Способ очистки газов от сероводорода и диоксида серы Советский патент 1992 года по МПК B01D53/14 

Изобретение относится к очистке от сероводорода и диоксида серы отходящих промышленных газов, образующихся при различных технологических процессах, в частности отходящих газов производства сернистого натрия заводов хромовой отрасли.

Известен способ очистки отходящих газов от сероводорода путем окисления его хром (У)-содержащими растворами, например хроматом натрия.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки газов от сероводорода и диоксида серы, характерной особенностью которого является окисление их хроматом щелочного металла в присутствии хлорида натрия . Используют дихромат калия и хлорид натрия в массовом отношении СгОз:№С 1:5-7.5 при содержании дихромата калия 12 кг/м toCraO. Протекающие при этом реакции можно описать следующими уравнениями:

К2СгаО + 3S02 + (OH)S04 + K2S04...

К2Сг20 + 3H2S + (ОН)з + 3S + 2КОН...

Однако способ имеет и существенный недостаток, свойственный всем хроматным способам очистки газов от сероводорода и диоксида серы, в частности необходимость использования весьма дефицитных и дорогих соединений хрома (V) и сложность последующей переработки образующихся гидроксида и основных солей хрома (III), загрязненных серой.

VI со

00

со со

Целью изобретения является упрощение процесса и снижение затрат на очистку газов при достижении полноты очистки.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сорбента используется хрома (/1)-содержащий отбросный шлам хромат- ного производства в виде водной суспензии сЖ:Т 1,5-3,5:1, а при контактировании поддерживают массовое отношение шлам : сероводород и диоксид серы 22-35 кг/кг ч.

Хроматный шлам является одним из самых крупнотоннажных токсичных отходов заводов хромовой отрасли. Наряду с хромом (VI), содержание которого в пересчете на хромат колеблется в пределах 1,6-2,5% Na2Cr04, в хроматном шламе присутствует целый ряд других соединений, в том числе сложных, близких к фазам цементного клинкера. Шлам содержит гидратированные силикаты, алюминаты, ферриты, хроматоалюминаты и хроматоферриты кальция,гидрогранаты,оксиды магния, хромиты магния и железа и содержит Сг (VI). В литературе указания на использование последних в качестве сорбентов сероводорода и диоксида серы отсутствуют,

Пример 1. Используют шлам хромат- ного производства, содержащий 1,2 мас., шестивалентного хрома в пересчете на СгОз, 0,05 кг шлама репульпируютвО,17 м3воды, получая 0,2 10м3 суспензию с Ж:Т 3,4:1 и рН среды 12,2. Последнюю помещают в две последовательно соединенные склянки Дрекселя по 0,1-10 м в каждую, со скоростью 0,024 м3/ч барботируют через суспензию в течение 25 мин газовоздушную смесь, содержащую 8,3 г/м3 H2S и 11,3 г/м3 S02. Температура суспензии 25°С.

Газовоздушную смесь после склянок Дрекселя для контроля на полноту очистки от сероводорода и диоксида серы барботируют через склянки с контрольными растворами: раствор нитрата свинца (II) и раствор йода и затем рассчитывают степень очистки.

Степень улавливания диоксида серы находят по изменению концентрации контрольного раствора йода; полноту улавливания сероводорода контролируют по изменению окраски раствора нитрата свинца (II) в ходе процесса и по массе образующегося осадка сульфида свинца (II).

Изменения концентрации йода и окраски раствора нитрата свинца (II) в процессе пропускания газовоздушной смеси через суспензию шлама хроматного производства не фиксировались, т.е. в данных условиях достигнуто полное улавливание сероводорода и диоксида серы.

Поглотительную емкость сорбента (хроматного шлама) оценивают по массовому отношению сорбента к количеству поглощенных газов Й25 + S02. За опыт, т.е. 0,42 ч

через суспензию хроматного шлама пропущено и полностью поглощено ею 2 кг H2S и 2,7 кг S02. Следовательно, поглотительная емкость составила 252 кг/кг ч. Пример 2. 0,195 кг влажного хроматного шлама аналогично примеру 1 репуль- пируют в 0,6 м3 воды, получая 0,7 м3суспензии сЖ:ТВл 3,1:1 и рН среды 12,5, которую затем помещают в две соединенные последовательно склянки Вульфа, через которые со средней скоростью 0,12 м3/ч

в течение 2,5 ч барботируют газовоздушную

смесь состава: 6,4 г/м Й25 и 9,4 г/м S02.

Температуру суспензии в ходе опыта

поддерживают в пределах 50-55°С. Газовоздушная смесь после склянок Вульфа последовательно протягивается через склянки с контрольными растворами: раствор нитрата свинца (II) и раствор йода. В процессе сорбции через определенные промежутки

времени контролируют содержание сероводорода и диоксида серы в газовоздушной смеси после склянок Вульфа и рассчитывают степень улавливания сероводорода и диоксида серы.

В табл.1 приведены данные по улавливанию сероводорода и диоксида серы в ходе процесса сорбции.

