Способ очистки отходящих газов от серусодержащих соединений Советский патент 1993 года по МПК B01D53/34 C12N1/20 C12N1/20 C12R1/01 

Е

Изобретение относится к газоочистке и касается способа очистки отходящих газов от серусодержащих соединений путем воздействия на газовый поток сульфидокисля- ющих бактерий семейства Thiobaclllaceae. Процесс ведут в реакторе, в котором расположены наполнительные тела с иммобилизованными на них бактериями. Газовый поток пропускают через эти наполнительные тела, с противотоком к газовому потоку пропускают жидкую среду при 15-30°С, затем жидкую среду с растворенными в ней сульфатами подщелачивают NaOH или КОН и добавляют оксид кальция для осаждения нерастворимых сульфатов кальция. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к микробиоло- ическому способу преобразования серосо- }ержащих вредных веществ в отходящих азах, преимущественно H2S, С$2 и/или ЮЗ, а также тиоспиртов, тиоэфиров, тиофе- юв в разведенные кислоты и их удаление, в (астности, в частности из отходящих газов фоизводства синтетического волокна.

Как известно, воздух, загрязненный вы- иеперечисленными вредными веществами, страняют его использованием в качестве ноздуха горения в парогенераторах или в сачестве аэрирующего средства в сооружениях очистки сточных жидкостей. Поскольку потребность в количестве кислорода имеет ; вой границы и в большом ряде случаев тре- (дуется удалять загрязненный воздух или газ Е значительно больших количествах, то полое удаление этих дурно пахнущих отрабоное

тавших газов с сравнительно небольшой концентрацией вредного газа остается нерешенной проблемой,

Кроме того, известен адсорбционный способ отделения из газов вискозного производства газа и CSa. Так например, газ H2S можно адсорбировать при помощи пропитанного KJ крупнопористого активированного угля, CS2 адсорбировать мелкопористым активированным углем, Регенерацию поглотившего серу активированного угля проводят жидким CS2, H2S04 вымывают водой, a CS2 десорбируют водяным паром.

Согласно другому способу окисления H2S применяют бедный тяжелыми металлами уголь. Образующийся в незначительном количестве H2S04 нейтрализуют с помощью МНз.

СО

со

s|

ел

W

При реализации обоих способов приемы окисления HaS и адсорбции CS2 можно проводить в одном, а при более высокой концентрации в двух раздельных адсорберах.

Известно также применение комбинированных способов, состоящих из щелочной промывки для удаления H2S и адсорбирования CSa активированным углем.

Также и эти комбинированные способы не могут быть пригодными для очистки больших количеств отходящих газов, имеющих незначительную концентрацию вредных газов.

В основу изобретения положена задача обезвреживания вышеназванных вредных компонентов, содержащихся в отходящих газах также и в небольших концентрациях, а также превращать образующиеся соединения или в товарный продукт или пригодный для применения продукт или же эти соединения, по меньшей мере, в значительной степени нейтрализовать.

Изобретение отличается тем, что отходящий газ пропускают через реактор с наполнительными элементами, причем последние всегда увлажнены и покрыты иммобилизованными микроорганизмами из семейства thiobacillaceae, например, преимущественно thlobaccillus thlooxidans. Капающую с наполнительных элементов жидкость, содержащую окисленные микроорганизмами вредные вещества, представляющие собой преимущественно кислые соединения серы, нейтрализуют. При этом окисленные вредные вещества превращают в соли, которые частично удаляют, а потерю объема дополняют чистой водой. Остаточная вода остается вместе с растворенными солями в системе.

Более подробно предмет изобретения описывается ниже с помощью примера его выполнения, иллюстрированного в схематическом виде чертежом.

При изготовлении штапельного волокна, пеностекла, целлюлозных колбасных оболочек, а также бесконечной филамент- ной нити образуется приблизительно от 50000 до 700000 кубометров отходящего газа на тонну изделия, который в зависимости от ступени технологии содержит различные концентрации газов N28, CS2 и/или COS (лоток высококалорийного газа, поток низкокалорийного газа). Высококалорийные газы можно использовать в общем для экономически выгодного извлечения из него серных компонентов. Что касается низкокалорийных газов, то они, во всяком случае, связаны с проблемой устранения неприят0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ного запаха. Эти газы содержат преимущественно до 3000 ppm CS2, 1000 ррт H2S и/или COS, Часть этого отходящего газа очищают в экспериментальном реакторе с диаметром 30 см и полезным объемом 115л. Этот реактор заполнен наполнительными элементами, содержащими микроорганизмы из ила сточных вод рабочих очистных сооружений. Микроорганизмами являются в основном бактерии семейства thiobacillaceae. Бактерии были иммобилизованы в наполнительных элементах после приблизительно недельной адаптации. Подлежащий очистке отходящий газ пропускают через реактор снизу вверх, причем в противотоке ему закачивают воду в количестве от 20 до 100 л в час для отведения образующихся продуктов обмена, находящуюся в постоянной циркуляции, причем перед введением этой воды в реактор при беспрерывной эксплуатации производят регулирование значения рН, которое устанавливают равным от 3 до 10. При прохождении воды через колонку значение рН снижается в приведенных ниже примерах приблизительно на 1 - 5 единиц. Для отведения образующихся продуктов обмена из циркуляции удаляется около 1 л жидкости в час, которая восполняется свежей водой. Образовавшийся сульфат можно осадить из удаляемого потока известковой водой, причем при этом происходит частичная регенерация примененной при нейтрализации щелочи. Чтобы удовлетворить потребность микроорганизмов в микроэлементах и неорганических веществах, как например, фосфор и азот, в свежую воду добавляют соответствующие растворы питательных веществ или соли микроэлементов, которые применяют при выращивании thiobacillaceae. Превращение серосодержащих компонентов отходящих газов при использовании бактерий происходит согласно следующим уравнениям:

