ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вакуум-карбонатный процесс из "Очистка газа" Использование вакуумной перегонки для регенерации растворов карбонатов щелочных металлов, применяемых при абсорбции из газов сероводорода, лежит в основе процесса, сравнительно недавно разработанного фирмой Копперс 114, 15]. Этот процесс является улучшенным вариантом раннего Сиборд-процесса (с регенерацией раствора воздухом) и имеет то преимущество, что сероводород в этом случае получается в виде концентрированного потока, более удобного для использования. Оказалось, что использование вакуума позволяет уменьшить расход пара примерно в 6 раз по сравнению с регенерацией раствора под атмосферным давлением [16]. Первая установка вакуум-карбонатной абсорбции с применением раствора карбоната калия была сооружена в Германии в 1938 г. На установках вакуум-карбонатного процесса в США обычно используются растворы карбоната натрия. Процесс первоначально применялся для очистки коксовых газов, содержащих 7—11 г нм НгЗ. В этих газах присутствуют также цианистый водород и прочие примеси, вызывающие ряд трудностей при других процессах очистки газа от НгЗ. [c.93] В одном из вариантов процесса [17 [ основная часть тепла подводится в отпарную колонну раствором, нагреваемым в теплообменнике низкотемпературным теплоносителем. Такой теплоноситель имеется на большинстве коксовых заводов в виде промывочной воды , которая циркулирует через горячие сборные газопроводы температура ее достигает 75—80° [18]. Забираемый насосом с низа отпарной колонны раствор проходит через теплообменники, где подогревается промывочной жидкостью. Затем раствор вновь поступает в низ вакуумной отпарной колонны, где вследствие сравнительно низкой температуры кипения раствора из него выделяются поглощенные газы. [c.94] Схема вакуум-карбонатного процесса очистки газа. [c.94] Если в газовом потоке, контактирующемся с раствором карбоната натрия, содержатся одновременно НгЗ и СОа, то при достаточной высоте колонны вследствие различия в скоростях протекающих реакций достигается более полная абсорбция сероводорода. К сожалению, абсорбированный сероводород не будет полностью отгоняться из раствора, и концентрация в нем бикарбоната будет постепенно нарастать до достижения равновесной величины. В этот момент количество абсорбированной двуокиси углерода (которое уменьшается с повышением концентрации NaH Oз) будет равно количеству СОг, выделяемому при регенерации раствора. Таким образом, суммарный эффект от повышения концентрации СОа в газе при сохранении постоянной концентрации НзЗ сводится к увеличению содержания аНСОз в циркулирующем растворе, что в свою очередь вызывает снижение абсорбционной емкости этого раствора и необходимость увеличения интенсивности его циркуляции. [c.95] Расход газа, нм час. .. [c.96] По имеющимся данным [22] при вакуум-карбонатном процессе вместе с НгЗ извлекается также до 93% H N и 5—7% СОг. Если процесс должен обеспечить очень высокую полноту очистки от НгЗ, то из газа одновременно извлекается также и большее количество СОг. Так как при этом абсолютное количество абсорбированного сероводорода существенно не увеличивается, то содержание двуокиси углерода в конечном потоке кислых газов оказывается больше. [c.96] В табл. 5. 2 приводятся данные о работе абсорберов на двух промышленных установках вакуум-карбонатной очистки газа. [c.96] Десорбция. Десорбция раствора осуществляется в отпарной колонне, работающей под давлением около 0,14—0,17 атл. Для отдувки используется водяной пар, получаемый в нижней секции колонны. Вследствие пониженного давления раствор кипит при температуре около 60 . Для регенерации раствора применяют как колонны с хордовой насадкой, так и колпачковые. На установке Б (см. табл. 5. 