[go: up one dir, main page]

RU2236893C1 - Способ очистки дымовых газов от окислов серы - Google Patents

Способ очистки дымовых газов от окислов серы Download PDF

Info

Publication number
RU2236893C1
RU2236893C1 RU2003114183/15A RU2003114183A RU2236893C1 RU 2236893 C1 RU2236893 C1 RU 2236893C1 RU 2003114183/15 A RU2003114183/15 A RU 2003114183/15A RU 2003114183 A RU2003114183 A RU 2003114183A RU 2236893 C1 RU2236893 C1 RU 2236893C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gases
solution
neutralization
sulfur oxides
acid
Prior art date
Application number
RU2003114183/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003114183A (ru
Inventor
Ахмед Ибрагим Шакер Салех (RU)
Ахмед Ибрагим Шакер Салех
В.Г. Диденко (RU)
В.Г. Диденко
С.Б. Остроухов (RU)
С.Б. Остроухов
Фирас Аль-Батайнах (RU)
Фирас Аль-Батайнах
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет"
Priority to RU2003114183/15A priority Critical patent/RU2236893C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2236893C1 publication Critical patent/RU2236893C1/ru
Publication of RU2003114183A publication Critical patent/RU2003114183A/ru

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам химической очистки отработанных газов от окислов серы и может быть использовано в теплоэнергетике для очистки и утилизации дымовых газов теплоэнергетических установок, а также в нефтегазоперерабатывающей промышленности при сжигании сероводорода в печах Клауса, черной и цветной металлургии, угольной и химической промышленности. Поставленная задача решается способом очистки дымовых газов от окислов серы, включающим смешивание с воздухом, нейтрализацию в абсорбционной камере путем контактирования с жидким абсорбентом, удаление очищенных дымовых газов и кислого раствора. Кислые газы нейтрализуют щелочным поглотительным раствором, а образовавшийся после нейтрализации водный раствор сульфат-сульфитной соли подвергают регенерации путем униполярной электрохимической обработки в диафрагменном электролизере с получением в анодной зоне серной кислоты, а в катодной зоне - щелочного поглотительного раствора, который направляют вновь в абсорбционную камеру для нейтрализации кислых газов. Поставленная задача решается также тем, что электрохимическую обработку ведут при удельном количестве электричества в пределах 3000-4500 Кл/л. Данный способ очистки дымовых газов обладает более высокой степенью нейтрализации вредных газовых выбросов и обеспечивает безреагентную утилизацию окислов серы и регенерацию абсорбента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к способам химической очистки отработанных газов от окислов серы и может быть использовано в теплоэнергетике для очистки и утилизации дымовых газов теплоэнергетических установок, а также в нефтегазоперерабатывающей промышленности при сжигании сероводорода в печах Клауса, черной и цветной металлургии, угольной и химической промышленности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки дымовых газов от окислов серы, включающий смешивание с воздухом, нейтрализацию кислых газов в абсорбционной камере путем контактирования с жидким абсорбентом, удаления очищенных дымовых газов и кислого раствора (патент РФ №2161528, В 01 D 53/34, 1999 - прототип).
Этот способ имеет следующие недостатки: недостаточная технологическая эффективность очистки, использование в качестве абсорбента кислого конденсата с образованием азотной и серной кислоты приводит к быстрому разрушению технологического оборудования из-за высокой коррозионной агрессивности этих растворов.
Технической задачей изобретения является повышение экономической и технологической эффективности очистки, обеспечение цикличности процесса и безреагентной утилизации кислотных компонентов дымового газа с получением продукта, имеющего высокую народно-хозяйственную ценность, при одновременном повышении надежности и долговечности технологического оборудования.
