Спосіб каталітичної очистки газів від діоксиду сірки

Реферат: UA 76278 U UA 76278 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до очистки газів і може використовуватися в хімічній, металургійній енергетичній промисловості. Відомий спосіб очистки промислових газів від діоксиду сірки, що полягає у промиванні газу електроактивованою рідиною (Деклараційний патент України на корисну модель №14497U, 7 B03C 3/10, 2006 p.). Перед зрошенням газу електроактивованим розчином проводять попередню активацію газового потоку стримерним розрядом в іонізаційній камері. Активування розчину NaCl, що має концентрацію 20-50 г/л, відбувається пропусканням його крізь систему залізних електродів у вигляді ємкості, в якій розташовано кошик з діелектричного рідинопроникного матеріалу, що заповнений залізовмісними матеріалами. Недоліком способу є те, що для попередньої активації цілого газового потоку стримерним розрядом в іонізаційній камері необхідно застосовувати потужне джерело стримерного розряду, що в свою чергу веде до підвищення собівартості методу очистки від оксидів сірки за рахунок складного і дорогого електроустаткування, значної витрати електроенергії, насамперед на ділянці підготовки електричного струму до генерації стримерного розряду, значні витрати хлориду натрію. Найбільш близьким по сукупності ознак до способу, що заявляється, є спосіб очищення газу від оксидів сірки (Деклараційний патент України на корисну модель № 53140U, B01D 53/32, 2010 p.). Спосіб включає обробку газу стримерним розрядом і промивання електроактивованим розчином хлориду натрію, який попередньо пропускають крізь систему залізних електродів. Стримерним розрядом обробляють частину газу, а потім активованим газом насичують електроактивований розчин хлориду натрію. Електроактивований розчин хлориду натрію має концентрацію 0,05-0,10 г/л і лужність 7,4-7,85 рН. Час електрообробки електроактивованого розчину хлориду натрію складає 4-6 хв. Недоліком способу є те, що ефективність електроактивованого розчину є чутливою до збільшення кислотності поглинача під час очистки газів, що призводить лише до одноразового використання електроактивованого розчину. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки способу очистки газу від діоксиду сірки, в якому за рахунок додавання оксиду марганцю (IV) при пропусканні розчину хлориду натрію крізь систему залізних електродів забезпечується зменшення чутливості сорбційної ємкості електроактивованого розчину до підвищення його кислотності, збільшення кратності використання електроактивованого розчину під час очистки газів від діоксиду сірки та підвищення ефективності видалення з газу діоксидів сірки. Для вирішення поставленої задачі в способі каталітичної очистки газів від діоксиду сірки, що включає обробку газу стримерним розрядом і промивання електроактивованим розчином хлориду натрію, який попередньо пропускають крізь систему залізних електродів і насичують частиною газу, що очищують, активованого стримерним розрядом, згідно з корисною моделлю, при пропусканні розчину хлориду натрію крізь систему залізних електродів до нього додають оксид марганцю (IV). Концентрація оксиду марганцю в електроактивованому розчині хлориду натрію може становити 0,18-0,25 г/л. Для зменшення чутливості сорбційної ємкості електроактивованого розчину хлориду натрію до підвищення його кислотності та збільшення кратності використання електроактивованого розчину хлориду натрію під час очистки газів від діоксиду сірки при пропусканні розчину хлориду натрію крізь систему залізних електродів додають оксид марганцю (IV), за рахунок чого швидкість каталітичного окиснення діоксиду сірки переважає дію кислотності розчину на іон 2SO 3. На кресленні зображена принципова схема одного з варіантів обробки газів по розробленому способу. Для приготування розчину хлориду натрію використовують солерозчинник 1, з'єднаний трубопроводом для подавання сольового розчину 2 з ванною активації 3, де розміщена система залізних електродів. Ванна активації 3 з'єднана трубопроводом 4 та насосом для подавання електроактивованого поглинача 5 з системою зрошення 6, розташованою в верхній частині абсорбційного апарату 7. Система зрошення 6 з'єднана трубопроводом для подавання активованого газу 8 з іонізаційною камерою 9. Іонізаційна камера 9 з'єднана трубопроводом для подавання газу в іонізаційну камеру 10 та вентилятором для подавання газу в іонізаційну камеру 11 та з газопроводом для подавання газу на очистку в абсорбційний апарат 12. Верхня частина абсорбційного апарату 7 з'єднана з трубопроводом для транспортування