Спосіб очистки газів від діоксиду вуглецю

Спосіб очистки газів від дюксиду вуглецю абсорбцією гарячим розчином поташу, активованим етаноламіном, антиспінювачем, інгібітором корозії - п'ятиокисом ванадію, з наступною регенерацією насиченого абсорбенту й рециркуляцією регенерованого розчину на стадії абсорбції, який відрізняється тим, що в потік регенерованого абсорбента додається водний розчин нітриту калію з концентрацією 0,5-1,0 мас % та підтримується концентрація його в насиченому абсорбенті в межах 0,0004-0,005 мас % Винахід відноситься до способів очищення газів від дюксиду вуглецю розчинами поташу і застосовується у виробництві аміаку Може бути використано в інших технологічних процесах Широко відомо очищення газів від дюксиду вуглецю гарячими розчинами поташу, які активують різними добавками Зокрема, розчином "Карсол" абсорбент, що містить 20-28% розчин поташу (К2СО3), у який додають 1,8-2,0% діетаноламіна (ДЕА) - активатор, інгібітор корозії - п'ятиокис ванадію (V2O5) У КІЛЬКОСТІ 0,28-0,35% й антиспінювач ного розчину нітриту калію в насичений розчин і підтримці концентрації KNO2 0,01-0,1% мас, що призводить до зниження ступеня очищення й ефективності роботи обладнання за рахунок відкладення осаду на робочих поверхнях, підвищенню витрати окислювача Задачею способу очистки газів від дюксиду вуглецю є зниження вмісту оксидів азоту в газі та швидкості корозії металу в абсорбційному розчині без окислювання активатора в процесі окислювання чотирьохвалентного ванадію шляхом обгрунтування режиму, місця введення нітриту калію, його КІЛЬКОСТІ, підвищення ступеня очищення газу від діоксиду вуглецю, усунення осаду Технічно задача вирішується шляхом проведення очистки абсорбцією гарячим розчином поташу, активованим етаноламіном, антиспінювачем, інгібітором корозії - п'ятиокисом ванадію, з наступною регенерацією насиченого абсорбенту та рециркуляцією регенерованого розчину на стадію абсорбції, в який додається водний розчин KNO2 з концентрацією 0,5-1,0 мас % та підтримується концентрація його в насиченому абсорбенті в межах 0,0004-0,005 мас % Даний спосіб дозволяє цілком уникнути можливого окислювання етаноламшів (ДЕА, або суміші ДЕА з 15-25% моноетаноламіном), є найбільш безпечним Введення KNO2 у формі 0,5-1,0% водного розчину, на відміну від відомого способу, що не обмежує концентрації водяного розчину, запобігає утворенню осаду в розчині Підбір найбільш оптимального місця введення водного розчину KNO2 у регенерований абсорбційний розчин, під (різні СИЛІКОНОВІ олії) У процесі очищення п'яти валентний ванадій поступово відновлюється, тому для окислювання ванадію в регенератор періодично подають повітря Інакше різко підсилюється корозія, випадає осад, який містить залізо та ванадій, що викликає спінювання, (1 Семенова Т И й ш Очищення технологічних газів -М ХІМІЯ, 1977 -С 247-258) Недолік зазначеного способу полягає в тому, що під час подавання повітря до системи відбувається окислювання діетаноламіна (ДЕА), і зниження ефективності активуючої добавки, підвищується и витрата З метою усунення зазначеного недоліку для окислювання чотирьохвалентного ванадію замість повітря використовують ІНШІ окислювачі Найбільш близьким є застосування для що мети нітриту калію (KNO2) (2 Хабибуллин и др Современные методы очистки газов Тематический обзор - М ЦНИИТЭнефтехим, 1988 -С 26-прототип) Недоліками цього способу є утворення оксидів азоту й осаду при введенні концентрованого вод ю (О 42659 тримання оптимальної концентрації KNO2 у розчині абсорбента дозволяє скоротити до мінімуму утворення окислів азоту в