ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вспенивание из "Очистка газа" Основной целью процессов очистки каменноугольного газа является извлечение сероводорода и азотистых соединений, главным образом аммиака. Присутствие в газе этих соединений нежелательно, так как они обладают сильными коррозионными свойствами. Обычно они содержатся в очень высоких концентрациях, поэтому извлечение их из газа становится абсолютно необходимым. Кроме того, как НзЗ, так и КНд являются довольно ценными химическими веществами, поэтому извлечение их и переработка на элементарную серу и сульфат, нитрат или фосфат аммония во многих случаях имеют большое экономическое значение. Эти газы были особенно ценны до появления синтетического аммиака, когда каменноугольный газ иредставлял собой важнейший источник связанного азота. [c.66] Из приведенных выше данных видно, что двуокись углерода всегда является основной примесью в каменноугольном газе. Хотя извлекать двуокись углерода из газов, применяемых в качестве топлива, обычно не требуется, тем не менее частичная очистка таких газов от СОз иногда желательна для повышения их теплоты сгорания. Полная очистка от двуокиси углерода необходима для газов, подвергаемых последующей переработке при очень низких температурах, нанример для коксового газа, из которого получают водород, применяемый затем для синтеза аммиака. [c.67] Разработка технологии процесса очистки каменноугольного газа относится к началу девятнадцатого столетия, п литература по этому вопросу весьма обширна, В рамках настояп1,ей книги подробное описание большого количества предложенных процессов очистки каменноугольного и синтез-газов невозможно. Однако в этой главе и в ряде последующих глав рассматриваются наиболее важные методы, применяемые в настоящее время в промышленном масштабе для очистки таких газов. [c.67] Хотя использование водных растворов аммиака для извлечения кислых компонентов из газов предложено очень давно, промышленное применение таких процессов, особенно для избирательного извлечения сероводорода пз каменноугольных газов и полного удаления двуокиси углерода из синтез-газов, началось лишь недавно. Появление коррозионностойких материалов и выяснение природы некоторых физических явлений позволили значительно улучшить экономику аммиачного процесса и, следовательно, способствовали внедрению этого процесса очистки газа. [c.67] Давление паров. Давление паров НаЗ и NHз над растворами с различными концентрациями и различным молярным отношением обоих этих компонентов определял ряд авторов [1—7]. Было определено также [8] давление паров NHз, НаЗ и НаО над водными растворами сульфида и гидросульфида аммония, содержащими до 9% общего аммиака, в пределах температур 20—60° С. Эти данные приведены в табл. 4.1 и 4.2. [c.68] Разработан метод расчета давления паров НаЗ и NHз над водными растворами, основанный на данных химического равновесия в растворах [1]. Числовые значения кон тант равновесия найдены экспериментально. [c.68] Предложено [1] пользоваться следующим уравнением при расчете коэффициента Генри для растворов, применяемых при абсорбции сероводорода. [c.69] Константа равновесия К не является строго постоянной величиной и меняется в зависимости от концентрации растворенных солей в растворо ее изменения можно представить [1] в виде функции ионной силы /. [c.69] На рис. 4.1 показано вычисленное этим методом давление паров НаЗ и NHз для 0,5, 1,0 и 2н водных растворов аммиака при 20° С и различных молярных отношениях НаЗ NHз. [c.69] Цифры на линиях — нормальность раствора. [c.70] Цифры на линиях — нормальность раствора. [c.70] Цифры на линиях — нормальность раствора. [c.70] Цифры на линиях — нормальность раствора. [c.70] В табл. 4.3 сравниваются вычисленные по этому методу и фактически по.лученные опытные данные [4]. Для систем, содержащих НаЗ, СОа миак, предложен более сложный метод расчета [1]. Однако для сравнительно разбавленных растворов аммиака (до 2н) рассмотренный выше простой метод [4] дает практически совпадающие результаты. [c.71] Избирательная абсорбция сероводорода. Наблюдения показали [10], что если продолжительность контакта для газа мала (около 5 сек), то, применяя водные растворы аммиака, можно достигнуть избирательного извлечения сероводорода из газа, содержащего также двуокись углерода. [c.71] Предполагают [2], что различие в скоростях абсорбции СО2 и НдЗ ьызвано неодинаковыми скоростями диффузии этих газов в растворах сульфида. карбамината и карбоната аммония. Однако правильнее объяснить это положение, вероятно, можно, основываясь на том, что сероводород сразу же ионизируется в растворе, образуя ионы Н8 и Н+, которые быстро реагируют с ионами гидроксила. Двуокись углерода же сначала взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту, которая после ионизации реагирует с аммиаком. Скорость реакции гид])атации очень мала, она, по-видимому, и является стадией, определяющей скорость суммарного процесса. [c.72] Избирательность абсорбции сероводорода зависит от способа контактирования газа с жидкостью. Измерение скорости растворения сероводорода и двуокиси углерода в разбавленных водных растворах аммиака (0,5—2%) показало, что при неподвижной поверхности, комнатной температуре и давлении газа 1 ат сероводород растворяется вдвое быстрее, чем двуокись углерода [И, 12]. Опытным путем [И] найдено также, что в случае абсорбции кислых газов падающими каплями жидкости при одинаковых условиях давления и температуры сероводород растворяется в 85 раз быстрее, чем двуокись углерода. Опыты, проведенные тем же автором с типичным коксовым газом, содержащим около 0,5% НаЗ и 2,0% СО2, показали, что при контактировапип с избытком разбавленного водного раствора аммиака при 21° С в колонне с механическим распыливанием сероводород растворяется примерно в 17 раз быстрее, чем двуокись углерода. [c.72] Вернуться к основной статье