Способ удаления аммиака и сероводорода из газов Советский патент 1934 года по МПК C10K1/10 C01B17/16 

Уже известны епособ|1 (см. герм, патент JiT: 237607) удаления аммиака и сероводорода из гаэов от перегонки угля и т. п. с помощью растворов металли ских тирнатов, глдгвныи образом тионатов железа, причем согласно основному уравнению

FeSjOg + 2ЫНз + HjS XNH4)2S2O8 4- FeS

получается тионат аммония и сернистый ме аалл, который посредством обрабо и сернистой кислотой согласно у равнению

2FeS + ЗЗОг jFeSsOg + S

может быть превращен обретно в тиоват железа- Хотя WOT способ и Дает хорошие результаты в отношении способности растворов Е реакции и в отношёвни быстрого поглощения аммиак и сероводЬрод однако он имеет тот значительныйнедастаток, что им: можно удалять ммиак и серр1е1бдород только в отношении 2 мол. NHj: Г мрллНгЗ, так чт газы, содержащие асимйак и с(9ровРДород в ясакомнибудь другом отнош бнй, не могут быть но этому способу полностью освобождены от сероводорода.

Известны также способы удаления сероводорода из газов, где газ приводится в соприкосновение с провбЬочной жидкостью, в которой: имеются Гидраты ркиси звелез. Такие

промывочные жидкости удерживают сероводород coriScHO уравнению

2Fe(OH)8 + 2EeS + S + 6HjO

получаемое при этом сердистое железо превращается затем с помощью кислорода или газов, содержащих кислород {воздух) согласно уравнению

2FeS + 30 + ЗНр 2Ре(9Н)з + 2S,

обратно в | идрат 0киси с образованием серы. С одной стороны этим способом нельзя получить серу в чистом виде, так как она всегда более или менее .загрязнена присутствием нерастворимой гидроокиси или сернистого железа, а с., другой стороны, для проведения этого способа требуются сравнительно, общирные промывочные устройства,-ибо прихбдася работать с очень разбавленными промывными жидкостями, чтобы отделить серу от .гщфо-, окиси. Предлагаемое изобретение касается способа имеющего своей задачей.освободить Гсв :СОдержащий аммиак и сероводород в отношении, большем, чем 1 мол. H2S: 2 мол: NHa, полностью от аммиака и сероводорода, с целью получения сульфата аммония и серы, и одновременно получить возвикающие ери атом

конечные продукты, особенно серу, в совершенно нистом, годном для продажи, виде.

Способ состоит в том, что газ приводят в соприкосиовение с дв|мя различными абеорбирующими средствами, из которых одно представляет собой раствор тионата железа или марганца, ,а другое - водяную суспензию гидроокиси железа или марганца, причем количество обоих абсорбирующих средств выбирается преимуществеяа& таким чтобы с помощью раствора металлического тионата, согласно уравнению

Ре520з+2NH,-|-H2S .(NN4)28203 -j- FeS

удалялся весь аммиак и вместе с-тем столько сероводорода, сколько соответствует отношению 2„мел. NHa., мол.-HaS, ajc помощью суспензии гидроокиси металла, согласно уравнению°

. 2Ре(ОН|з + ЗНгЗ 2Ре&+ S -f ,

удалялся еще имеющийся в ..газе избыток сероводорода.. Вместо 1ого, чтобы производить удаление аммиака в сероводорода с помощью наа ванных абсорбирующих средств двумя стадиади, мотано при)водить гаа в соприкосновение с одной промывочной жидко.стью,: которая содержит .одновременно металлический тионат и металлическую гидроокись. При таком видоизменении способа имеет место, в случае прйяенерия тиосульфада железа и гидроокиси железа, следующее равнение реакции:

- РеЗзОз 4- (ОН)з + 2ННз + +(1 + ж)НаЗ (NH kSaOa

+ (1 + /з) FeS +

гдед обозначает число ,мол. HjS, которое содержится в газе сверх отношения 2 мол.

ЫНз:1 мол. МзЗ.

