Способ очистки коксовальных, генераторных и тому подобных газов от сероводорода Советский патент 1934 года по МПК C10K1/10 C01B17/16 

Предлагаемый способ очистки коксовальных и тому подобных газов от сероводорода относится к методам мокрой очистки с получением элементарной серы и сульфата аммония и основывается на способности окисления сероводорода сернистой кислотой согласно реакции

2H2S4-SO2 :; 2H2O-i-3s . . . (i)

Однако, как известно, указанная реакция протекает при особых условиях и притом недостаточно полно. Трудность ее осуществления заключается в том, что она только при особых условиях идет достаточно быстро, давая полную промывку, а также и в том, что протекает не буквально по уравнению (1), а сопровождается побочными реакциями, которые ведут к образованию сложных тиокислот (см. Глууд. „Производство кокса т. II, стр. 148, и Муллерт. „Сера в угле стр. 107, изд. 1932 г.).

Как обнаружено в процессе экспериментирования, окисление сероводорода сернистой кислотой происходит мгновенно и полно в присутствии аммиака при отношении его к сероводороду как 1:1, лишь при наличии серной кислоты, согласно следующему уравнению:

2NH8 + 2H2S + H2SO4 + SO2 - -(NHJ2 S2O4 + H2O + 3S, . . .(2)

причем протекание ее в желательном направлении требует известной после(2) ,,

довательности, вытекающей, с одной стороны, из природы солей реакции, и, с другой, из характера коксо-газового производства, без чего она не может отвечать поставленной цели.

Использование указанной реакции для очистки коксовального и тому подобных газов от сероводорода может быть осуществлено рядом нижеописываемых приемов, в известной степени обусловливаемых природой самой реакции и технологическими условиями коксобензольных и тому подобных производств.

Получаемый в процессе термической обработки твердых горючих ископаемых газ, содержащий сероводород и аммиак,, вначале подвергается промывке в скрубберах водой с целью получения слабой аммиачной воды, после чеГо полученная скрубберная аммиачная вода используется в качестве промывной жидкости для улавливания сероводорода. В результате указанных мер очистки газа получается разбавленный раствор гидросульфита аммония, подвергающийся дополнительной обработке, для чего он перекачивается в особый аппарат, куда подается также нагретый до температуры 60-100° разбавленный раствор серной кислоты, насыщенный предварительно сернистым газом, или серная кислота и ток газа, содержащий сернистый газ. Полученный согласно реакчии (2) раствор сульфата аммония отфильтровывается от выделившейся элементарной серы, подвергается выпарке, а элементарная сера подвергается сушке.

В виду того, что предлагаемый способ не лишен недостатка, заключающегося главным образом в необходимости выпарки сравнительно значительных объемов разбавленного раствора сульфата аммония, обусловливаемых концентрацией скрубберной аммиачной воды, в видоизмененном способе сероочистку содержащего сероводород и аммиак газа ведут в газовой фазе. Для этого газ, содержащий сероводород и аммиак, непосредственно перепускают в особый, аппарат, называемый сатуратором, заполненный раствором серной кислоты, насыщенным сернистой кислотой или последовательно ею насыщаемым, в результате чего непрерывно образующаяся в процессе элементарная сера и сульфат аммония выделяются в твердом виде при соблюдении водяного баланса процесса (с целью избежать дополнительной выпарки раствора сульфата после отфильтровывания серы) путем поддержания соответствующей тепературы прямого газа и ванны сатуратора. Так как одновременное выделение сульфата аммония и элементарной серы в твердом виде нежелательно в виду сложности их разделения, то ведут процесс при избыточном количестве серной кислоты, чтобы маточный раствор сатуратора представлял собой бисульфит аммония. При дальнейшей обработке аммиаком образуется сульфат, выпадающий в виде кристалла из маточного раствора, на основании чего полз/чаемые не в сатураторе, согласно ведению процесса, сера и бисульфат аммония по мере накопления выбрасываются из сатуратора инжектором в дентрофугу, где сера отфуговывается, а раствор бисульфата стекает в другой нижерасположенный аппарат, где и нейтрализуется аммиаком, получаемым в результате переработки конденсационной аммиачной воды на известковой колонне. Выделившийся сульфат аммония, в свою очередь, выбрасывается инжектором в центрофугу, где и отфуговывается, а маточный раствор качается насосом в напорный бак для разбавленной серной кислоты, питающей первый сатуратор.