системі, що сприяє підвищенню ступеня очистки газу від дюксиду вуглецю та зниженню швидкості корозії металу в абсорбційному розчині Спосіб очистки газів від дюксиду вуглецю здійснюють таким чином Приклад 1 У виробництві аміаку в агрегаті потужністю 1360 т ІЧНз за добу, технологічна схема процесу очищення газу від дюксиду вуглецю здійснюється гарячим розчином поташу [1] Технологічний газ (складу в % об Н2 - 63, N 2 - 19,8, СН4 0,26, CO - 0,33, СО2 - 16,2, Аг+О2 - 0,35) пропускається крізь сорбент, що містить 20,4% К2СО3, 2,72% КНСОз, 1,8-2% моноетаноламшу (ДЕА, або ДЕА в суміші з 15-25% відпрацьованого моноетаноламшу - МЕА), 0,36% V' \ 0,16% V+4 До регенерованого розчину додасться 1,0% водяний розчин KNO2 Концентрація KNO2 контролюється і підтримується в КІЛЬКОСТІ 0,005 мас % у насиченому абсорбційному розчині У пробі абсорбенту, після дозування розчину KNO2, візуально визначається наявність осаду Ступінь очищення розраховується по вмісту СО2 у вихідному й очищеному газі Вміст ОКСИДІВ азоту (NOX) в очищеному газі визначається фото-колориметрично, швидкість корозії визначають потенцюстатично за методикою дослідження корозійної СТІЙКОСТІ металів Результати в таблиці Приклад 2 Аналогічно прикладу 1 У регенерований розчин подається водний розчин KNO2 з концентрацією 0,5% мас Концентрація KNO2 у насиченому абсорбційному розчині - 0,0027% мас Результати в таблиці Приклад 3 Аналогічно прикладу 1 Концентрація водного розчину KNO2 - 1,0% мас, концентра ція KNO2 в абсорбційному розчині - 0,0004% мас (таблиця) Приклад 4 Аналогічно прикладу 1 Концентрація KNO2 у насиченому абсорбційному розчині 0,01% мас Результати в таблиці Приклад 5 Аналогічно прикладу 1 Концентрація KNO2 у насиченому абсорбційному розчині 0,1% мас Результати в таблиці Приклад 6 (прототип) Подача водяного розчину KNO2 здійснюється в насичений розчин Концентрація KNO2 у насиченому розчині 0,05% мас (таблиця) Приклад 7 Аналогічно прикладу 1 Концентрація водяного розчину KNO2 в абсорбційному розчині 2% мас Результати в таблиці Приклад 8 Водяний розчин KNO2 не дозується Результати в таблиці Як бачимо з таблиці, у даний способі (приклади 1-3) у порівнянні з відомим способом, що передбачає вищу концентрацію KNO2 чи введення його в насичений розчин (пр 4-6), досягається зниження окислів азоту з 5,7-177,4 мг/м3 до 0,230,86 мг/м3, підвищується ступінь очищення на 0,150,25%, швидкість корозії знижується в 1,8-2,1 рази Використання суміші розчинів етаноламшів зменшують витрату, а ДЕА в суміші з відпрацьованим МЕА (15-25% концентрації) дозволяє відмовитися від очистки низькоконцентрованого розчину, зменшити викиди без погіршення технологічних характеристик При концентрації водяного розчину KNO2 межі, (пр 7) випадає осад Відсутність KNO2 із системі (пр 8) призводить до переходу п'яти валентного ванадію в чотирьохвалентний, посиленню корозії обладнання Таблиця Результати випробувань порівнюваних способів №/№ прикладу 1 2 3 4 5 6 7 8 Вміст ванадію, % вага V +4 0,47 0,45 0,44 0,46 0,47 0,45 0,44 0,36 V +5 0,02 0,04 0,05 0,04 0,03 0,06 0,06 0,16 Ступінь очи- Зміст ОКСИДІВ Наявність стки газу від азоту в газі, осаду 3 мг/м СО2, % вага 99,75 0,86 Немає 99,78 0,55 Немає 99,80 0,23 Немає 99,65 5,7 Немає 99,60 43,4 Немає 99,50 177,4 Немає 99,60 1,4 Є 99,60 0,14 Оте Швидкість корозії, мм/рік 0,22 0,26 0,37 0,60 0,63 0,65 0,47 2,96 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг с)бл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вулі Горького, 180 (044) 268-25-22 Вміст етаноламшу, % вага 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25