С ОДНОЙ стороны с помощью ЭТОГО способа является возможным,, удалять из газа полHOCTbjto аммиак .и серо.ведород с любым, количественным отнощепием и вместе тем получаЧусульфат аммония и серу практически в

совещенно чистом виде. С другой стороны, аппаратура, в которой выполняется способ, может быть очень невелика, так как .концен1;рацию солей жмеза в обеих промывочных жидкостях можно довести без затруднений до рчрь высокой степени. В то время, как в других способах с-гидроокисью можно посредCST80JI одного куб. метра нромывпой жидкости

очистить только около 100 м газа, при указанном способе можно применить в 10 - 30 раз больйее содержание железа в жидкости, так что l м промывной жидКости может очистить в 10-30 раз большее количество газа, потому что для отделения серы от железа совершенно безразлично, как высоко содержание железа в промывной жидч кости, так как нерастворимые соли железа постоянно растворяются посредством сернистой кислоты.

Последнее преимущество выявляется .особенно, когда тиоЁат и гидроокись имеются в одной промывной жидкости.

в предлагаемом способе ддя получения серы в чистом виде, регенеррование использованных промйвных жидкостей производится -так, что осадки, получаемые из растворов обоихабсорбирующих средств при превращении посредством аммнаца я сероводорода и состоящие из, нерастворимых - тиеталлических солей (су.1ьфидов) и серы, скрещивают л затем снова делят на две част, пос.Л€ чего одну чаеть осадка об|абатывают. .известный .образом посредством воздуха, нричем сернистое железо превращается в гидроокись железа, а другую часть обрабатывают тоже извеетным образом посредством сернистой кислоты с целыопреобраз.ования сернистого же леза в тионат железа. Так как тионат железа растворим в воде, то с помощью- фильтровання, осаждениж и т. п. можно получить содержащуюся в растворе тионата серу в практически чистом виде. Получаемая при фильтровании сера свободна внрочем от нераство римых 1У1 еталлических соединений и в том случае, когда часть осадка, подлежащая обт работке серндстой кислотой, еще содержит -пв измененную гидроокись железа, так как известно, что гидроокись железа при обработке сернистой кислотр образует тионат железа. Вместо того, чтобы выделять сернистый металл из промывочной жидкости, .aoжнo например, с целбю повысить содёр жание тно-: сульфата аммония в раств1}ре, вводить использованную промывочную - -жидкость недог средственно в устройство для-р.егенеррован1кк Так ка§ одинаковые части,промывочной жид коста, поскольку последняя находится в дни жении, содержат одинаковое количество еуспенди.рованных веществ,1р ;В шц- . чтобы получить ж влаемое.количество тионата и гидроокиси, нулшо только .разделить, щомывочнщ жидкость желд1шщм образом йО: o6beiay. - -.:

в предлагаемой способе можно из части испальзованноЁ промывочной ЖНДЕОСТИ, содержащей тионат, получить тавже сульфат аммония. Для того, чтобы при этом сульфат аммония был свободен от железа, сначала обрабатывают назначенную для этого часть промывочной жидкости посредством сырого газа, т. е. газа, содержащего HoS, - до тех пор, пока последние следы рьстворимых солей железа не перейдут в нерастворимое серйистое железо. Последнее удаляется затем с помощью фильтрования, после чего получается чистый раствор тиосульфата аммония. Этот раствор перерабатывается в сульфат аммония посредством обработки сернистой кислотой, которая получается путем сжигания серы, образуемой при регенерировании и при изготовлении сульфата, и затем нагревания, согласно уравнениям:

2(NHaSA + 3SOj (ЫН4)28зОб +

+ (NH4)2S,0,2(NH,)2S203 + (ЫН4)2840б

3(NH)2S04 + 5S

V: . -:

причем образуются сульфат аммония и сера. Последняя удаляется из жидкости, а раствор сульфата аммония выпаривается до кривталлизации.™

Вместо того, чтобы приводить промывочную жидкостьв соприкосновение с газод, содер.жащим аммиак и сероводород в газообразном состоянии, можно также предварительно выделить из гаэа содержащийся в нем айКиак полностью (косвенныйРсп об работы) или частично (полупрямой способработы), например, посредством промывки газа водой, и примешать к промывочной жидкости получаемую при этом аммиачную воду или содержащие аммиак пары, выделяющиеся яри нагревании ее. Б этом-Случае подезно приводить перерабатываемую в сульфсГТ аммония часть использованной промывочной жидкости в соприкоснрение со.всегда содержащими сероводород парами установки для дестялляции - аммиачной воды, причем лее, упомянуто выше, переводят последний остаток растворимых соединений железа в нерастворимое сернистое железо.

