Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Способ удаления диоксида серы из газов, со­держащих примеси диоксида серы и кислород, пу­тем контакта с поглотителем, содержащим восстановленную медь в количестве 10-30 мас. % в пересчете на металлическую медь от массы погло­тителя, на термостойком носителе - оксиде алю­миния или оксиде кремния с периодической регенерацией насыщенного поглотителя контакти­рованием с газом-восстановителем, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени работы погло­тителя путем повышения егосорбиционной емкости, используют поглотитель, содержащий восстанов­ленную медь в мелкодисперсной форме с удельной поверхностью, равной 57-91м /г меди.

Текст

Изобретение относится к технологии сорбционного удаления SO2 из смеси газов, содержащих также Ог, применяемой для защиты окружающей среды при работе химических заводов, электростанций и котельных и позволяющей увеличить еремя работы поглотителя за счет повышения его сорбционной емкости Газы, содержащие примеси SO2 и кислород, контактируют с поглотителем и периодически регенерируют насыщенный поглотитель при контакте его с газом-восстановителем - водородом. Поглотитель содержит восстановленную Си в количестве 10-30 мас.% в пересчете на металлическую Си на термостойком носителе АЬОз или S1O2. Поглотитель содержит восстановленную Си в мелкодисперсной форме, обеспечивающей ее удельную поверхность, равную 57-91 м 2 /г Си. Сорбционная емкость поглотителя составляет 0,65 молей 50г на 1 моль Си, если удельная поверхность составляет 85 м 2 /г Си, и 0,45 молей SOa на 1 моль Си при 91 м 2 /г Си и концентрации SO2 на выходе менее 1 ч/млн.Отходящий газ после регенерации не содержит SO3 и H2S. 2 ил. Изобретение относится к хемосорбционным способам удаления SO2 из смеси газов, содержащих также Ог, и может найти применение для защиты окружающей среды при работе химических заводов, электростанций и котельных, использующих ископаемое топливо. Цель изобретения - увеличение времени работы поглотителя за счет повышения его сорбционной емкости На фиг. 1 и 2 приведены графики, поясняющие способ. П р и м е р 1. Для получения поглотителя 57,3 г Си(ЫОз)2 • ЗН2О растворяют в 1,4 л деионизировзнной воды. Добавлением нескольких капель азотной кислоты рН раствора доводят до 2. В 1,5 л деионизированной воды суспендируют 106 г мелкодисперсного SiO2 (Аэросил 200 V) и рН с-успензии также добавлением азотной кислоты доводят до 2 В 0,7 л деионизированной воды растворяют 40 г мочевины и рН раствора доводят аналогичным образом до 2. Суспензию SiO?, раствор мочевины и раствор нитрата меди последовательно подают в сосуд емкостью 4,8 л, предварительно нагретый до 90°С. Затем добавляют деиоьизированиую воду, доводя общий объем до 4,5 л Полученную суспензию непрерывно и интенсивно перемешивают. После окончания осаждения пропитанный носитель отделяют от суспензии, промывают, высушивают 24 ч при 120°С и затем размельчают 1 г поглотителя до размера частиц примерно 1 Л 1657046 0,8 мм, прокаливают в атмосфере зэота снаполностью в течение определенного периочала 2 ч с повышением температуры до да времени, отходящий газ содержит менее 450°С и затем 2 ч при 450°С. Затем поглоти1 ч. на млн (0,0001 %)SO2. тель охлаждают до температуры ниже 100°С Первые признаки насыщения появляи восстанавливают пропусканием смеси 5 ются спустя 234 мин. К этому моменту мо10% водорода и азота сначала 2 ч при темлярное отношение SO2/Cu равно 0,65. пературе, повышающейся до 450°С, затем 2 Когда содержание SO2 на выходе из реакточ при 450°С. Полученный поглотитель сора возрастает до 100 ч. на мли (0,01 ^ о т н о держит около 10 мас.% металлической мешение SCh/Cu составляет 0,75. При ди в пересчете на общую массу поглотителя. 10 содержании SO2 на выходе 200 ч. на млн Удельная поверхность меди, доступной для (0,02%) SO2/CU равно 0.82. После полного газовой фазы, составляет примерно 85 м /г насыщения поглотительную массу регенеметаллической меди. После восстановления рируют газовой смесью, содержащей 1182 поглотитель переокисляют пропусканием ч. на млн (0,118%) водорода в азоте, при над ним газового потока, содержащего кис- 15 400°С. В ходе восстановления в отходящем лород, после чего его можно использовать из реактора газе водород фактически не обдля удаления SO2 из газов. наружен. П р и м е р 4. Поглотительная масса П р и м е р 2, В 0,5 л деионизированной приготовлена в соответствии с примером 2. воды растворяют 16,3 г Си(ЫОз)2 ' ЗНгО. С помощью азотной кислоты устанавли- 20 В кварцевый реактор вносят ~ 30 мл поглотителя (15 г). Содержание Си составляет вают рН раствора равным 2, В 0,5 л деиони^30% от общей массы. Поглотитель предвазированной воды суспендируют 10 г SIO2 в рительно обрабатывают газовой смесью, сотонкоизмельченном состоянии (Аэросил) и держащей 10 об.