Способ очистки газов от фторис-ТОгО ВОдОРОдА Советский патент 1981 года по МПК B01D53/14 

1

Изобретение относится к очистке газов, выделянхдихся при получении алюминия и содержащих, наряду с фтористым водородом, сернистый ангидрид.

Известен способ очистки газов от фтористого водорода путем промывки растворами гексаметилентетрамина 1. При этом степень улавливания фтористого водорода составляет 99,7100 %.

Известен также способ очистки газов от фтористого водорода при температуре от -10 до путем абсорбции его 5-20%-ным раствором гексаметилентетрамина с последующей регенерацией абсорбента путем обработки его алюминатным раствором и содой с получением криолита 2.

Дсшее отделяют криолит от раствора и возвращают гексг1метилентетрамин на стадию .абсорбции.

Данный способ предусматривает очистку газов только от фтористого водорода.

При переработке газов, содержащих фтористый водород и сернистый ангидрид, за счет селективного поглощения сернистого ангидрида расх,ворами гексаметилентетрамина, степень улавливания фтористого водорода снижается до 2%,

Целью изобретения является возможность одновременной очистки газов от сернистого ангидрида.

Поставленная цель достигается тем, что перед абсорбцией газ промывают 5-20%-ным раствором гексаметилентетрамина до концентрации сер0нистого ангидрида в растворе 11. 270 г/л с последукицей обработкой раствора углекислым кальцием или известковым молоком, отделением сульфита кальция от раствора гекса5 метилентетрамина и абсорбцией фтористого водорода гексаметилентетрамином, обработкой абсорбента алюминатным раствором и содой, отделением осадка криолита и возвращением гек0 аметилентетрамина на стадию абсорбции.

Отличиями предложенного способа является предварительная очистка газов от сернистого ангидрида гексаме5тилтетрамином до содержания в раствс4 е двуокиси серы 11-270 г/л. Превьааать указанный предел концентраций не рекомендуется по причине об,разования твердой фазы, присутствие

О koтopoй не желательно как в процессе очистки газов, так и при регенерёщии абсорбента. Минимальная поглотительная -емкость 5-20%-ных растворов гексаметилентетрамина по SOi составляет 11-44 г/л соответственно. Ниже указанной концентрации процесс проводить не целесообразно, поскольку снижается эффективность абсорбента. Принципиальная схема предлагаемого способа очистки газов от фтористого водорода и сернистого ангидрида и регенерации абсорбента представлена на чертеже.

Степень улавливания сернистого ангидрида и фтористого водорода составляет 100 %. При полном срабатывании абсорбента концентрации компонентов на обеих стадиях достигают значений, указанных в таблице.

Пример 1. Газовоздушную смесь, содержащую 5 об.% сернистого ангидрида и 10 об.% фтористого водорода, в количестве 0,08 м пропускают со скоростью 0,1 через две пбследовательно соединенные барботажные колонны диаметром 90 мм, заполненные 5%-ным раствором гексаметилентетрамина. Степень улавливания сернистого ангидрида на 1-й стадии составляет 100%, фтористого водорода 30%, далее газ, содержащий 70% фтористого водорода, поступает на 2стадию. При этом происходит 100%-ное улавливаниеHF . Получают на 1-й стадии 1 л раствора, содержащего 11 г SO2 и 2,2 г HF, а на 2-й стадии 5 г/л HF. Для .осаждения криолита к раствору, полученному на 1-й стадии, прибавляют 9 мл алюминатного раствора (126 г/л и 104 г/л А1,О) и 1,44 г бикарбоната натрия, к раствору после 2-Pi стадии прибавляют 20,4 мл алюминатного раствора и . 3,25 г бикарбоната натрия. В результате получают 3,85 и 8,75 г криолита на 1-й и 2-й стадиях соответственно. После отделения криолита маточный, раствор со 2-й стадии направляют на абсорбцию, а с 1-й стадии на окончательную регенерацию. Для этого к раствору прибавляют 17 г углекислого кальция. ОсаДок (20 г) сульфита кальция отделяют, а регенерированный абсорбент, содержащий 0,2 г/л сернистого ангидрида и 50 г/л гексаметилентетрамина, напраштяйт на абсорбцию.

