Теоретичні основи і технології очищення газів і рідин від сульфідної сірки - Автореферат

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук Науковий консультант заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор Яворський Віктор Теофілович ДУ “Львівська політехніка”, завідувач кафедри хімії і технології неорганічних речовин. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Лобойко Олексій Якович, Харківський державний політехнічний університет, завідувач кафедри хімічної технології неорганічних речовин, каталізу та екології; доктор технічних наук, професор Пляцук Леонід Дмитрович, Сумський державний університет, завідувач кафедри прикладної екології та безпеки життєдіяльності; Захист дисертації відбудеться “7” червня 1999 року о 14 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.09 при Державному університеті “Львівська політехніка” за адресою : 290646, м.В результаті промислового перероблення мінеральної та органічної сировини, перебігу природних хімічних та біохімічних процесів вказана сірка переходить в сірководень, який збирається в газах або розчиняється в рідинах, частково переходячи в сульфіди. Внаслідок високої токсичності сірководню очищення газів і рідин від сполук сульфідної сірки є життєво необхідним і, крім того, успішно вирішивши проблеми їх очищення, можна до певної міри забезпечити народне господарство сіркою. В літературі описана велика кількість різних методів очищення газів і рідин від сірководню, які відрізняються фізико-хімічною сутністю, технологічним і апаратурним оформленням, техніко-економічними показниками. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі основні завдання: - визначити кінетичні константи хемосорбції сірководню із газу хінонним поглинальним розчином та регенерації цього розчину в масообмінних апаратах, які максимально відповідають фізико-хімічним основам очищення, і розробити напрямки інтенсифікації очищення; завдяки високій окисній активності поглинального розчину, приготованого на основі хінгідрону, і використанню масообмінної апаратури, що відповідає фізико-хімічним умовам очищення газів від сірководню, вдалось досягти високої швидкості хемосорбції сірководню і його окислення до сірки навіть за низьких концентрацій окисника в рідкій фазі;Дисертаційну роботу умовно можна розділити на дві великі частини: дослідження і розроблення процесів очищення кисневмісних та безкисневих газів від сірководню содовим розчином хінгідронного каталізатора (розділи 2…7 і 12); дослідження і розроблення технології очищення рідин від сірководню і сульфідної сірки методом "мокрого Клауса" (розділ 8…12). Швидкість регенерації поглинального розчину та ступінь перетворення хемосорбованого сірководню в сірку - як результат дії двох швидкостей - окислення хемосорбованого сірководню до сірки і до тіосульфату натрію, із збільшенням концентрації хінону зростають за залежностями up = k·С ut (5) Однак швидкість окислення хемосорбованого сірководню до сірки за малих і середніх концентрацій хінону вкрай мала і як наслідок, велика частина хемосорбованого сірководню переходить в тіосульфат натрію, втрачається сода і швидко нагромаджується тіосульфат в розчині. Результати досліджень впливу концентрації хінгідрону в розчині, проведені при Vлін = 12 м/с, S = 4 шт/м; Т = 293 К, парціальному тиску H2S в газі 1013 Па і швидкості газу в абсорбері 1,37·10-2 м/с показали, що до значень концентрації хінгідрону 4...5 кг/м3 коефіцієнт масопередачі, ступінь хемосорбції і ступінь окислення хемосорбованого сірководню до сірки різко зростають, досягаючи відповідно 1,1·10-6 кг H2S/м3·с·Па, 92 % і 90 %, а далі не змінюються, тобто концентрацію хінгідрону в розчині 5 кг/м3 можна вважати оптимальною. Виконані додаткові дослідження, в яких поглинальний розчин після абсорбції (без регенерації його повітрям, але з доведенням концентрації Na2CO3 до 10 кг/м3) подавали знову в абсорбер, підтвердили вищесказане і показали, що під час очищення повітря з вмістом H2S до 2 %об. хінгідронним методом в камері з ковшоподібними розбризкувачами є можливість одночасно реалізувати три основні стадії процесу - хемосорбцію H2S із газу, окиснення сірководню до сірки і регенерацію поглинального розчину.Для очищення газів і рідин від сірководню та сульфідної сірки найперспективнішими є мокрі хімічні методи, окисниками в яких при очищенні газів від сірководню служать лужні розчини хінону і його похідних, а при очищенні рідин - двооксид сірки. Застосована нами скруберна камера з ковшоподібними розбризкувачами повністю відповідає фізико-хімічним основам хінонного методу, однак, не дає змоги радикально збільшити швидкість окислення хемосорбованого сірководню до сірки. Застосування запропонованого поглинального розчину і високоефективного масообмінного апарата - скруберної камери з ковшоподібними розбризкувачами, дало змогу для очищення повітря з вмістом Н2S до 2 % реалізувати в одному апараті три основні стадії процесу хемосорбцію Н2S із газу, окислення сірководню до сірки і регенерацію поглинального розчину.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