% 02 в азоте, при рН суспензии аналогичным образом доводят до 2. Сосуд емкостью 1,5 л подогревают 25 температуре, постепенно повышающейся до 90°С. Подают суспензию БЮг, затем 300 до 500°С. Затем сорбент охлаждают до мл раствора, содержащего 20 г мочевины. В 400ьС. и пропускают над ним газовую ходе разложения мочевины значение рН посмесь, содержащую 443 ч. на млн (0,0443%) стоянно поддерживают равным 5 с поSO2 и 10498 ч. на млн (1,0498%) 02 в азоте. мощью автоматических регулирующих 30 При первых признаках насыщения молярустройств и впрыскивания азотной кислоты. ное отношение SO2/CU равно 0,45. После установления рН 5 над поверхностью После полного насыщения массу регенесуспензии впрыскивают раствор нитрата рируют при 400°С газовой смесью, содержамеди со скоростью 0,4 л/мин. В это же врещей 0,1182% Нг в азоте. мя суспензию интенсивно перемешивают. 35 П р и м е р 5. Цилиндрический реактор Затеи пропитанный носитель отделяют от из нержавеющей стали диаметром 1.5 см на раствора, промывают, сушат 24 ч при 120°С высоту 17 см заполняют 30 мл поглотителя, и затем таблетируют. 1 г поглотителя разсодержащего 1,46 г Си. Размер таблеток мельчают до получения частиц со средним 1-1,4 мм. Масса получена по примеру 1, но диаметром примерно 0,8 мм, после чего 40 процесс активирования несколько отличен прокаливают и восстанавливают, как в приот примера 1. После высушивания при мере 1. Полученный поглотитель содержит 120°С и размельчения массу прокаливают 30 мас.% металлической меди в пересчете вначале в течение 1 ч при температуре, пона общую массу поглотителя, его удельная вышающейся до 400°С. а затем 2 ч при поверхность равна 91 м 2 /г Си. 45 400°С. Поглотитель затем охлаждают до 100°С и восстанавливают пропусканием гаП р и м е р з . 1,5 г поглотителя, пригозовой смеси, содержащей 10 об.% Нг и 90 товленного по примеру 1, объем которого об.% N2, вначале в течение 1 ч при темперапримерно 30 мл, загружают в трубчатый туре, повышающейся до 400°С, затем 12 ч кварцевый реактор с внутренним диаметром 3 см. Содержание меди а поглотителе 50 при 400°С. После восстановления удельная 10 мас.%. Адсорбент предварительно обраповерхность меди равна ~ 85 м /1г металбатывают газовой смесью 10 об.% кислоролической меди, содержание меди ~ 10,2 да и азота при температуре, постепенно мас.%. Перед использованием восстановповышающейся до 500°С. После предвариленный поглотитель переокисляют. тельной обработки адсорбент охлаждают до 55 400°С. Над сорбционной массой пропускают при 400°С с объемной скоростью 10 ч и Над адсорбционной массой пропускалинейной скоростью 47 см/с газовую смесь, ют газовую смесь, содержащую 443 ч./млк содержащую 1^2. 1000 ч. на млн (0,1 %) SO2 и (0,0443%) i; SO2 и 10498 частей на миллион 30000 ч. на млн (3%; 02. (1,0498%) 02 в азоте. SO2 адсорбируется 1657046 На фиг. 1 приведена зависимость концентрации 5Ог в отходящем от реактора газе от времени. 3 течение определенного времени концентрация SO2 остается ниже предела обнаружения. Первые признаки насыщения появляются через 1, 8 ч. В этот момент молярное отношение S02/Cu ранчо 4. При повышении содержания ЗОг в отходящем газе до 100 ч. на млн (0,01%) молярное отношение 50г/Си повышается до 0,48. При содержании SO2 в отходящем ГРЗЄ 200, 400 и Я00 ч. на млн (0,02, 0,04 и 0.08%) это отношение соответственно равно 0,52, 0,57 и 0,64. После полного насыщения абсорбционную массу регенерируют при 400°С газовой смесью, содержащей 3000 ч. на млн (0,3%) Нг в азоте, пропуская ее с объемной скоростью 10 ч~ и линейнойскоростью47 см/с На фиг. 2 показана зависимость содержания как SO2, так и Нг в отходящем газе от времени. В ходе восстановления в отходящем из реактора газе Нг практически не обнаруживается. После насыщения водородом происходит резкий рост концентрации Нг с одновременным падением концентрации SO2 почти сразу же до уровня, находящегося ниже предела обнаружения. Отходящий газ не содержит SO2 и H2S. При первых признаках появления в отходящем газе водорода извлекается более 99% содержавшейся в связанном виде SO2. В ходе регенерации в отходящем из реактора газе H2S не обнаруживается. В ходе сорбции-регенерации происходят процессы, которые можно описать следующими уравнениями реакций. Адсорбция: CU+SO2+I/2O2 -*CuSO4. Восстановление: CuSO4+ 2Н 2 -» Cu+ 2H2O+ SO2. Переокисление: Си+ 1/2Ог -*СиО. Проведения отдельной стадии переокисленин не требуется, так как газ, из которого удаляют ЗОг, в достаточном количестве содержит кислород, который окисляет медь до окиси меди на стадии сорбции. П р и м е р б. 100 г у-АІгОз с удельной поверхностью по БЭТ 300 м 2 /г увлажняют пр'л смешивании с 290 мл водного раствора, содержащего 146 г Си(ЫОз)2' ЗНгО, в 1 л раствора. Затем материал высушивают при 120°С и Формуют s гранулы размером 1-1,4 мм. 32 г высушенного поглотителя помещают в цилиндрический стеклянный реактор с внутренним диаметром 2,6 см. Массу ппока 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ливают в атмосфере азота в течение 1 ч при 400°С и еще в течение 2 ч при 400°С. Затем массу охлаждают в атмосфере азота до 100°С и восстанавливают при пропускании над ней смеси из 10 об.% Нг и 90 об.% Ыг в течение 1 ч при повышении температуры от 100 до 400°С и в течение 12 ч при 400°С. Полученный поглотитель содержит 10 мас.% металлической меди в пересчете на общую массу поглотителя. Удельная поверхность меди, доступной для газовой фазы, составляет 57 м /г металлической меди. Газовую смесь, содержащую 462 ч. на млн SO2, 3 об.% О2;остальиое М2,пропускают над поглотителем при 400°С с объемной скоростью 1,1 • 104 ч и линейной скоростью 0,3 м/с, В течение 2,7 ч содержание SO2 в газе, выходящем из реактора, ниже 1 ч. на млн. При проскоке молярное отношение БОг/Си составляет 0,31 При насыщении и концентрации SO2 на выходе в 50, 100 и 200 ч. на млн это отношение составляет 0,46, 0,50 и 0,53 соответственно. Режим регенерации идентичен режиму регенерации медно-силикагелевых поглотителей. П р и м е р 7. Цилиндрический стеклянный реактор с внутренним диаметром 2,6 см заполняют 31 г поглотителя, содержащего 10 мас.% Си на АігОз, с удельной поверхностью 85 м /г Си- Газовую смесь, содержащую 500 ч. на млн SO2 и 3 об.% Ог в азоте, пропускают над поглотителем при 400°С с линейной скоростью 0,4 м/с. В аналогичных условиях испытывали поглотитель, полученный по известному способу, также содержавший 10 мас.% Си на АЬОз с удельной поверхностью 20 м /г Си. Для обоих поглотителей концентрация SO2 в течение определенного времени остается ниже уровня обнаружения (1 ч. на млн). Однако для поглотителя, полученного по известному способу, насыщение происходит спустя 0,5 ч. В случае использования поглотителя, полученного по предлагаемому способу, потребовалось 3 ч,чтобы содержание ЗОг в отходящих газах превысило уровень обнаружения (концентрацию проскока). В момент насыщения известный поглоTv >ель абсорбирует только 0,08моль5О2 на моль Си, присутствующей в поглотителе. Для предлагаемого поглотителя молярное соотношение SCh/Cu разно 0,55. При насыщении и концентрации SO2 на выходе в 50 и 100 ч. на млн соотношение 5Ог/Си составляет соответственно 0,16 и 0,22 (известный) и 0,71 и 0,79 (предлагаемый). 1657046 Поглотитель, полученный по предлагаемому способу, содержащий более мелкодисперсные частицы меди, значительно превосходит поглотитель, полученный по известному способу. Как следует из примера 7, предлагаемый способ позволяет в б раз повысить время работы поглотителя за счет повышения его сорбционной емкости в ~ 6,9 раза по сравнению с известным. 10 Формула изобретения Способ удаления диоксида серы из газов, содержащих примеси диоксида серы и кислород, путем контакта с поглотителем, содержащим восстановленную медь в количестве 10-30 мас, % в пересчете на металлическую медь от массы поглотителя, на термостойком носителе - оксиде алюминия или оксиде кремния с периодической регенерацией насыщенного поглотителя контактированием с газом-восстановителем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения времени работы поглотителя путем повышения его сорбционной емкости, используют поглотитель, содержащий восстановленную медь в мелкодисперсной форме с удельной поверхностью, равной 57-91 м 2 /гмеди, 7200 о so 8 10% Ca/SiO2 Фиг.) 1657046 Редактор Л.Веселовская Составитель С.Лотхова Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец Заказ 2057 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of removal of sulfur dioxide from gases

Автори англійською

Johan Wilhelm Geus

Назва патенту російською

Способ удаления диоксида серы из газов

Автори російською

Йохан Вильхельм Геус

МПК / Мітки

МПК: C01B 17/60, B01D 53/81, B01D 53/50

Мітки: газів, сірки, виведення, діоксиду, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-4462-sposib-vivedennya-dioksidu-sirki-iz-gaziv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виведення діоксиду сірки із газів</a>

Подібні патенти