Приме р2. в качестве абсорбента используют 20%-ный раствор гексаметилентетрамина. При припускании 2 м газа, при температуре 1 л абсорбента на 1-й стадии поглощает 280 г сернистого ангидрида (степень улавливания 100%), из них 130 г в растворе и 150 г в осадка, и 2,7 г фтористого водорода (степень улавливания 1,5 %); на 2-й стадии получают 2 л раствора, содержащего 177 г фтористого водорода (степень улавливания 100%).

Регенерацию обсорбента после 2-й стадии осуществляют, как описано в примере 1, путем добавления 723 мл алюминатного раствора и 115 г бикарбоната натрия с последующим отделением 309 г криолита. Из абсорбента, полученного после 1-й стадии, сначала удаляют осадок гидросульфита гексаметилентетраммония,затем к раствору прибавляют 11 мл алюминатного раствора и 1,57 г бикарбоната натрия. Осадок 47 г криолита отделяют. В полученный маточный раствор вводят 203 г углекислого кальция, получают 242 г сульфита кальция, после отделения которого регенерированный абсорбент, содержащий 2,3 г/л сернистого ангидрида и 40 г/л гексаметилентетрамина, возвращают на абсорбцию. Пример 3. Условия проведения опыта аналогичны описанным в примере 2, с той лишь разницей, что процесс осуществляют при температуре

б6°С. При этом 1 л абсорбента на 1-й стадии поглощает 280 г сернистого ангидрида (степень улавливания 100%), из них 270 г в растворе и 10 г в осадке, и 25,5 г фтористого водорода (степень улавливания 14%); после 2-й стадии получают 2 л абсорбента, содержащего 154 г HF (степень улавливания 100%).

Абсорбент после 2-й стадии регенерируют, как описано выше. К раствору, полученному на 1-й стадии, после отделения осадка гидросульфита гексаметилентетраммония добавляют 104 МП алюминатяого раствора и 17 г бикарбоната наурия. Осадок криолита (44,6 г) отделяют, а к фильтрату прибавляют 422 г углекислого кальция Полученный осадок 501 г сульфита кальция отделяют, а регенерированный абсорбент, содержащий 2,3 г/л сернистого ангидрида и 189 г/л гексаметилентетрамина, возвращают на абсорбцию.

-10 9711-130

О 6011-140

20 1011-170

40Отсутствует11-157

60Отсутствует11-131

2,3

27,9

3,0 25,0

2,2 23,3

6,5 20,7

3,5 17,9

-10 16022-130

О 13022-140

20 9022-170

40 4022-200

60Отсутствует22-224

-10 О

320 260 180

20 40 60 120 10

Формула изобретения

Способ очистки газов от фтористого водорода путем абсорбции его 520%-ным раствором гексаметилентетрамина с последующей обработкой абсорбента алюминатным раствором и содой, отделением осадка криолита и возвращением гексаметилентетрамина на стадию абсорбции, отличающий с я тем, что, с целью возможности одновременной очистки газов от сернистого ангидрида, перед абсорбцией газ промывают раствором гексаметилентетрамина до концентрации сернистого ангидрида 11-270 г/л с последую2,8

54,9 3,0 51,5 4,5 47,0

5,9 41,2 0,5 34,6

130

2,7

105,8 140

54

103,5 170

4,5

96,0 200

4,3

84, 1 70

25,5

71,0

щей обработкой раствора углекислым кальцием или известковым молоком, отделением сульфита кальция от раствора гексаметилентетрамина.

Источники информации, принятые во внимайие при экспертизе

2.Исследования по сорбции фтористого водорода водными растворами уротропина и регенерации абсорбента с получением криолита по укороченной схеме. Отчет НИС ОГУ, 1972 (прототип) .