Пример. Газ коксовгйьной печи, имеющий температуру, высшую, чей, его точка росы, лежащая, смотря по содержанию воды в обрабатываемом угле, при15дизительно при температуре в 0°; и содержащий на i JB ОКОЛ0.8 I NHj и i2 « HjS, обрабатывают сначала, не охлаждая его ниже ук нной температуры, промывдо асидкостью, которая

содержит в 1 м от 20 до 60 т желеаа в виде гидрата окиси железа, при чем ,г&з теряет часть своего сероводорода. В этом случае нужно оперировать так, чтобы удалялась приблизительно /з содержания сероводорода. Этого можно без затруднений достигнуть таким путем, что газ в течение короткого времени приводится в соприкосновение с промывной жидкостью. После этого газ обрабатывается во второй промывной установке, помещенной за первой, посредством промывной жидкости, содержащей то же количество железа на i д{ в виде тионатов железа и притом, главный образом, в виде тиосульфата железа наряду с большими или меньшими количествами политионатов железа. При этом газ полностью освобождается от амниака и от еще имеющегося сероводорода.

С целью регенерирования обе промывные жидкости прежде всего смешиваются и затен подразделяются в отношении приб изитедьёо 1: 2. Затем меньшая часть промывной жид кости обрабатывается кислородом или кислородосодержащими газами, главным образок воздухом, а большая часть обрабатывается сернистой кислотой или содержащими ее газами.

Этим путем обе промывные жидкости делаются снова годными к употреблению, причем в первом случае получается гидроокись железа и сера, а во втором случае - раствор тиопата железа, который тоже содержит серу. Затем обе промывнь жидкости подводятся раздельно к промывным установкам. ,

Для того, чтобы при обработке воздухом меньшей части промывной БИДКОСТИ получить серу в чистом виде, фильтруют часть жидкости, обрабатываемую сернистой кислотой, 11реж|е чем эта часть поступит обратно впромывную установку, причём серд, в чистом виде получается простым фильтровг1нием.

Предмет патента.

1, Способ удаления аммиака и сероводорода из газов, которые содержат больше чем 1 моЛ. HjS на каждые 2 мол. NH, с. целью получения сульфата аммония и , состоящий в том, что газ обрабатывают даумя различными абсорбирующими Средствами, из которых одно cocTOiit из paiitBOpa тионата железа или марганца, в каковой аетвор аммиак и сероводород одновр енн входят в отношении 2 мол. NHg и i мол, HjS, меаду

ieit как другое абсорбирующее средство состоит вз суспензии гидроокиси железа или: марганца, вавовая суспензия служит; для :удагения избыточного сероводорода или же, звидкостью, которая содержит одновременно оба абсорбирующих средства, т. е, тионаты гвелеза или марганца и гидроокиси железа :H4HV марганца, отднчающнйеа тем, что для регенерирования иепользованны: абсорбирующих средств;, иоду чаемый при обмене с сероводородом осадок перемешивают делят на две части, после чего сернистый ме тадл в одной части обращают в металлическую гидроокись и ееру посрбдстЕ м обработки кислородом .или газом, содержащим кислород, а в другой части обращают в металлический тионат посредством обработки сернистой кислотой в свободной или связанной форме.

2. Прием выполнения означенного в п. 1 способа, отличающийся тем, что ту часть промывочной жидкости, которую получают при обработке осадка посредством сернистой кислоты, подвергают фильтрованию в целяж отделения от нее серы перед обратным вводом ее в процесс промывки.