Поглощение диоксида серы подщелоченными оксидами алюминия

Метод разработан Горнорудным управлением США для очистки дымовых газов ТЭЦ.

Процесс основан на поглощении SО2 гранулированным поглоти- телем, представляющим собой смесь оксидов алюминия и натрия (по- следняя составляет около 20 %). В процессе поглощения SО2 окисляет- ся, а затем реагирует с оксидами металлов с образованием сульфатов.

Насыщенный поглотитель регенерируется в среде восстанови- тельного газа при соответствующей температуре. При этом поглощен- ная сера выделяется в виде сероводорода.

Схема процесса представлена на рис. 9.16.

Дымовой газ, предварительно очищенный от пыли в циклоне 1, поступает в поглотительную камеру 2, где соприкасается с гранулиро- ванным сорбентом. Гранулы последнего подаются в колонну сверху и свободно падают навстречу восходящему потоку газа. Сорбент цирку- лирует через поглотительную колонну многократно, пока не будет дос- тигнута требуемая степень насыщения. Часть сорбента непрерывно выводится и направляется на регенерацию в десорбер 6. Соответствен- но в цикл добавляется через дозирующее устройство 5 такое же коли- чество регенерируемого сорбента. Мелкие частички сорбента, увле- каемые газом, выделяются в циклоне 3 и возвращаются в нижнюю часть колонны.

В десорбере 6 при температуре 600-650 оС через слой поглотителя

продувается восстановительный газ. Образующийся сероводород на- правляется для переработки в элементарную серу, а регенерированный сорбент поступает в охладительную камеру 7, где охлаждается возду- хом, циркулирующим через холодильник 8, после чего подается в пи- тательный бункер 4 и возвращается в цикл поглощения.

Рис. 9.16. Схема поглощения диоксида серы подщелоченными окси- дами алюминия

1,3 - циклоны; 2 - поглотительная камера; 4 - емкость сорбента; 5 - дозатор; 6 - десорбер; 7 - охладительная камера; 8 - холодильник

К преимуществам данного способа относятся сравнительно низ- кие капитальные затраты, простота схемы и технологического обору- дования.

Недостатками способа являются высокая стоимость сорбента, значительные расходы на его регенерацию и невозможность приме- нить способ на действующих электростанциях из-за необходимости компоновки установки между экономайзерами и воздухоподогревате- лями.

Известен способ очистки SО2, осуществляемый в реакторе с псев- доожижженным слоем конструкции Дорра - Оливера. В нем в качестве адсорбента применяется активированный алюминат натрия с высокой пористостью. Процесс проводится при температуре 230 оС. Оксиды се- ры диффундируют в поры алюмината и вступают в реакцию, образуя смесь, содержащую сульфат натрия, сульфит натрия и оксид алюми- ния.

В реакторе находятся три ярусно расположенных слоя, причем алюминат псевдоожижжается потоком газов, направленных вверх. Твердые частицы входят в верхнюю часть реактора, движутся через

один слой, затем через пороги поступают в расположенный ниже слой, выходят из реактора у его основания и переносятся в установку для ре- генерации при помощи ковшевого элеватора. В реакторе происходят следующие реакции:

2NaAlO2 + SO2 + 1/2O2 ® Na2SO4 + Al2O3;

2NaAlO2 + CO2 ® Na2CO3 + Al2O3;

2NaAlO2 + Cl2 + O2 ® 2NaCl + Al2O3.

Температура входящих газов 185-245 оС, а реакция адсорбции по- вышает температуру еще на 15 градусов, так что газы выходят из реак- тора с температурой в 200-260 оС и их тепло используется для подогре-

ва входящих дымовых газов.

Катализатор, содержащий SО2, удаляется из реактора и проходит подогреватель для твердого вещества, где температура поднимается выше температуры в реакторе. Затем он поступает в регенератор твер- дого вещества, где встречается с направленным вверх потоком обога- щенного водородом газа. SО2 выделяется в виде сероводорода, кото- рый поступает в печи Клауса установки для получения серы.

МЕТОДЫ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

Методы каталитического окисления основаны на способности сернистого ангидрида окисляться в серный, который легко взаимодей- ствует с водой, образуя серную кислоту. Процесс окисления SО2 явля- ется рациональным, так как не требует большого количества реагентов, а в результате получается серная кислота.

Методы каталитического окисления SО2 по способу проведения процесса можно разделить на две группы. В методах первой группы используется взаимодействие SО2 с кислородом воздуха в водных рас- творах в присутствии ионов металлов, в методах второй - окисление SО2 на ванадиевом катализаторе.