Поглотительную емкость суспензии хроматного шлама рассчитывают для продолжительности процесса сорбции 120 мин. За это время через суспензию хроматного шлама пропущено 1,54 кг H2S и 2,26 Л0 кг S02, причем достигнуто 100%-ное поглощение H2S и 98,9%-ное S02. Следовательно, массовое отношение шлама : H2S + S02 составило 25,7 кг/кг ч.

Пример 3. 0,260 кг влажного хроматного шлама аналогичного состава репуль- пируют в 4-Ю 4 м3 воды, получая 6-10 м3

суспензии с Ж:Т 1,54 : 1 рН среды 12,6, с которой поступают аналогично примеру 2,

Температуру суспензии в процессе сорбции поддерживают 25°С. Изменение степени улавливания газов в процессе сорбции

представлено в табл.2.

Массовое отношение шлам : hteS + S02 рассчитывают для продолжительности процесса 120 мин. За это время через суспензии пропущено 1,54 -10 кг H2S и 2,

кг S02 при 100% -ной степени поглощения сероводорода и 98,6%-ного диоксида серы. Последнее составило 34,3 кг/кг-ч. Пример 4. 0,130 кг влажного хроматного шлама аналогичного состава репульпируют в м3 воды, получая м3

Далее поступают аналогично примерам 2 и 3. Температура суспензии 25°С. Полученные результаты представлены в табл.3.

Поглотительную емкость хроматного шлама рассчитывают для продолжительности процесса 75 мин. За это время через суспензии хроматного шлама пропущено 1, кг S02 и 1, кг H2S, причем достигнуто близкое к 100%-ное улавливание H2S и 98,4-ное диоксида серы. Массовое -отношение шлам : H2S + S02 при контактировании 21,7 кг/кг-ч.

Отработанную суспензию хроматного шлама, полученную в примерах 1-4 с рН среды 11,7-12 и содержанием 0,6-1,6 кг/м3 Na2S : 0,3-0,5 кг/м3 Na2SOs; 1,6-2,4 кг/м2 №28203, фильтруют со средней скоростью фильтрации 3-3,2 м3/м2- ч. Суспензия хроматного шлама или фильтрат после отделения осадка полностью или частично может быть использована для обезвреживания хроматного шлама.

Оценивая результаты, полученные при реализации предлагаемого способа в лабораторных условиях (пример 1-4), можно обосновать выбор параметров процесса, а именно, Ж:ТВл в пределах 1,5-3,5 и массовое отношение шлам: H2S + S02 в пределах 22-35 кг/кг-ч.

Понижение Ж: Твл ниже нижнего предела приводит к получению густых, трудно барботируемых (перемешиваемых) суспензий, что затрудняет осуществление процесса (при осуществлении способа по примеру 3 наблюдалось уже оседание шлама на дно склянки. Повышение выше верхнего предела снижает степень улавливания газов (пример 4).

Массовое отношение шлам: N28 + S02 в пределах 22-35 кг/кг-ч обеспечивает полноту очистки от сероводорода и достаточно

эффективное (98,4-98,8%-ное) улавливание диоксида серы (примеры 2-4). Повышение его значительно выше верхнего предела (пример 1) технологически нецелесообразно, так как поглотительная емкость хромат- ной суспензии будет использоваться не полностью.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет достигнуть 100%-ной степени

улавливания сероводорода и 98,4-98,9%- ной степени улавливания диоксида серы (со- гласно литературным данным эффективность очистки газов от диоксида серы составляет 95-98%).

Одновременно с очисткой отходящих газов производства сернистого натрия от сероводорода и диоксида серы способ позволяет, используя в качестве сорбента отбросный шлам хроматного производства,

существенно снизить затраты на очистку газов, исключив расходование дефицитных продуктов, а также, возвращая отработанную суспензию шлама, содержащую серосодержащие восстановители, реализовать

так называемый безрегенерационный метод очистки газов, т.е. существенно упростить очистку газов.

Формула изобретения

Способ очистки газа от сероводорода и диоксида серы, включающий контактирование с хром (/)-содержащим сорбентом, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и снижения затрат на очистку газов при достижении полноты их очистки, в качестве хром (VIJ-содержащего сорбента используют шлам хроматного производства в виде водной суспензии с Ж:Т 1,5-3,5:1, а при контактировании поддерживают массовое отношение шлам : сероводород и диоксид серы 22-35 кг/кг-ч. /

Изобретение относится к очистке от сероводорода и диоксида серы отходящих промышленных газов, в частности отходящих газов цехов по производству сернистого натрия, входящих в состав заводов хромовых соединений. Для упрощения процесса и снижения затрат в процессе очистки газов от сероводорода и диоксида серы отбросными хром (Л)-содержащими хромат- ными шламами с одновременным их обезвреживанием, а также расширения сырьевой базы сорбентов для одновременной сорбции указанных газов, процесс сорбции ведут водной суспензией хроматного шлама с Ж:ТВл в пределах 1,5-3,5:1 при поддержании массового отношения сорбент : сорбируемые газы в пределах 22-35 кг/кг-ч. 3 табл. (Л С

Таблица

Таблица 2

Таблица 3