СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВАЛЬНОГО И ТОМУ ПОДОБНЫХ ГАЗОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА Советский патент 1935 года по МПК G01K1/10 

Промывание аммиака и сероводорода из газов с помощью раствора тиосульфата железа или других металлических тиосульфатов известно (см. Фельд, Zeitschr. angew. Chemie., том 26, стр. 708, правый столбец, а также стр. 709, левый столбец). Однако, таким путем возможно удалять из газа аммиак и сероводород только в пропорции H₂S:NH₃=2:1. Дальше этого имеющийся в газе сероводород, а это случается в большинстве случаев, не промывается в заметном объеме, так как вступает в реакцию с тиосульфатом железа и другими металлическими тиосульфатами чрезвычайно медленно. Точно такое же положение оказывается и при обработке газа, содержащего сероводород, с помощью растворов политионата аммония (см. Рашиг, Zeitschr. angew. Chemie., том 33, стр. 262, левый столбец).

При работе с растворами тиосульфата железа в первом случае оживление использованной промывной жидкости совершается с помощью сернистой кислоты в чистом или разбавленном виде. При этом, как указывает Фельд (Zeitschr. angew. Chemie., том 24-1, стр. 98, левый столбец), в некоторых случаях наступает образование политионатов, а именно тогда, когда процесс оживления проводится кислым. По данным Фельда такой раствор переходит, при применении для промывания газа, тоже в тиосульфат аммония и в сернистое железо.

Фельд, основываясь на совершенно определенном мнении о значении предложенного им метода, как метода прямого получения из сероводорода и аммиака - сульфата аммония, в свое время отказался от железо-политионатного метода, как не дающего никакого преимущества перед аммоний-политионатным методом.

В предлагаемом способе, в отличие от метода Фельда, производится дополнительная очистка от остаточного сероводорода раствором политионатов железа, при регенерации которого также используется сернистое железо, полученное при промывке железо-политионатным раствором содержащего сероводород и аммиак газа, и отработанный раствор которого в начале используется для удаления из очищенного газа сернистого ангидрида.

С помощью растворов политионатов железа можно удалять, из газов один сероводород при условии, что в промывочный раствор вводится 1 или больше молей сернистой кислоты на каждые 2 моля водорода, подлежащего удалению.

При таком способе работы реакция идет согласно следующему уравнению: FeS₅O₆+3H₂S=FeS₂O₃+4S+3H₂O.

Так-же протекает реакция при применении тетра- и пентатионатов, т.е. с той только разницей, что при этом получается 5 и соответственно 6 “S”.

Добавление сернистой кислоты к раствору политионата железа может совершаться до, во время или после промывки газа.

Оптимальное действие промывочного раствора, применяемого в предлагаемом способе, достигается, когда политионат имеется не исключительно в форме тритионата, но отчасти или полностью в форме высших политионатов.

При очистке газа, содержащего аммиак и сероводород в таких количественных отношениях, что на 2 моля аммиака приходится больше 1 моля сероводорода, работа ведется так, что сначала из газа удаляются упомянутыми известными способами аммиак и сероводород в отношении 2:1, а затем газ, с целью удаления остатка сероводорода, приводится в соприкосновение с раствором политионата железа с вводом сернистой кислоты, причем получающееся в первой стадии сернистое железо добавляется к промывочной жидкости второй стадии. Затем выгодно в этом случае, с целью удаления воспринятой из раствора политионата сернистой кислоты, приводить газ в соприкосновение с использованной, содержащей сернистое железо, промывочной жидкостью первой стадии в заключительном промывателе.

Практическое проведение способа принимает следующую форму на основе, установки, изображенной на чертеже.

Промывочное устройство состоит из промывателя, разделенного на нижнюю часть а и верхнюю b. По патрубку с газ поступает в нижнюю часть а промывателя, где освобождается от сероводорода, после чего в месте d покидает промыватель, уже лишившись сероводорода. Отходящая из нижней части а по трубе е промывочная жидкость подается насосом ƒ по трубе g в верхнюю часть трубы b промывателя и здесь обрабатывается входящей через трубу h сернистой кислотой или газами, содержащими сернистую кислоту; отработавший воздух покидает верхнюю часть b промывателя через трубу i. Жидкость, обработанная сернистой кислотой, стекает через сифон k, а отсюда поступает снова в нижнюю часть а.

Для извлечения образовавшейся в промывателе серы, которая получается в практически чистом виде, служит отсасыватель включенный между выходной трубой e и насосом ƒ. Обработку промывочной жидкости сернистой кислотой можно производить и в отдельном промывном устройстве. Точно так же можно добавлять сернистую кислоту к самому очищаемому газовому потоку до входа в промыватель. Однако, это рекомендуется лишь при переработке газа, свободного от аммиака.

Если нужно извлечь из получаемых промывных растворов сульфат аммония и серу, то перерабатываемая таким образом часть промывочной жидкости переводится в тиосульфат аммония и сернистое железо (приведенное выше уравнение) во включенном пред главным промывателем особом промывателе посредством обработки газом, содержащим сероводород, с добавкой аммиака, после чего полученное сернистое железо отделяется. Если дело касается очистки газов, содержащих аммиак и сероводород, то особая добавка аммиака может вообще отпасть.

После удаления железа соляной раствор обрабатывается известным способом посредством сернистой кислоты, после чего соли образуются путем нагревания в сульфат аммония и серу. Отделенный раньше шламм сернистого железа или превращается путем обработки сернистой кислотой или газами, содержащими ее, в тионаты и снова вводится в промывочную жидкость, или же непосредственно добавляется к самой промывочной жидкости, в которой он растворяется под действием сернистой кислоты.

Для избежания того, чтобы очищенный газ забрал с собой из промывочной жидкости сернистую кислоту, целесообразно освободить его от нее в добавочном промывателе, который выгодно загружать использованной, содержащей сернистое железо, промывочной жидкостью, имеющейся в предварительном промывателе.

При выполнении предлагаемого способа поступают следующим образом. Газ, содержащий 0,8% H₂S, промывается в растворе, который содержит в литре 50-60 г железа в виде раствора тиосульфата железа-политионата и в котором может содержаться также любое количество аммониевых солей. В промывочную жидкость вводят вне или внутри промывочного устройства на каждые 100 весовых частей подлежащего удалению сероводорода 188 или больше весовых частей сернистой кислоты. Ввод большего, чем 188 весовых частей, количества определяется интенсивностью образования сульфатов в зависимости от данных условий и от температуры. При этом следует следить за тем, чтобы не появлялась черная окраска жидкости, вследствие образования сернистого железа. В этом случае нужно увеличить ввод сернистой кислоты, которую можно добавлять к очищаемому газу также и перед процессом промывки. Сама сернистая кислота может применяться в чистом виде или в виде газов, содержащих сернистую кислоту, например, газов, которые получаются при сжигании серы.

1. Способ очистки коксовального и тому подобных газов от сероводорода с применением политионата железа, отличающийся тем, что для очистки содержащего сероводород и лишенного аммиака газа одновременно с раствором политионатов железа вводят на каждые 2 моля удаляемого сероводорода 1 и более молей сернистого газа.

2. Способ согласно п. 1, отличающийся тем, что сернистое железо, полученное в процессе промывки содержащего сероводород и лишенного аммиака газа, по известному политионат-железному методу, вводится вместе с сернистым газом в раствор политионатов железа, служащий для удаления из газа остаточного сероводорода.

3. Способ согласно пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для целей удаления сернистого ангидрида из очищенного газа последний подвергается обработке отработанной жидкостью, содержащей сернистое железо.