Способ очистки горючих и других газов от сероводорода Советский патент 1931 года по МПК B01D53/14 

Существую17,ие способы очистки горючих и других газов от сероводорода и аналогичных кислотных загрязнений с получением серы в твердом виде заключаются в промывании этих газов жидкостью, содержащей щелочь и металлическую соль и в последующем обрабатывании жидкости с растворенными в ней солями сероводородной кислоть (сульфидами) воздухом или кислородом.

При этих способах очистки газов применяется щелочный раствор, содержащий металлические соединения, как например, окись железа, сернистый никель и т. п. К недостаткам таких процессов следует отнести то обстоятельство, что металлическое соединение (либо само по себе, лобо по причине присутствия свободной серы) вызывает побочные реакции, как, например, образование тиосульфата щелочи, в результате чего получается большой расход щелочи. Кроме того медленный темп окисления загрязненной жидкрсти является ограничивающим фактором в процессах такого рода и требует применения дорогих приборов.

К недостаткам этого способа можно отнести также и то, что сера, освобожденная в состоянии актификации и; удаляемая всплыванием, может содержать значительное количество увлеченных металлических соединений, которые загрязняют ее и теряются для процесса, если не будет применено дополнительных средств для их обратного получения. Имеются также многочисленные неудобства и в обращении со взвешенными веществами вместо такового же обращения с растворами.

Предлагаемое изобретение имеет целью дать способ, при котором некоторые или все из этих недостатков бьши бы устранены.

Изобретение состоит в применении промывной жидкости, содержащей Е растворе соединения металла из группы олова по качественному анализу, т.-е. мышьяка, сурьмы и олоза, или молибдена, ванадия, вольфрама, германия, урана, иридия висмута, ртути, родия индия, золота или платины, сульфиды которых растворимы в растворе сульфида щелочи. Можно пользоваться различными растворимыми соединениями этих металлов, в особенности же теми из них, в которых металл имеется налицо в виде основного радикала, например мыщьяковисто кислым натрием и т. п.

Щелочные растворы, содержащие -ЭТИ материалы, обладают свойством поглощать сероводород и могут быть -активированы путем нагревания, аэращии или т. п. таким образом, чтобы освобождать поглощенную серу в чистом :виде и регенерировать жидкость для .дальнейшего употребления. Сообразно с этим, раствор такого рода совершает циркуляцию через стадию поглощения -В соприкосновении с загрязненным газом и через стадию активирования или регенерации обычным образом, при чем освобожденная в стадии активирования сера преимущественно удаляется перед .возвращением раствора в стадию поглощения.

Хотя активирование загрязненного раствора после соприкосновения с газом может быть выполнено путем его подогревания, однако более целесообразным представляется осуществление активиро.вания, согласно предлагаемому способу мелко распыленным воздухом; при этом одновременно с активированием раствора может быть достигнуто и всплывание серы. В отношении крепости раствора, взяв в качестве примера мышьяк, предпочитают применять растворы, содержащие в себе от 0,1 до 0,8% мышьяка в виде соединения As О--,. Степень щелочности растворов может быть изменяема в значительных пределах, но следует применять достаточное количество щелочи для достижения быстрого .и продуктивного поглощения сероводорода из очищаемого газа даже в присутствии других кислотных составляющих в газе; этот результат может потребовать до 3% от общей щелочности или даже больше.

Раствор приготовляется путем растворения, например, мышьяковистой кислоты в щелочном растворе либо углекислого натрия либо водной окиси натрия, ИЛИ даже путем добавления непосредственно щелочной соли, мышьяковистой кислоты, например, мышяьковистокислого натрия.

Удобством применения раствора по сравнению со способом взвешенного состояния, как, например; со способом взвешенного состояния окиси железа в ш,елочной жидкости, является тот факт, что сера, удаленная из системы, не загязнена увлеченным посторонним нератворимым материалом. Это важно, как точки зрения качества серы, так и с очки зрения необходимости предупредения ненужных потерь взвешенного атериала.

Найдено, что некоторые тио-произодные металлов, сульфиды которых растворимы в присутствии щелочей, и особенно металлы группы олова по качественному анализу (обнимающей в первую очередь, мышьяк, сурьму олово) или их кислоты, способны, в растворе, весьма деятельно поглощать сероводород и служат причиной освобождения поглощенной серы в чистом виде под влиянием окисляющего деятеля, как например воздуха.

При обработке раствора мышьяковистокислого натрия солями сероводородной кислоты, например путем пропускания насыщенного газом сероводорода через него, первоначально бесцветный раствор приобретает зеленовато желтую окраску. После настояния раствора воздухом, окраска эта почти исчезает. Этот раствор способен к поглощению дальнейших Количеств сероводорода и, после такой обработки солями сероводородной кислоты, приобретает более определенную желтую окраску.

При дальнейшем окислении, при насыщении воздухом, поглощенная сера быстро освобождается и бесцветный раствор тиомышьяковонатриевого соединения регенерируется, как это становится ясным при удалении свободной серы из жидкости. Эту жидкость можно подвергать дальнейшей и повторной обработке солями сероводородной кислоты и аэрации, без возвращения к первоначальной мышьяковистокислой соли или ее первоначальному обработанному солью сероводородной кислоты продукту. Последний, следовательно, может быть рассматриваем как частично обработанная солью сероводородной кислоты мышьяковистокислая соль, хотя и неспособная к дальнейшему восприятию сероводорода, пока не будет последовательно насыщена воздухом, и упомянутое тиомыщьяковое соединение может быть рассматриваемо как постоянный материал, пригодный для применения его в круговом процессе.

