадиевом катализаторе 2О при высокой температуре (340-410 С) и объемной скорости 1000-8000 ч "с последующей обработкои газов при 60250 С водяным паром н газообразным аммиаком Г21 .К сожалению, методов без недостатков не существует, как не существует и идеального производства.
Введение
По всему миру существует огромное количество заводов, комбинатов, промышленных комплексов. Человек всегда стремился создавать. Создавать больше, лучше, прибыльнее. И вместе с тем не заметил, как создал себе глобальную проблему - экологическую.
В настоящее время, в результате производственной и хозяйственной деятельности человека в атмосферу выбрасывается громадное количество кислых газов, в основном сернистых соединений, поступающих в атмосферу в результате сжигания твердого, жидкого игазообразного серосодержащего топлива в котельных, электростанциях и промышленных печах, относительно быстро осаждающегося на землю, преимущественно в виде «кислых дождей».
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и сточные воды агломератами токсичны для человека и вызывают не только загрязнение окружающей среды, но и разрушение строительных конструкций и сооружений, а также активную коррозию технологического оборудования. Поэтому на сегодняшний день остро стоит проблема отчистки. В частности от такого опасного вещества как сернистый ангидрид SO2.
Цель этой курсовой работы рассмотреть наиболее эффективные методы очистки газовых потоков от сернистого ангидрида с точки зрения экологии.
1. Способ очистки отходящих газов от сернистого ангидрида
Изобретение относится к способам очистки отходящих газов от сернистого ангидрида в производстве серной кислоты с получением сульфата кальция. очистка газ ангидрид хемосорбент
Существует способ очистки газов от сернистого ангидрида путем окисления сернистого ангидрида в серный, в слое кипящего катализатора при температуре 350-600 градусов.
Однако этот способ требует проведения предварительной пылеочистки газов, что делает процесс более сложным.
Наиболее близким к изобретению по 15 технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газов от сернистого ангидрида, заключающийся в окислении SOO в SOG на твердом ванадиевом катализаторе 2О при высокой температуре (340-410 С) и объемной скорости 1000-8000 ч "с последующей обработкои газов при 60250 С водяным паром н газообразным аммиаком Г21 . 25
Недостатком способа является невысокая степень очистки газов, которая составляет 85%.
Цель изобретения ВЂ” повышение степени очистки. 30
Поставленная цель достигается предложенным способом, по которому окисление SO в SOG ведут во взвешенном слое твердого катализатора при вдувании в слой катализатора мелкодисперсного сухого хемосорбента с последующей утилизацией получающегося продукта (CAS04 ) и очистки газов от пыли.
Целесообразно вести окисление при объемной скорости газа 15000-24000ч " и температуре 600-650 С, а в качестве хемосорбента использовать окись или карбонат кальция с дисперсностью .
10-400 мкм, взятый в количестве 2040% стехиометрического избытка по отношению к SO@ .
Такое ведение процесса позволяет получить степень очистки газов от
50 до 98% БЕЗ применения предвари-: тельной очистки газов от пыли.
Объемная скорость газа 15000ВЂ”
24000 ч-" за счет более полного использования внутренней поверхности зерен катализатора позволяет интенсифицировать процесс окисления SO< в SO, а температура 600-650 С способствует укрупнению частиц продуктов реакции. Так содержание частиц размером менее 50 мкм в продуктах, 4 реакции при температуре обработки 600-650 С составляет 4Ъ, а при 500550 С ВЂ” 10Ъ. Это дает возможность очистить газ от твердых продуктов на 8-99Ъ.
Хемосорбент целесообразно вводить в виде частиц размером не менее 10 мкм, так как применение более мелких частиц снижает коэффициент очистки газа от пыли до 80-83Ъ и не более 400 мкм, так как реакционная способность частиц снижается с увеличением их размера.
Применение хемосорбента в количестве менее 20Ъ против стехиометрии вызовет снижение степени очистки газов от SO до 94-96Ъ, а повышение количества хемосорбента выше 40Ъ против стехиометрии неоправданно экономически.
Снижение объемной скорости ниже 15000 ч-" приводит к снижению производительности способа на 6-7Ъ. Повышение скорости выше 24000 ч вызовет снижение очистки газов до 96Ъ.
Пример. В контактный аппарат на первый слой ванадиевого катализатора подают 28000 нм /ч газа с объемной скоростью 20000 ч-" . Газ содержит 0,2Ъ SO> (164 кг). Одновременно в слой подают окись кальция дисперсностью 10 мкм в количестве 72 кг. При этом в слое происходит окисление SO до SO . На второй слой катализатора подают 100 кг окиси кальция. Общее количество окиси кальция составляет 172 кг, т.е. 20Ъ избытка от стехиометрического количества по отношению к SO.
В результате получают 341 кг CASO 28 кг Са0 и гаэ, содержащий SO<, в количестве 3,28 кг. Степень очистки газа от SON составляет 9 Ъ. Газ с содержанием пыли 13 г/нм направляют в циклон. На выходе из циклона газ содержит 0,08 г/нм пыли.