2), сооруженной в 1950 г., в отпарной колонне имеется 15 колпачковых тарелок из нержавеющей стали. [c.96] Так как в кипятильнике регенератора требуется очень невысокая температура, то для этой цели часто можно использовать отходящее тепло других заводских потоков. Как указывалось выше, в качестве одного из таких теплоносителей можно использовать промывочную воду, циркулирующую в горячих сборных газопроводах коксовых установок. [c.96] Расход тепла на регенерацию раствора определяется в основном требуемой стенанью извлечения сероводорода. В качестве теплоносителя для регенерации раствора на установке А (табл. 5. 2) использовалась промывочная вода. На установке Б [19] для нагрева раствора в низ каждой отпарной колонны подводилось 5900—6800 кг1час пара. Так как производительность каждой установки 28 000—36 ООО нм /час, то удельный расход водяного пара на установке Б равен примерно 0,2 кг1нм очищаемого газа. [c.96] В кислом газе, выделяемом из отпарной колонны на установке Б, содержится 5—9% цианистого водорода, который удаляется водной промывкой этого газа после этого H2S сжигается для получения серной кислоты. [c.96] НпичУ приводится состав (в%) кислого газа на двух установках вакуум-карбонатного ироцесса. [c.97] На установке А цианистый водород выделяется как один из побочных продуктов. На большинстве других установок извлеченный HGN либо сжигают (для возможности последующего использования H2S на обычных установках производства серной кислоты), либо разлагают на специальной установке получения серной кислоты из сероводорода. [c.97] Эксплуатационные трудности. Примеси, присутствующие в коксовом газе (в частности, нафталин), могут вызывать ряд неполадок при эксплуатации установок вакуум-карбонатного процесса. Поэтому рекомендуется [22] применять этот процесс только для очистки газов, содержащих но более 46 мг/нм нафталина 34 мг/нм аммиака включая пиридин) и 22 мг1нм смоляного тумана. [c.97] Коксовый газ после промывки в бензольных скрубберах обычно удовлетворяет этим требованиям. Если секция вакуум-карбонатной очистки располагается перед бензольными скрубберами, что иногда делается для повышения выхода H N, то необходимо принимать специальные меры предостороншости, чтобы уменьшить трудности, вызываемые присутствием нафталина. [c.97] Нафталин очень плохо растворил в растворе карбоната натрия однако при контактировании раствора с коксовым газом небольшое количество нафталина все же абсорбируется раствором. Абсорбированный нафталин выделяется из раствора в отпарной колонне и уносится потоком кислого газа в холодильники. Поэтому концентрация нафталина в потоке кислого газа зависит от начальной его концентрации в коксовом газе, и если эта концентрация очень велика, то при охлаждении кислого газа возникает опасность конденсации нафталина. Так как при конденсации нафталин превращается в твердое вещество, то при этом может происходить забивание холодильников и другого оборудования. [c.97] Аммиак легко растворяется в растворе Naa Os его также извлекают в отпарной колонне. При охлаждении выходящего из отнарной колонны газа конденсируется вода, которая легко поглощает аммиак, содержащийся в потоке кислого газа. Растворенный в конденсате аммиак увеличивает растворимость сероводорода, и так как конденсат возвращается обратно в систему, то общая степень извлечения сероводорода при этом процессе снижается. Аналогично ведет себя и пиридин, но обычно содержание этого компонента слишком мало, чтобы оказать существенное влияние на эффективность процесса. [c.97] Коррозия не вызывает существенных осложнений в работе вакуум-карбонатных установок, вероятно, вследствие сравнительно низких температур процесса. В качестве основного материала для аппаратуры применяется малоуглеродистая сталь, хотя, как отмечалось выше, в абсорбере используется также деревянная насадка, а в отпарной колонне — тарелки из нержавеющей стали. Нержавеющую сталь применяют также для изготовления некоторых второстепенных частей вакуумных и других насосов, карманов терлюметров и диафрагм измерительных приборов [22]. [c.97] Эксплуатационные расходы для двух различных схем установок, долл/сутии. [c.98] Вернуться к основной статье