ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка гидратом окиси железа из "Очистка газа" Процесс очистки газа гидратом окиси железа является одним из старейших процессов удаления нежелательных сернистых соединений из промышленных газов. Он был введен в Англии в середине прошлого столетия и вытеснил мокрую очистку с применением гидрата окиси кальция в качестве активного компонента поглотителя. В настоящее время этот процесс все еще применяется в промышленном масштабе. По приблизительным подсчетам в 1954 г. в одной только Англии гидратом окиси железа (ящичная очистка) было очищено около 1,4 млрд. нм каменноугольного газа. [c.179] На первых установках этого типа применяли самую примитивную форму процесса сухой очистки. При этом варианте процесса полное удаление сероводорода достигается в результате взаимодействия газа с гидратированной окисью железа, которая при этом превращается в сернистое железо (трехвалентное). Под действием атмосферного кислорода сернистое железо снова окисляется с образованием элементарной серы и окиси железа, которая в последующем снова взаимодействует с дополнительным количеством сероводорода. Такой цикл может повторяться до тех пор, нока элементарная сера не покроет большую часть поверхности очистной массы и не заполнит большую часть объема пор между частицами массы. Затем активность очистной массы снижается и одновременно возрастает гидравлическое сопротивление слоя. После удаления выделившейся серы окись железа можно снова использовать для очистки. [c.179] В последующем было установлено, что процесс можно значительно упростить с одновременным улучшением экономических показателей, если окись железа активировать непосредственно в поглотительных аппаратах добавкой небольшого количества воздуха или кислорода к газу, направляемому на очистку. Очистную массу без выгрузки из аппаратов можно активировать также, применяя циркуляцию газа, содержащего кислород, после загрязнения очистной массы газом, пропускаемым без добавки кислорода. Важнейшие преимущества такого варианта процесса — значительная экономия рабочей силы (так как отпадают загрузка и разгрузка очистных аппаратов) и более высокое содержание серы в очистной массе в момент, когда ее необходимо выгрузить из очистных аппаратов. [c.179] Смешанные окислы или очистную губку приготовляют осаждением тонкодисперсной окисп железа на таких носителях, как древесная стружка иди шлаки — гранулированные илп дробленые. Обш,им свойством таких носителей является больпшя удельная поверхность. Окись железа, применяемая в этих материалах, может быть получена окисленаем железной стружки воздухом в присутствии воды и извести. Преимущество смешанных окислов заключается в том, что их насыпной вес, содержание окиси железа, влажность и pH легче регулировать, чем при производстве несмешанных окислов. Кроме того, смешанные окислы менее склонны к слеживанию, что обеспечивает свободное прохождение газа через слой и более высокое окончательное содержание серы в насыщенной очистной массе. [c.181] На основании обширных исследований рекомендуется [4, 5] применять окись железа на грубо зернистых носителях с рыхлой структурой, малым насыпным весом (порядка 320—400 кг м в сухом состоянии) и максимальной влажностью (30—50% вес.), при которой возможно беспрепятственное течение газа. Окислы, содержащие менее 17% и более 55% воды, дают менее удовлетворительные показатели. Оптимальный интервал изменения pH равен 8—8,5. Рекомендуемый состав несмешанных и смешанных окислов [4, 12] приведен в табл. 8. 1. Механические свойства очистных масс имеют не менее важное значение, чем их химическая активность. [c.181] Был всесторонне исследован физический механизм связывания сероводорода окисью железа [6, 7]. Эти исследования показали, что при надлежащих условиях (температура, влажность, pH) сера, образующаяся на зернах окиси, непрерывно замещается окисью железа, мигрирующей из центральных зон зерна к поверхности, вследствие чего свежая окись может вступать в дальнейшее взаилюдействие с сероводородом и кислородом. [c.181] Дегидратация и сопутствующее ей твердение окиси железа, а также избыточное локальное осаждение элементарной серы исключают возможность такой миграции. Поэтому исключительно важное значение для удовлетворительного протекания процесса имеет весьма тщательный контроль влажности и равномерности распределения газового потока по всему сечению очистной массы. [c.181] Активность очистных материалов измеряют скоростью поглощения сероводорода. Она зависит от многочисленных параметров, например от влажности, pH, физической структуры и т. д. Для определения активности применяют также эмпирические методы. В литературе описаны методы, обычно применяемые в газовой промышленности США для определения поглотительно емкости и активности окисножелезной очистной массы 181. [c.182] Описание процесса. Схема процесса сухой очистки газа окисью железа представлена па рис. 8. 1. В настоящее время в промышленном масштабе осуществляются различные варианты этого процесса, которые могут быть разбиты на следующие группы. [c.182] Очистные установки с ящиками большой высоты Высокие ящики по конструкции сходны с обычныдш ящичными аппаратами, но высота слоя очистной массы в них значительно больше, чем в обычных аппаратах. Как правило, высота слоя массы достигает 1,2—1,8 м. Уветичение высоты слоя ведет к увеличению поглотительной емкости аппаратов при неизменной их площади. Вследствие большего гидравлического сопротивления большого слоя массы эти ящики часто работают по принципу разделенного потока Для этого газ подают в пространство между двумя слоями первая половина его проходит восходящим потоком через верхний слой, а вторая — нисходящим потоком через нижний слой. Высокие ящичные очистители особенно целесообразны для очистных установок, где стремятся к возможно редкой перегрузке очистной массы. Они применяются также на установках очистки под высоким давлением, где увеличенное гидравлическое сопротивление слоя большой высоты не затрудняет проведения очистки. [c.183] Башенные очистные установ-к и. Системы с башнями Тиссена-Ленце значительно более совершенны, чем обычные ящичные системы очистки. Важнейшие преимущества башенных систем заключаются в лучшем использовании площади и уменьшении затрат труда на обслуживание. Схема башенной системы сухой очистки представлена на рис. 8. 2. [c.183] Башенные установки обычно состоят из 4—6 работающих башен и двух дополнительных складочных башен таких же размеров одна служит для хранения корзин с отработанной окисью, а вторая для хранения свежей окиси. [c.183] Установки непрерывного действия. Стремление уменьшить размеры установок сухой очистки и достигнуть более эффективного нснользования очистной массы в послевоенный период привело к разработке в европейских странах непрерывных процессов сухой очистки газа окисью железа. В литературе описана [14] работа пилотной установки Газового управления округа Северно Темзы. Схема примененной здесь очистной аппаратуры представлена на рис. 8. 3. [c.184] Другой непрерывный процесс был разработав фирмой Газтехник в ФРГ и осуществлен в промышленном масштабе [15]. В 1956 г. в ФРГ было 60 действующих установок, работающих по этому процессу большое число таких установок работает и в Англии [16]. Установка состоит из нескольких цилиндрических колонн, заполненных таблетированной окисью железа слоем большой высоты. Обычно таблетки приблизительно сферические, диаметром 13—19 мм при влажности 10% имеют насыпной вес около 610 кг1м . Эти таблетки состоят из смеси специально активированной окиси железа, древесных опилок, цемента и извести. Таблетки свободно сходят по колонне под действием собственного веса. Они загружаются и выгружаются из аппаратов через шлюзовые затворы без прекращения подачи газа. [c.184] Вернуться к основной статье