Компресор; 2 – адсорбери; 3 – теплообмінники

 

 

У практиці очищення від H₂S технологічних газів знаходять застосування і інші твердофазні поглиначі, що отримуються на основі оксиду цинку, оксидів цинку і міді, а також відпрацьовані каталізатори процесів низькотемпературної конверсії оксиду вуглецю, що містять цинк і мідь. Поглинання H₂S цими хемосорбентами засноване на наступних реакціях:

 

H₂S + ZnO → ZnS + H₂O, (4.12)

H₂S + Cu → CuS + H₂, (4.13)

H₂S + 2 Cu → Cu₂S + H₂. (4.14)

 

Перераховані взаємодії практично незворотні в інтервалі температур 200-500°С, тому процеси очищення газів від H₂S з використанням названих хемосорбентів вимагають попереднього нагріву газових потоків. Відпрацьовані поглиначі зазвичай не регенерують, хоча відновлення їх поглинальної здатності, що ускладнює і здорожчує відповідні процеси, можливе, зокрема, окисненням сульфідів киснем при 500-550°С при дотриманні ряду умов, що запобігають перегріву поглинача теплом, яке виділяється при цьому і пов'язаному з цим зниженню активності.

 

Очищення від сіркоорганічних сполук. У промисловості завдання запобігання забрудненню атмосфери сіркоорганічними сполуками (сірковуглець CS₂, сіркооксид вуглецю COS, тіофени C₄H₄S, меркаптани – спирти загальної формули RSH, ефіри R-S-R і ін.) зазвичай тісно пов'язані з технологічним очищенням різних газових потоків, вміст в яких цих забруднювачів, як правило, не перевищує декілька десятих відсотка.

Некаталітичне сухе очищення газів від сіркоорганічних сполук включає хемосорбційні і адсорбційні способи. Більшість хемо­сорбційних способів заснована на використанні сорбентів, що готуються з оксидів цинку, заліза, міді і деяких інших металів. Очищення газів проводять при 200-400°С, що забезпечує практично повну хімічну взаємодію сіркоорганічних сполук з поглиначем. Разом з тим ці способи не забезпечують повного очищення газів від таких забруднень, як тіофени і органічні сульфіди.

Адсорбційні способи засновані на використанні активного вугілля і синтетичних цеолітів і не вимагають нагріву газів, що очищаються. Активне вугілля, краще поглинаючи серед інших сіркоорганічних сполук тіофени і сірковуглець, погано адсорбує сіркооксид вуглецю і дисульфіди. Різновидом очищення з використанням активного вугілля є процес окиснення на його поверхні сіркоорганічних сполук в присутності кисню і аміаку (у кількостях 0,1% і двох- трьохкратного надлишку до вмісту сірки відповідно) з фіксацією продуктів окиснення вугіллям (так званий окиснювальний метод). Проте його використання обмежене можливістю окиснення при звичайній температурі лише сіркооксиду вуглецю.

Один з варіантів технології очищення від CS₂ вентиляційних викидів виробництв віскозних волокон з використанням активного вугілля (APT, CKT) в апаратах киплячого шару представлений на рис. 4.9.

Вентиляційні викиди, що направляються зі стадії рідкофазного очищення їх від H₂S, подають в теплообмінник для підігріву і потім направляються в адсорбер, в якому у псевдозріджених шарах активного вугілля, розташованих над перфорованими полицями (сітками), проводять поглинання CS₂. Звільнений від CS₂ потік вентиляційних викидів направляють для очищення від частинок вугільного пилу в циклони і потім викидають в атмосферу. Уловлений вугільний пил шнеком повертають в адсорбер.

 

Рисунок 4.9 – Схема установки очищення вентиляційних викидів виробництва сентитичного волокна від сірковуглецю активним вугіллям в киплячому шарі

Теплообмінники; 2 – елеватор; 3 – адсорбер; 4 – циклон; 5 – шнек; 6 – відпарна колона; 8 – сепаратор; 9 – промивна башта; 10 – відстійник; 11 – насос; 12 – регенератор; 13 – вентилятор; 14 – охолоджувач; 15 – транспортер; 16 – збірник.

 

 

Насичений CS₂ адсорбент передають на регенерацію у відпарну колону, у верхній частині якої при 120°С з активного вугілля десорбують CS₂, а в нижній її частині при 150°С йде його сушка.

Висушене вугілля передають в охолоджувач, куди нагнітається повітря; охолоджене до 100°С вугілля транспортером і елеватором повертають в адсорбер.

При поглинанні CS₂ в адсорбенті утворюються сполуки, що не десорбуються з нього у відпарній колоні. Тому частину активного вугілля після його виходу з цього апарату подають в регенератор, що нагрівається парою високого тиску до 350°С. Піддане глибокій регенерації вугілля приєднують до основного потоку в охолоджувачі.

Суміш парів Н₂О і CS₂ з відпарної колони послідовно охолоджують в теплообміннику і холодильнику. Сконденсований при цьому CS₂ відокремлюють в сепараторі і направляють в збірник, звідки рідкий CSО повертають у віскозне виробництво. Несконденсовані пари Н₂О і CS₂ обробляють холодною водою в промивній башті. Сконденсований в ній CS₂ разом з водою поступає в сепаратор, де вода відділяється від CS₂ і насосом повертається на зрошування промивної башти. Сепарований CS₂ передають в збірник, забезпечуючи таким чином майже повну його утилізацію.

Синтетичні цеоліти (СаА, NaX) забезпечують тонке очищення газів від сіркоорганічних сполук. Особливістю цих адсорбентів є значна поглинальна здатність щодо тіофенів.

Всі перераховані способи адсорбційного очищення газів від сіркоорганічних сполук характеризуються можливістю регенерації і багаторазового використання адсорбентів.