Поставленная задача решается тем, что в способе очистки дымовых газов от окислов серы, включающем их смешивание с воздухом, нейтрализацию в абсорбционной камере путем контактирования с жидким абсорбентом, удаления очищенных дымовых газов и кислого раствора, согласно изобретению кислые газы нейтрализуют щелочным поглотительным раствором, а образовавшийся после нейтрализации водный раствор сульфат-сульфитной соли подвергают регенерации путем униполярной электрохимической обработки в диафрагменном электролизере с получением в анодной зоне серной кислоты, а в катодной зоне - щелочного поглотительного раствора, который направляют в абсорбционную камеру для нейтрализации кислых газов.
Поставленная задача решается также тем, что электрохимическую обработку ведут при удельном количестве электричества в пределах 3000-4500 Кл/л.
Технологический процесс очистки дымовых газов от диоксида серы проводится в трех взаимосвязанных, последовательных и непрерывных этапах:
- газовоздушное (частичное) окисление диоксида серы SO2 кислородом воздуха до триоксида серы SО3;
- нейтрализация окислов серы щелочным сорбентом с получением сульфат-сульфитной соли щелочного металла;
- регенерация поглотительного раствора путем униполярной электрохимической обработки с получением исходного сорбента, гидроксида щелочного металла и конверсии сернокислых соединений в серную кислоту.
Химизм технологического процесса очистки дымовых газов от диоксида серы (окисление, нейтрализация окислов серы и регенерация поглотительного раствора) представлен следующим образом:
1. Стадия предварительного газофазного окисления диоксида серы атмосферным кислородом
SO2+1/2O2→ SО3
2.1. Стадия жидкофазного поглощения окислов серы щелочным поглотительным раствором (например, гидроксидом натрия)
2+2NaOH→ Nа232О
3+2NaOH→ Na2SO42O
3.1. Стадия электрохимической регенерации поглотительного раствора и конверсии окислов серы в серную кислоту
2SO3+2Н2O+1/2O2→ 2NaOH+H2SO4
Na2SO4+2Н2O→ 2NaOH+H2SO4
Суммарная реакция технологического процесса очистки дымовых газов от диоксида серы с получением в качестве конечного продукта серной кислоты выражается уравнением
SO2+1/2O+Н2O→ H2SO4
Таким образом, в разработанной технологии утилизации сернистых газов процесс очистки дымовых газов проводится путем жидкофазного смешивания дымовых газов, содержащих окислы серы, с щелочным водным раствором, получаемым путем униполярной электрохимической обработки в катодной зоне диафрагменного электролизера при одновременном получении в анодной зоне серной кислоты в качестве конечного продукта процесса очистки.
Следовательно, при униполярной электрохимической обработке водного раствора сульфат-сульфитной натриевой соли в катодной зоне образуется исходный сорбент - гидроксид натрия (NaOH), а в анодной зоне конечный продукт утилизации окислов серы - серная кислота (H2SO4). В результате этих реакций происходит регенерация раствора электролита, т.е. поглотительного раствора, который подается снова в цикл на поглощение окислов серы. Получение гидроксидов щелочных металлов из сульфат-сульфитного раствора и его регенерация после нейтрализации окислов серы осуществляется одновременно в одном и том же аппарате, т.е. электроэнергия. затраченная на получение абсорбента, эквивалентно обеспечивает также и его регенерацию, что является новым техническим эффектом заявляемого способа.
Способ реализуется по схеме, которая представлена на чертеже.
Исходный дымовой газ, содержащий диоксид серы и подлежащий обработке, подают в смеситель 1, куда одновременно центробежным вентилятором 2 подают атмосферный воздух, где происходит их смешивание и образование газовоздушной смеси и, следовательно, частичная реакция окисления диоксида серы кислородом воздуха. Затем газовоздушная смесь поступает в абсорбер 3, куда одновременно центробежным насосом 4 подают поглотительный раствор - нейтрализатор окислов серы, где происходит поглощение и нейтрализация окислов серы щелочным сорбентом. Очищенный дымовой газ удаляется из верхнего отвода абсорбера 3 и выбрасывается в атмосферу. Отработанный поглотительный раствор (сульфат-сульфитный раствор) из абсорбера 3 поступает в диафрагменный электролизер 5, где происходит регенерация щелочного абсорбента в катодной камере и конверсия окислов серы в анодной зоне в серную кислоту. Отрегенерированный щелочной поглотительный раствор поступает в емкость 6 и возвращается с помощью центробежного насоса 4 в цикл на повторную нейтрализацию окислов серы в абсорбер 3, а раствор серной кислоты из анодной зоны диафрагменного электролизера 5 отправляют на дальнейшую подготовку (концентрирование).
