ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка газов от сернистых соединений и диоксида углерода из "Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа" получаемые при термической переработке твердых топлив, почти всегда необходимо очищать от сернистых соединений, образующихся из серы, содержащейся в угле. Более 90% серы превращается в сероводород, а остальное — в органические сернистые соединения — сероуглерод Sj, серооксид углерода OS, тиофен 4H4S, меркаптаны H2n+iSH, тиоэфиры (СяНап+ОгЗ. Присутствие сернистых соединений в газе крайне нежелательно, так как они способствуют коррозии аппаратуры и трубопроводов, ухудшают качество получаемых продуктов и вызывают отравление катализаторов. Допускаемое содержание сернистых соединений в газах, используемых для синтезов, не должно превышать 2 мг/м . Следует отметить, что извлечь органические соединения серы из газа значительно сложнее, чем сероводород. [c.143] Существующие методы сероочистки газов подразделяют на сухие и мокрые. [c.144] Сухие методы основаны на взаимодействии сернистых продуктов с твердыми поглотителями болотной рудой Ре(ОН)з или с активным углем. Эти варианты обеспечивают очень тонкую сероочистку и используются в качестве конечной технологической операции после предварительной очистки мокрыми методами. [c.144] Мокрые методы в зависимости от характера химических процессов, протекающих при очистке, осуществляются в следующих вариантах. [c.144] В промышленной практике наиболее распространены мышьяково-содовый и карбонатный методы. [c.144] Регенерированный раствор возвращают на улавливание сероводорода из газа. [c.145] Технология выделения сероводорода мышьяково-содовым методом (рис. 4.4) заключается в обработке очищаемого газа рабочим раствором в насадочной скруббере при 35—40°С, расход орошающей жидкости— 15—20 л на 1 м газа в час. В этих условиях содержание сероводорода в очищенном газе составляет 2—3 г/м . При двухступенчатой очистке остаточную концентрацию НгЗ в газе можно понизить до 0,01—0,03 г/м . Регенерацию поглотительного раствора воздухом осуществляют в вертикальных полых цилиндрических аппаратах с расширенной верхней частью для сбора серы, выделяющейся в виде пены. Последнюю отфильтровывают в вакууме, промывают водой, расплавляют (при 135—145 °С и остаточном давлении 350— 450 кПа) и, перекристаллизовывая из расплава, получают товарную серу. [c.145] Несмотря на высокую эффективность извлечения сероводорода, простоту и надежность работы аппаратуры, мышьяково-содо-вый метод является весьма громоздким, особенно на стадиях приготовления рабочего раствора и его регенерации. [c.146] Абсорбцию ведут при 10—40 С, 0,2—5,5 МПа и концентрации моноэтаноламина в поглотительном растворе, равной 15— 20%. Условия регенерации абсорбента 115—130°С и 0,15 МПа. Рассматриваемый процесс обеспечивает достаточно глубокую очистку газа, однако вследствие невысокой поглотительной способности раствора требуются его большие удельные расходы, что сопряжено с повышенными энергетическими затратами. Кроме того, содержащиеся в газе примеси OS, S2, H N и SO2 при взаимодействии с растворителем образуют нерегенери-руемые высокомолекулярные соединения, которые дезактивируют абсорбент. Схема процесса показана на рис. 4.6. [c.148] Указанные недостатки удается устранить, применяя в качестве абсорбентов диэтаноламин, диизопропаноламин, Диэтилен-гликольамин. Использование последнего позволяет на 25—40% снизить удельные расходы растворителя и энергетические затраты по сравнению с очисткой этаноламином. Извлечение кислых компонентов аминами осуществляется путем хемосорбции, благодаря чему достигается глубокая очистка газов. Конечное содержание H2S в очищенном газе снижается до 5—6 мг/м , СО2 —до0,01% (об.). [c.148] В промышленности пспользуются варианты физической абсорбции с использованием таких абсорбентов, как диметиловый эфир полиэтнленгликоля, Ы-метилпирролидон, смесь диизопро-паноламина с сульфоланом. Они обеспечивают хорошую очистку от сероводорода, диоксида углерода и большинства органических соединений серы. Абсорбцию проводят при повышенном давлении до (5 МПа) и пониженной температуре (О—15 °С) а десорбцию — при уменьшении давления до атмосферного (иногда — ниже атмосферного) и повышении температуры до 130—150 С. [c.149] Хорошим абсорбентом для извлечения СО2 и НгЗ из газа является метанол, применяемый при температурах от минус 30 до минус 70 С и давлении до 5 МПа. Абсорбцию метанолом, как правило, проводят в три ступени, каждая из которых имеет свою собственную систему регенерации насыщенного раствора (рис. 4.7). После первой и третьей ступеней поглотитель регенерируют в ректификационных колоннах, а после второй ступени— ступенчатым дросселированием до 20 кПа. Благодаря этому метанол охлаждается до рабочей температуры. Дан-, ный метод позволяет практически полностью извлекать из газов сероводород и органические соединения серы. Степень извлечения СО2 составляет 91—92%. Недостатки способа — громоздкость технологической схемы и сложность аппаратурного оформления. [c.149] Когда содержание серы достигнет 50—60% от массы поглотителя, он станет непригодным для очистки газов. Отработанную массу направляют на сернокислотные заводы, где используют в качестве заменителя колчедана. [c.149] Остаточное содержание органических соединений серы в газе не превышает 0,1 — 1 мг/м . Регенерацию поглотителя осуществляют, продувая через него инертный газ с добавкой воздуха при 500—550 °С. [c.151] Затем этот раствор разлагают острым паром при 125—130 С и 0,2 МПа. В указанных условиях реакция (4,37) протекает в обратном направлении. После извлечения серы активный уголь промывают водой и сушат, в результате чего он вновь пригоден для очистки газа. [c.151] В ряде случаев необходимо очищать газ только от диоксида углерода, например, для повышения теплоты сгорания газа или для тонкой очистки синтез-газа от кислородсодержащих соединений перед подачей его в слой катализатора. Для извлечения СО2 широко используют водную отмывку при повышенном давлении (до 2—2,5 МПа), промывку растворами щелочей, а также проводят упоминаемые выше хемосорбционные процессы с применением растворов алканоламинов или физическую абсорбцию органическими растворителями. Окончательная тонкая очистка газов от СО2 осуществляется адсорбционными методами с использованием активного угля СКТ или синтетического цеолита СаЛ. Эти поглотители дают возможность довести остаточное содержание СО2 в газе до 10 % (об.). [c.151] Вернуться к основной статье