СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА СЕРЫ И ОКСИДОВ АЗОТА Российский патент 1995 года по МПК B01D53/02 

Изобретение относится к технологии извлечения диоксида серы и окислов азота из газовых смесей и может найти применение в процессах очистки газов ТЭЦ, установок пиролиза, сжигания твердых отходов, котельных и сернокислотных цехов.

Известен способ очистки газов от диоксида серы, включающий пропускание газов через меламин в присутствии водяного пара в количестве 0,020-0,174 кг/м³ газов с объемной скоростью 0,033-0,1 с^-1 и регенерацию сорбента при 180-200^оС.

Недостатком способа являются невысокая степень очистки от диоксида серы, которая еще более снижается при концентрации его в очищаемом газе менее 0,1%, большие потери меламина с очищаемым газом (0,5-1% при объемных скоростях 0,033-0,1 с^-1) и высокие затраты тепла на регенерацию, так как для 95-100% выделения SO₂ из сорбента необходима температура не менее 150^оС.

Задачей изобретения явилась разработка эффективного метода очистки газов, позволяющего одновременно очищать газ от диоксида серы и оксидов азота и пополнять ресурсы серусодержащего сырья для промышленности.

Целью изобретения является повышение степени очистки газов от диоксида серы и оксидов азота, снижение потерь сорбента и затрат тепла на его регенерацию.

Способ апробирован в лабораторных условиях и осуществляют по следующей методике.

Исходную газовую смесь, содержащую 0,02-1,0% диоксида серы и 0,01-0,8% оксидов азота подают из газомерного сосуда на адсорбцию с объемной скоростью 0,08 с^-1 на слой сорбента-амидформальдегидного полимера с содержанием азота 25-65% при температуре 60-140^оС, затем охлаждают до температуры 20-45^оС и подают на слой сорбента, представляющего собой амидформальдегидный полимер с содержанием азота 9-35%. После прохождения слоев сорбента газ поступает на волокнистый фильтр для очистки от мелкодисперсных частиц и отбирается на анализ. Десорбцию диоксида серы проводят нагреванием сорбента-амидформальдегидного полимера, содержащего 9-35% азота, до температуры 100-140^оС. Концентрацию диоксида серы в газе определяют иодометрически, а оксидов азота с реактивом Грисса.

П р и м е р 1. Газовую смесь (3 л) с содержанием оксидов азота 0,8% и диоксида серы 1,0% с объемной скоростью 0,08 с^-1 подают на слой карабамидформальдегидного полимера (5 г), содержащего 25% азота, при температуре 60^оС (I стадия), затем на слой карбамидформальдегидного полимера с содержанием азота 9% с температурой 20^оС (II стадия). Температура десорбции диоксида серы из сорбента с содержанием азота 9%-100^оС. Степень очистки от оксидов азота 95,6% , от диоксида серы 98,7%, потери сорбента с газом 1,3˙ 10^-4 г. Выход диоксида серы при регенерации 98,5%.

Примеры 2-29 аналогичны примеру 1. Условия проведения очистки газовой смеси отражены в таблице.

Из представленных в таблице данных следует, что оптимальное содержание азота в полимерных сорбентах, обеспечивающее очистку газа от оксида азота и диоксида серы соответствует на первой стадии 25-65%, а на второй стадии 9-35%. При таком содержании азота в сорбенте степень очистки газа от оксидов азота соответствует 97,3-99,1%, а от диоксида серы 98,3-99,7. При снижении содержания азота в сорбенте на первой стадии менее 25% степень очистки от оксидов азота снижается до 93,1% (пример 2). Также наблюдается снижение степени очистки от оксидов азота при содержании азота в сорбенте более 65% (пример 6). При снижении содержания азота в сорбенте на второй стадии менее 9% (пример 7) степень очистки от диоксида серы снижается до 97%, а при содержании азота в сорбенте более 35% (пример 11) она также снижается и соответствует 98,6%. Существенное влияние на степень очистки оказывает и температура сорбции на стадиях. Так в заявленном интервале температур на I стадии (60-140^оС) степень очистки от оксидов азота составляет 99,1-99,0% (примеры 4, 13). При снижении температуры менее 60^оС (пример 13) степень очистки падает до 95,1%, при увеличении температуры до 150^оС - практически остается на уровне 99,0% (пример 14).

Температура на II стадии очистки существенно влияет на степень очистки газа от диоксида серы. Оптимальной температурой II стадии является 20-45^оС. При этом степень очистки от диоксида серы составляет 99,2-99,3% (примеры 9, 16). Снижение температуры на второй стадии ниже 20^оС не увеличивает степени очистки (пример 15), а увеличение температуры более 45^оС способствует ее снижению (пример 17). Как видно из примеров 18-23, требуемое количество очистки газа наблюдается при использовании всех заявляемых сорбентов.

Оптимальной температурой регенерации указанных сорбентов является 100-140^оС. В этих условиях степень десорбции диоксида серы составляет 98,6-99,8% . При снижении температуры десорбции менее 100^оС степень десорбции снижается (пример 26), а при увеличении более 140^оС остается на прежнем уровне (пример 25).

При переходе на малоконцентрированные газы (0,02%) степень очистки остается достаточно высокой 98,1-98,5 (примеры 27,28).

Потери сорбента во всех опытах остаются на уровне 1,2˙ 10^-4 - 1,5 ˙10^-4 г.

Испытание прототипа в этих условиях показали (примеры 27-29), что степень очистки от диоксида серы не превышает 97%, а при очистке слабоконцентрированного газа (0,02% ) она снижается до 95,4% (пример 28). При наличии в газе оксидов азота (пример 29) степень очистки от них не превышает 30% , при этом степень очистки газа от диоксида серы составляет лишь 93,1% . Степень десорбции диоксида серы в указанных температурах условиях лишь 93% . Это является очевидным, так как для регенерации меламина необходима более высокая температура. Кроме того, процесс сорбции по прототипу сопровождается гораздо большими потерями сорбента (0,07 г).

Газы, содержащие диоксид серы и оксиды азота, пропускают сначала через амидформальдегидный полимер с содержанием азота 25 - 65% при 60 - 140°С, а затем через амидформальдегидный полимер с содержанием азота 9 - 35% при 20 - 45°С. В качестве амидформальдегидного полимера используют карбамидформальдегидный, карбамидмеламинформальдегидный, меламинформальдегидный, амилидформальдегидный или мелеммеламинформальдегидный полимер. Регенерацию амидформальдегидного полимера с содержанием азота 25 - 65% ведут при 100 - 140°С. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА СЕРЫ И ОКСИДОВ АЗОТА, включающий пропускание газов через амидсодержащий сорбент и термическую регенерацию сорбента, отличающийся тем, что предварительно газы пропускают через амидформальдегидный полимер с содержанием азота 25 - 65% при 60 - 140^oС, в качестве амидсодержащего сорбента используют амидформальдегидный полимер с содержанием азота 9 - 35%, а пропускание ведут при 20 - 45^oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве амидформальдегидного полимера используют карбамидформальдегидный, карбамидмеламинформальдегидный, меламинформальдегидный, мелемформальдегидный, амилидформальдегидный или мелеммеламинформальдегидный полимер. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию ведут при 100 - 140^oС.