Приготовляй этот материал, следует соблюдать пропорцию по крайней мере в три атома натрия на один атом мышьяка в основном растворе мышьяковистокислого натрия, но после образования тиомышьякового соединения нет надобности придерживаться этой пропорции. Обычно поддерживают раствор слегка щелочным и щелочность может быть усилена в целях нейтрализации кислотных составляющих, которые могли быть принесены газом, подлежащим обработке.

Если имеется меньше трех, например два атома натрия на один атом мь1шьяка, раствор может быть слегка щелочным или даже нейтральным и, когда он обработан солью сероводородной кислоты, он может стать кислым, в особенности после того, как мышьяк выйдет из предварительного своего состояния, т. е. будет окислен, следовательно в последнем случае нет надобности поддерживать даже легкую щелочность раствора.

Растворы, содержащие мыщьяк в количестве О,1 % О; и несколько выше признаны достаточными для очистки газов. Например, щелочность раствора, содержащего О, 4% Азз Оз, вычисленная по Маз СОз, составляет приблизительно О, 3%, заключая в себе пропорцию в три атома натрия на один атом мышьяка. Растворы, содержащие приблизительно О, 8% ftso Оз также хороши, хотя обыкновенно предпочитают пользоваться растворами, содержащими около О, 5% Оз.

При повышении концентрации раствора, количество серы, освобождеющейся на единицу раствора, увеличивается, давая этим повышенную производительность. В качестве окисляющих реагентов могут быть применимы кислород, или перекись водорода, обыкновенно же насыщают раствор воздухом, при чем таким образом, чтобы вызвать всплывание и отделение освобожденной серы. Можно применять дырчатые аэраторы для этой цели, но предпочитают пользоваться механическими аэраторами или мащинами для флотоционного процесса, так как таковые дают меньшее разбрызгивание в воздух. Так как темп активирования раствора чрезвычайно быстрый, от присутствие кислорода в очищенном

газе может оказвть значительное оживляющее влияние на загрязненный (т. е.

обработанный солями сероводородной кислоты) раствор.

Кроме натрия в качестве щелочного элемента в материале могут быть применимы и другие основания, например, аммоний, калий, магний и кальций. Образование щелочного тиосульфата с последующим израсходованием щелочного элемента значительно меньше, чем в процессах, применяющих металлические составные части во взвешенном состоянии в щелочной жидкости. Кроме того, другой металл, например, мышьяк, не расходуется существенно как в круговом процессе, так и в других побочных реакциях. Только механические потери этого металла и щелочии весьма малый расход щелочи в побочных реакциях должны быть приняты во внимание при продолжительном действии.

Обычно не требуется никакой предварительной обработки для приготовления раствора или для последующих добавок, которые надо сделать, вследствие происходящих потерь, так как подлежащий очистке газ выполняет роль предварительной обработки солями сероводородной кислоты и, так как поглощающая способность первоначального раствора мышьяковисто кислого натрия по отношению к сероводороду весьма высока, то процесс обычно идет удовлетворительно. Тем не менее раствор мышьяковисто кислого натрия может быть подвержен предварительной обработке солями сероводородной кислоты иЛи окислению, если это желательно, при чем это первоначальное окисление не есть оживление, а лишь превращение раствора сероводорода в раствор мышьяковистокислой щелочи,-в более устойчивый материал, который был определен в качестве тиомышьякового соединения.

При обработке газов, содержащих цианистый водород или сульфид водорода, было установлено, что весь цианистый водород удаляется из газа и обращается в тиоцианид, именно в ha SCN, вероятно, благодаря взаимодействию между свободной серой и цианидом, натрия Na CN который, без сомнения образуется сначала .

Предмет патента.

1, Способ очистки горючих и других газов от сероводорода путем промывки их щелочной жидкостью, содержащей соединения металлов, и активирования обогащенной серой жидкости посредством воздуха или кислорода, с получением серы в твердом виде, отличающийся тем, что для промывки газа применяют жидкость, содержащую в растворе кислородные кислоты или тиокислоты мыщьяна или других металлов аналитической группы олова или молибдена, ванадия, вольфрама, германия, урана, иридия, висмута, ртути, родия, индия, золота и платины, сульфиды которых растворимы в растворе щелочного сульфида.

2. Прием осуществления способа, означенного в п. 1, отличающийся тем, что для провывки газа применают жидкость,

остаточную от предыдущей операции: очистки, обработанную кислородом или воздухом, с целью выделения серы из образовавшихся тиоарсено- соединений.

3.Прием осуществления способа,, означенного в п. п. 1-2, отличающийся тем, что на некоторых ступенях обработки И4ИДКОСТИ ее подкисляют до нейтральной или слабо - кислой реакции.

4.Прием осуществления способа означенного в п. п. 2 или 3, отличающие тем, что раствор содержит более 1 атома щелочного металла на 1 атом мышьяка или соответственно другого упомянутогов п. 1 металла.

5.Прием осуществления способа означенного в п. п. 1-4, отличающийся тем, что раствор содержит от 0,1 до О 8% мышьяковистого ангидрида Rso Оз или соответствующего окисла другого упомянутого в п. 1 металла.