очищеного газу 14 та вентилятором для відведення очищеного газу 15. Нижня частина абсорбційного апарату 7 з'єднана з циркуляційним баком 13. Спосіб реалізується наступним чином. У солерозчинник 1 вводиться хлорид натрію у кількості 0,05-0,1 г/л та додається оксид марганцю (IV) у кількості 0,18-0,25 г/л. Сольовий розчин далі надходить по трубопроводу для 1 UA 76278 U 5 10 15 20 25 30 35 подавання сольового розчину 2 в ванну активації 3. Цієї кількості оксиду марганцю (IV) виявляється досить для зниження чутливості сорбційної ємкості електроактивованого розчину хлориду натрію до кислотності розчину при поглинанні діоксиду сірки. Якщо кількість оксиду марганцю (IV), що додається в розчин, менша ніж 0,18 г/л, то спостерігається зменшення кількості іонів Мn в розчині, що призводить до зростання швидкості зменшення розчинності діоксиду сірки в електроактивованому розчині хлориду натрію над швидкістю каталітичного 2+ 3+ +4 окислення діоксиду сірки іонами Fe , Fe та Мn . А це є несприятливим для процесу поглинання оксидів сірки електроактивованим розчином хлориду натрію. Якщо кількість оксиду марганцю (IV) в електроактивованому розчині хлориду натрію більша ніж 0,25 г/л, то спостерігається чутливість сорбційної ємкості розчину хлориду натрію до підвищення температури газу, що очищується, та до вмісту супутніх газоподібних сполук, що містяться в газі, який очищується. Електроактивований розчин хлориду натрію разом з частиною води, що вже була використана в системі, і що відбирається з бункера-краплевловлювача 13 по трубопроводу для подавання електроактивованого розчину 4 за допомогою насоса 5 подається в систему зрошення 6. Для збільшення сорбційної ємності розчину, необхідно наситити його озоном. Тому з газопроводу 12 за допомогою вентилятора 11 по газопроводу 10 проводиться частковий відбір газу, який далі подається на обробку стримерним розрядом в іонізаційну камеру 9. Кількість газу, який подається в іонізаційну камеру 9 визначається початковою концентрацією діоксиду сірки в газі, що подається на очищення, та з урахуванням того, що при застосуванні стримерного розряду енергетичний вихід озону складає 200-250 г О3/кВтч. Контакт газу з електроактивованим розчином відбувається в абсорбційному апараті 7. Після очистки газ по газопроводу очищеного газу 14 за допомогою вентилятора 15 направляється до атмосфери. Спосіб каталітичної очистки газів від діоксиду сірки було перевірено у лабораторних умовах. На початку досліду відбувалося приготування 30 л сірковмісного газу з початковою 3 концентрацією діоксиду сірки в межах 0,5…3,0 г/м . Тим часом готували розчин хлориду натрію, який мав концентрацію 0,05-0,1 г/л, та додавали оксид марганцю (IV) у кількості 0,05-0,30 г/л. Далі пропускали його крізь систему залізних електродів. Час обробки електроактивованого розчину хлориду натрію склав 4-6 хв. Контакт діоксиду сірки з електроактивованим розчином відбувався в абсорбері барботажного типу. Частина сірковмісного газу (10-15 %), перед подаванням його до абсорберу оброблювалася в іонізаційній камері. Час обробки газу в іонізаційній камері склав 3 с. В результаті промивання сірковмісного газу електроактивованим розчином ефективність очистки газу від діоксиду сірки склала 97,5-99,1 %. В таблиці наведені результати лабораторних дослідів по знешкодженню діоксиду сірки. Швидкість пропускання газу крізь абсорбер 0,5 л/хв. Таблиця Результати лабораторних дослідів по знешкодженню діоксиду сірки Початкова концентрація діоксиду сірки, C п SO2 , г/м 3,0 3 Концентрація МnО2 в 3 розчині, г/м Ефективність очистки, η, % 0,05 0,1 0,3 97,51 98,02 99,13 40 Техніко-економічні переваги способу, який заявляється, складаються в зменшені енерговитрат на приготування електроактивованого розчину хлориду натрію на 15-20 % за рахунок додавання оксиду марганцю (IV) при пропусканні розчину хлориду натрію крізь систему залізних електродів. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 1. Спосіб каталітичної очистки газів від діоксиду сірки, що включає обробку газу стримерним розрядом і промивання електроактивованим розчином хлориду натрію, який попередньо пропускають крізь систему залізних електродів і насичують частиною газу, що очищують, активованого стримерним розрядом, який відрізняється тим, що при пропусканні розчину хлориду натрію крізь систему залізних електродів додають оксид марганцю (IV). 2 UA 76278 U 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що концентрація оксиду марганцю в електроактивованому розчині хлориду натрію становить 0,18-0,25 г/л. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3