Очистка газов от загрязняющих веществ

Очистка топочных газов от диоксида серы

Уменьшение содержания серы в топочных газах может достигаться разными методами: использованием малосернистых углей, предварительным удалением серы из угля, снижением количества серы, выделяющейся в газовую фазу при горении (связывание серы, например, в сульфат кальция), удалением серы из топочных газов, предварительной переработкой нефти, угля, сланца в жидкое или газообразное горючее (с удалением серы). Поскольку наиболее широко в мировой практике применяются методы обессеривания топочных газов и предварительное удаление серы из нефти и угля, этим методам уделяется основное внимание. Удаление серы при переработке нефти является стандартной операцией.

Основными промышленными методами очистки топочных газов от диоксида серы являются абсорбция и добавление сорбентов в зону горения. С помощью этих методов из топочных газов можно удалять более 90% SO2. Обычно применяются абсорбционные методы - известковый и известняковый, мокры, полусухие и сухие. Основные их недостатки - образование большого объема сульфитов и сульфатов и сложность утилизации последних. Известны также циклические (регенерационные) методы, например магнезитовый, применение которых позволяет получать концентрированный поток SO2 и возвращать сорбент в начало процесса. Однако эти методы имеют свои недостатки и используются значительно реже. [2]

Применяется также подача известняка в зону горения, в кипящий слой или подачу пульпы (известняка и воды) в газовый тракт. Но проблема та же: использование золы и шлака ограничено из-за вторичного загрязнения воды и почвы сульфатами.

Известковый и известняковый методы. Основные химические реакции, протекающие при взаимодействии SO2 с пульпой гидроксида кальция или известняка, описываются следующими уравнениями:

СаО + Н2О = Са(ОН)2

Са(ОН)2 + СО2 = Са СО3 + Н2О

Са СО3+ СО2+ Н2О = Са(НСО3)2

Са(НСО3)2 + SO2 + Н2О = СаSО3 2Н2О + 2СО2

СаSО3 2Н2О + ½ О2 = СаSО4 2Н2О

Образующийся в процессе улавливания SO2 сульфит кальция плохо растворим в воде и образует мелкокристаллический осадок СаSО3 2Н2О. Под действие воздуха он частично переходит в сульфат кальция. При абсорбционном выделении SO2 происходит также очистка газа от частиц летучей золы и других веществ. Поэтому образующаяся пульпа имеет сложный переменный состав и содержит смесь сульфита и сульфата кальция, непрореагировавшего СаСО3 или Са(ОН)2, частиц летучей золы и других веществ. Это в значительной мере затрудняет дальнейшее использование образующего шлама. В большинстве случаев его сбрасывают в отвал, где он является источником вторичного загрязнения окружающей среды.

Разработаны и освоены в промышленности методы очистки дымовых газов от SO2 с получение строительного гипса. Окисление сульфита кальция и кристаллизация гипса. Окисление сульфита кальция и кристаллизация гипса протекают при подкислении, поэтому предусмотрены подача серной кислоты и продувка воздухом.

Магнезитовый метод.

Сущность метода состоит во взаимодействии SO2 с суспензией Mg(ОН)2 по реакции:

Mg(ОН)2 + SO2 + 5 Н2О = MgSO3 6Н2О

Достоинствами метода являются его цикличность, высокая эффективность (степень очистки 90-92%), возможность утилизации SO2. Основной недостаток процесса - большое количество твердофазных стадий, что приводит к сильному абразивному износу аппаратуры и загрязнению среды твердыми частицами. Весьма значительными являются и энергетические расходы на разложение сульфита и сульфата магния.

Аммиачные методы

В основе этих методов лежит процесс абсорбции SO2 раствором сульфита аммония:

SO2 + (NН4)2 SO3 + Н2О = 2NН4НSО3

В дальнейшем в результате химических превращений из образующегося гидросульфата аммония выделяют оборотный раствор (NН4)2 SO3 и концентрированный поток SO2.

Недостатком всех аммиачных методов очистки является необходимость глубокого охлаждения газов перед стадией абсорбции.

Общий недостаток всех абсорбционных методов - необходимость дополнительного нагрева очищенных газов перед их выбросом в атмосферу.

Очистка дымовых газов с получением серы

В ряде стран разработан регенерационный циклический способ очистки дымовых газов от оксидов серы с получением серы. Топочные газы очищаются от пыли в электрофильтрах и дочищаются водой, при этом происходит очистка от тяжелых металлов. Далее SO2 взаимодействует в абсорбере с раствором сульфида натрия:

SO2 + Na2 S = Na2 SО4 + 2 S

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи по экологии

Оценка степени загрязнения атмосферы г.Твери за период 2010-2011г.
В процессе развития человеческой цивилизации города становились средой жизнедеятельности всевозрастающего числа людей. В России 73% населения сосредоточено в городах. В некоторых странах эт ...

Экологический кризис в России
Экологический кризис - особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Причины ...

Очитка выбросов токсичных компонентов от сжигания минерального сырья
Атмосферный воздух - один из главных источников жизни на земле. Потребность человека в воздухе зависит от его состояния, условий работы и колеблется от 15 до 150 тыс.л. в сутки. Воздух испо ...