Помимо полной нейтрализации окислов серы из отходящего газа, одним из важных вопросов в разработанной технологии является поддержание цикличности всего процесса очистки, следовательно, в процессе эксплуатации требуется максимальная регенерация отработанных сорбентов, восстановление состава поглотительного раствора.
Преимущества способа очистки дымовых газов от окислов серы путем униполярной электрохимической обработки перед известными щелочными методами очистки состоят в следующем. Отработанный в процессе очистки щелочной раствор не удаляется на дальнейшую подготовку, а подвергается регенерации, т.е. процесс очистки представляет собой основу для создания безотходного производства.
Использование униполярного электрохимического способа для получения абсорбента (щелочи) позволяет увеличить абсорбционную способность раствора по сравнению с раствором щелочей тех же концентраций, но полученных не электрохимическим путем.
Пример осуществления способа
Экспериментальная проверка работоспособности технологической схемы, а также выбор режимов электрохимической обработки поглотительного раствора (раствора электролита) в процессе очистки дымового газа от окислов серы были проведены при помощи стендовой установки.
В ходе экспериментальных исследований проводились замеры окислительно-восстановительного потенциала eh и водородного показателя рН.
Расход обрабатываемой газовоздушной смеси к поглотительному раствору установили в соотношении объемов 100:1. Давление в системе находилось в пределах 1,1-1,2 кгс/см2 при температуре около 25° С. Результаты анализов приведены в табл.1.
Figure 00000002
Как видно из табл.1, степень нейтрализации окислов серы в зависимости от исходной концентрации сульфат-сульфитной соли была разной и возрастала с увеличением концентрации соли.
Одновременно были проведены исследования по определению режимов электрохимической обработки сульфат-сульфитного водного раствора. Раствор электролита подвергали электрохимическому воздействию в различных режимах, при интенсивности воздействии, равном 300, 600, 1500, 4500, 3000, 9000, 13500 и 15000 Кл/л.
Увеличение удельного количества электричества достигается путем увеличения времени электрохимического воздействия при постоянном токе. Результаты анализов приведены в табл.2.
Figure 00000003
Из данных табл.2 видно, что при электрохимическом воздействии на поглотительный сульфат-сульфитный раствор при удельном количестве электричества q выше 3000 Кл/л рН католита увеличился почти до максимального значения выше 12,5 ед., a eh до значений ниже -900 мВ.
При электрохимическом воздействии на раствор в зоне анода (анолит) при удельном количества электричества q выше 3000 Кл/л значение рН анолита изменилось до минимальных значений ниже 1,5 ед., a eh до значений выше 1250 мВ.
Следовательно, наиболее экономичный режим обработки водного раствора сульфат-сульфита натрия находится в области q=3000-4500 Кл/л.
Таким образом, в результате проведенных электрохимических реакций в катодной зоне образуется исходный сорбент - гидроксид натрия (NaOH), а в анодной зоне конечный продукт - серная кислота (H24), т.е. одновременно происходит регенерация поглотительного раствора (раствора электролита) и утилизация окислов серы.
Разработанный технологический процесс очистки дымовых газов от окислов серы на основе новых, нетрадиционных технических решений в отличие от прототипа показал свою технологичность, цикличность и работоспособность, простоту в эксплуатации и управлении, надежность с точки зрения техники безопасности и экологических требований.