Для более наглядного представления способа на чертеже изображена схема установки.

В схеме прямой газ коксовальных печей /, прошедший конденсационную установку 2, эксгаустер 3 и смолоотделитель 4, содержащий аммиак и сероводород, поступает в решофер 5, а затем в сульфатный сатуратор 6. Газ, содержащий сероводород и лищенный аммиака в процессе реакции нейтрализации сернокислотного раствора сатуратора аммиаком, содержащимся в газе, поступает далее в сероочиститель 7, также залитый сернокислотным раствором, куда непрерывно с потоком газа вводится водный раствор бисульфита аммония из напорного бака 13. В результате этого в сероочистителе имеет место осуществление косвенной реакции окисления сероводорода сернистым газом. Далее, пройдя скруббер 8 для улавливания SOj и сатуратор 9, очищенный от сероводорода, газ поступает в конечные холодильники W и затем в бензольные скруббера и, т. д.

Полученная в сатураторе 7 в результате реакции взаимодействия сероводорода и бисульфита аммония в сернокислотной среде сера по мере накопления выбрасывается из сатуратора инжектором через корыта в центрофугу 20, откуда после отфугования и промывки водой выдается на обслуживающий ее ленточный транспортер, а маточный сернокислотный раствор, содержащий также раствор сульфата аммония, подается насосом 18 в сернокислотный бак 72, обслуживающий сатуратор 6. Необходимый для проведения сероочистки раствор бисульфита аммония получается в результате насыщения сернистым газом в абсорбере 28 концентрированной аммиачной воды, полученной при переработке на известковой колонне конденсационной воды, а сернистый газ - из части серы процесса очистки, сжигаемой в особой печи 27. Водяной баланс процесса очень легко регулируется предварительным нагревом газа в решоферах, т. е. аналогично методу, имеющему место при

производстве сульфата аммония или газа коксовальных печей.

Кроме того на схеме указаны: нанорный бак /7 для воды, смоляной сборник 14, сборник 15 для макета, сборник 16 для нодсмольной воды, напорный бак 17 для подсмольной воды, центрофуга 19 для сульфата аммония, диссоциатор 21, дефлегматор 22, конденсатор 23, аммиачная колонна 24, абсорбер 25, сборник25 для концентрированной аммиачной воды и градирня 29.

Предмет изобретения,

1.Способ очистки коксовальных, генераторных и тому подобных газов от сероводорода, отличающийся тем, что содержащий сероводород прямой газ после освобождения от аммиака подвергают обработке раствором бисульфита аммония в сернокислотной ванне, нагретой до температуры 60-100°.

2.Видоизменение способа, означенного в п. 1, отличающееся тем, что прямой газ, содержащий аммиак, или после

освобождения от него подвергают обработке в процессе барботирования нагретым до температуры 60-100 раствором серной кислоты, насыщенным илк непрерывно насыщаемым сернистым газом.

3.Прием выполнения означенного в п. 2 способа, отличающийся тем, что, с целью предохранения от одновременного выпадания в сернокислотной ванне в твердом виде элементарной серы к сульфата аммония, кислотность ванны поддерживают таким образом, чтобы при поглощениях аммиака из газа имело место образование лищь концентрированного раствора бисульфата аммония.

4.Прием выполнения способа, означенного в пп. 1-3, отличающийся тем, что полученный после отделения элементарной серы концентрированный раствор бисульфата аммония для получения сульфата нейтрализуют содержащимся в прямом газе аммиаком или аммиаком, полученным в процессе переработки на известковых колоннах конденсационной аммиачной воды.