H2S + 202 H2S04

CS2 + 402 + 2Н20 - 2H2S04 + С02

COS + 202 + H20 H2S04 + C02 .

. В табл. 1 и 2 указано отделение H2S или CS2 в зависимости от пропущенного количества газа.

Выходящие из реактора продукты обмена нейтрализуют f добавкой щелочи (натровый или калиевый щелок), благодаря чему в основном образуются растворимые соли, которые находятся в циркуляции. Чтобы предотвратить увеличение концентрации солей в циркулирующей жидкости, в рамках увеличения ионов в реакторе из нейтрализованной емкости отводят соответствующее количество раствора солей, и это количество

ж

идкости восполняют свежей водой, По- (кольку натровый щелок и/или едкий кали

тоят сравнительно дорого, часть их можно

сгенерировать добавлением известковой

юды согласно, например, следующему

равнению:

Na2S04 + Са(ОН)2- 2NaOH + CaSO/i. СаЗОз выпадает или его можно сгутить, тогда как надосадочная жидкость

една сульфатом и поэтому ее можно отво- лить через биологическое очистное соору ение или возвращать во внутреннюю циркуляцию.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

На химическом заводе 1, изготавливающем штапельное волокно, пеностекло, цел- / юлозные колбасные оболочки или бесконечную филаментную нить.образует- с я, наряду с отходящим газом также и сточ- мая жидкость, которую подвергают очистке t биологическом очистном сооружении 2. Чистую воду, если ее нельзя применять для с нутренней циркуляции/отводят в водопри- «мник 3. В биологическом очистном соору- хении образуются серные .бактерии, иммобилизуемые на наполнительных элементах, поступающих в торговлю. Эти на- голнительные элементы помещают в реактор 4 и там постоянно их увлажняют, ;ля чего особенно пригодна/разумеется, с богащенная питательными веществами чистая вода с серными бактериями биологиче- ского очистного сооружения 2. Через реактор, в противотоке к жидкости, отходя- ций газ, образующийся на химическом заводе 1, направляют согласно трубопроводу 5 к увлажняющей жидкости наполнитель- к ых элементов и пропускают через слой наполнительного элемента, причем бактерии связывают серосодержащие части отходящего газа и образуют в качестве продукта обмена веществ серную кислоту, которая растворяется капающей жидкостью и соби

Отделение H2S

рается в сточной яме 6 реактора 4. Этот кислотный раствор в другом реакторе 7 смешивают с щелочью, в частности с натровым щелоком или едким кали, в результате чего образуется соль, которую направляют в третий реактор 8, в котором растворимые соли добавкой известкового молока переводят в основном в нерастворимые крисЈаллы, удаляемые из процесса способа для складирования в 9 или для дальнейшего использования. Бедную сульфатом надосадочную жидкость можно направлять через биологическую очистную установку в водоприемник 3. Жидкость в реакторе 8 является в основном растворенным натровым щелоком или растворенным едким кали, которую с целью предотвращения потерь химических веществ возвращают в реактор 7. Разделение обоих реакторов 7 и 8 сделано в основном для того, чтобы обеспечить концентрацию раствора и отделить бактериологическую циркуляцию от циркуляции гипса, так что в реакторе 7 намеренно исключена возможность образования кристаллов.

Формула изобретения Способ очистки отходящих газов от се- русодержащих соединений, включающий воздействие на газовый поток сульфидокис- ляющих бактерий семейства Thlobaclllaceae в жидкой среде при 15 - 30°С с последующим отделением сульфатов, отличающийся тем, что используют бактерии, иммобилизованные на наполнительных телах, расположенных в реакторе, процесс ведут, пропуская через наполнительные тела с иммобилизованными на них бактериями противотоком газовый поток и жидкую среду, затем жидкую среду с растворенными в ней сульфатами подщелачивают NaOH или КОН и добавляют к ней оксид кальция для осаждения нерастворимых сульфатов кальция.

Таблица 1

Отделение CS2

Таблица 2