1. Способ очистки отходящих газов от сернистого ангидрида путем окисления при высокой температуре на ванадиевом катализаторе с последующей утилизацией последнего, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки, во взвешенный слой катализатора вдувают мелкодисперсный сухой хемосорбент, и процесс ведут при объемной скорости газа 15000-24000 ч " и температуре600-650 С.
2. Способ по и.. 1, отличающийся тем, что в качестве сухого хемосорбента используют окись кальция или карбонат кальция с дисперсностью 10-400 мкм.
3. Способ по пп. 1-2, о т л и ч а ю шийся тем, что сухой хемосорбент вводят в 20-40Ъ-ном стехиометрическом избытке по отношению к сернистому ангидриду.
Возможность снижения содержания SO2 в отношениях произ-венных газов з-дов по получению элементов S из H2S (по методу Клауса) при условии обеспечения высокой эффективности процесса явилась одной из причин появления в последние годы ряда аналитических методик, позволяющих оценить влияние различных факторов на эффективность производств рассматриваемого профиля. Описывается, в частности, методика, разработанная специалистами компании «Pan American Petroleum Corp.» и предназначенная для анализа эффектиности на заводах производительностью до 6 Т S в сутки. Согласно предложенному способу очистки дымовых газов ТЭС от SO2 они проводят через воздухоподогреватель, где их температура снижается до 115-250 градусов, и затем подаются в скруббер Вентури, орошаемый жидкостью из промежуточной емкости (ПЕ). Затем частично очищенные газы направляются на окончательную очистку в абсорбент, а отработанная жидкость из скруббера, а концентрированная взвесь направляется в смесимтель, куда подается исходный реагент - доломит (CACO3;MGCO3). В результате взаимодействия доломита с Mg(HSO3)2, образующихся в процессе очистки газа, получают нер-римый CASO3 и MGSO3. Суспензию отфильтровывают и промывают водой. Тв. Остаток отправляют на захоронение, а фильтрат делят на два потока: один направляют в ПЕ, а второй на переработку в центрифугу А. Вторичная очистка в абсорбере производится с помощью жидкости их ПЕ. В абсорбер подаются так же MGO и Mg(OH)2, образующийся в результате регенерации абсорбента. Отработанный р-р из абсорбра направляется в цетрифугу Б, откуда центрифугат поступает в ПЕ, а твердый остаток подается в емкость с целью превращения MGSO3*6H2O в MGSO3*3H2O путем нагревания острым паром до температура 90 градусов. Нагретая взвесь подается затем в центрифугу А, откуда центрифугат направляется в ПЕ, а твердый остаток в смеситель.
В смесителе типо глиномялки кристаллы сульфата магния смешиваются с пылевидным углем и направляются в сушилку, работающую во взвешенном слое. В эту сушилку подается также небольшое количество фильтрата, направляемого в центрифугу А.
Выхлопные газы из сушилки проходят через циклон и направляются в начальную точку системы очистки. Полученный в сушилке порошок подается транспортом в хранилище, откуда дозатором направляется в обжиговую двухступенчатую печь кипящего слоя. В этой печи при температуре 600-950 градусов образуются MGO и SO2. Концентрация SO2 в газовой смеси до 14%, что позволяет использовать этот газ для получения серной кислоты.
Возможно также образование в процессе регенерации смеси SO2 и H2S; в таком случае эта газовая смесь используется в процессе Клаусса. Образующийся в процессе регенерации MGO смешивается с водой и полностью направляется в абсорбер для окончательной очистки дымовых газов от SO2; рекомендуемая концентрация MGO в этом потоке 10-50%
Вывод
Мы рассмотрели методы очистки отходящих газов от сернистого ангидрида. Какие-то из них являются эффективными, например метод адсорбции.
К сожалению, методов без недостатков не существует, как не существует и идеального производства. Самым идеальным вариантом производственного процесса, не загрязняющего окружающую среду, было бы производство с переработкой отходов и потреблением их в качестве вторичного сырья. Имеет место создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса опять же с целью дальнейшей их переработки. И именно поэтому разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем очистки является сейчас основным направлением технического прогресса и становлением перехода к безотходному производству и безотходным технологиям.
Список литературы
1) Lapple Walter C., Matty Robert E. SO2 absorption system with regeneration of absorbent // The Babeock of Wilcox Co. 1971.T40.C68-69.
2) Sudduth L.F., Farmer S.K., Evaluation of sulfurplant efficiency - a new stoichiometrik method // Oil and Gas J.1970.T68.№50.C.102-104,109-112.
3) Austin Robert R., Vincent Arthur Leonard. Gas removal methob and composition // International Telephone and Telegraph Corp.1975.T7.№12.С.90-91.
4) Дзюнза К.К., Способ очистки газов // Химические технологии. Япония.№14.С.25-26.
5) Судоуки Такэо., Кэйсону то сэйге, J. Soc. Instrum. and Contr. Eng.Япония.1970.Т9.№12.С.901-903.
6) Мустафина И.З., Ситдиков М.С. Некоторые вопросы совершенствования планирования эффективности обновления техники // Химические технологии переработки нефти и газа.1980.С.69-70.