Claims (2)

1. Способ очистки дымовых газов от окислов серы, включающий смешивание их с воздухом, нейтрализацию кислых газов в абсорбционной камере путем контактирования с жидким абсорбентом, удаление очищенных дымовых газов и кислого раствора, отличающийся тем, что кислые газы нейтрализуют щелочным поглотительным раствором, а образовавшийся после нейтрализации водный раствор сульфат сульфитной соли подвергают регенерации путем униполярной электрохимической обработки в диафрагменном электролизере с получением в анодной зоне серной кислоты, а в катодной зоне щелочного поглотительного раствора, который направляют в абсорбционную камеру для нейтрализации кислых газов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрохимическую обработку ведут при удельном количестве электричества в пределах 3000-4500 Кулон/л.
RU2003114183/15A 2003-05-13 2003-05-13 Способ очистки дымовых газов от окислов серы RU2236893C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003114183/15A RU2236893C1 (ru) 2003-05-13 2003-05-13 Способ очистки дымовых газов от окислов серы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003114183/15A RU2236893C1 (ru) 2003-05-13 2003-05-13 Способ очистки дымовых газов от окислов серы

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2236893C1 true RU2236893C1 (ru) 2004-09-27
RU2003114183A RU2003114183A (ru) 2004-11-20

Family

ID=33433890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003114183/15A RU2236893C1 (ru) 2003-05-13 2003-05-13 Способ очистки дымовых газов от окислов серы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2236893C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2366616C1 (ru) * 2008-05-13 2009-09-10 Общество с ограниченной ответственностью Нефтегаз-Сталь-экспертно научно-внедренческая компания ООО "НЕФТЕГАЗ-СТАЛЬ-ЭНВК" Способ электрохимической обработки водных растворов солей и устройство для его осуществления
WO2010075751A1 (zh) * 2008-12-31 2010-07-08 Huang Liwei 一种电化学法吸收处理有害废气的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4059496A (en) * 1975-09-26 1977-11-22 Rheinische Braunkohlenwerke Aktiengesellschaft Process for the preparation of sulfuric acid from sulphur dioxide
US4519881A (en) * 1984-06-25 1985-05-28 Standard Oil Company (Indiana) Regeneration of alkaline treating agents
RU2181391C1 (ru) * 2000-11-13 2002-04-20 Волгоградский государственный технический университет Способ получения серной кислоты

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4059496A (en) * 1975-09-26 1977-11-22 Rheinische Braunkohlenwerke Aktiengesellschaft Process for the preparation of sulfuric acid from sulphur dioxide
US4519881A (en) * 1984-06-25 1985-05-28 Standard Oil Company (Indiana) Regeneration of alkaline treating agents
RU2181391C1 (ru) * 2000-11-13 2002-04-20 Волгоградский государственный технический университет Способ получения серной кислоты

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2366616C1 (ru) * 2008-05-13 2009-09-10 Общество с ограниченной ответственностью Нефтегаз-Сталь-экспертно научно-внедренческая компания ООО "НЕФТЕГАЗ-СТАЛЬ-ЭНВК" Способ электрохимической обработки водных растворов солей и устройство для его осуществления
WO2010075751A1 (zh) * 2008-12-31 2010-07-08 Huang Liwei 一种电化学法吸收处理有害废气的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101300482B1 (ko) 매개 금속이온 및 환원제를 사용한 대기오염물질 처리 시스템 및 그 처리 방법
CN103230734A (zh) 联合脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法
US20200023309A1 (en) Device and method for purifying sulfur dioxide and nitrogen oxide in flue gas
US4038366A (en) Method for removing hydrogen sulfide
CN106178865B (zh) 工业窑炉烟气重金属和氟氯硫硝净化及资源化利用方法
Yuan et al. Enhanced oxidative removal of NO by UV/in situ Fenton: Factors, kinetics and simulation
RU2236893C1 (ru) Способ очистки дымовых газов от окислов серы
CN109173669A (zh) 一种净化黄磷尾气的方法
KR102143514B1 (ko) 질소산화물 및 황산화물 동시 제거 장치
CN206660930U (zh) 高温油竖窑湿法低温新型新型氧化法除尘脱硫脱硝装置
CN108905541A (zh) 一种微波等离子体分解no的方法
CN104118851A (zh) 一种含高浓度有机物废硫酸再生方法
CN119113680A (zh) 一种黄磷尾气的净化方法
Zhao et al. Denitrification utilizing a vaporized enhanced-Fenton reagent: kinetics and feasibility
KR100531767B1 (ko) 코크스 오븐 가스의 탈황방법 및 그 장치
CN115382367A (zh) 一种挥发性有机废气在等离子熔炉中的处理方法
JPH10113678A (ja) 硝酸イオン含有廃液の無害化処理方法及び装置
CN104941417A (zh) 烟气处理装置和方法
RU2058807C1 (ru) Способ очистки дымовых газов
CN210079217U (zh) 一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置
RU2109553C1 (ru) Поглотительный раствор для очистки газов от сероводорода
CN113082976A (zh) 一种烟气先脱硝后脱硫工艺中的碱性湿法脱硫工艺及副产物处理方法
KR20210015999A (ko) 배기가스 정화제 및 이를 이용한 배기가스 정화방법
CN106582246A (zh) 电石渣湿法烟气同时脱硫脱硝工艺
Raju et al. Simultaneous removal of NOx and SO2: a promising Ag (II)/Ag (I) based mediated electrochemical oxidation system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050514