Способ очистки коксового газа от сероводорода

 

Изобретение относится к технике извлечения сероводоро да из коксового газа вакуумкарбонатным методом. Для повышения степени очистки газа, снижения коррозион .2 ной активности раствора и сокращения расхода реагента 1-8% регенерированного раствора отводят, подвергают упарке под вакуумом и образовавшиеся пары передают на стадию регенерации раствора. Упарку проводят до содержания в растворе роданидов и формиатов в сумме 650-750 г/л. Выпавшие при упарке соли отделяют и растворяют в конденсате регенераторных паров с получением раствора соды 25-50 % ной концентрации, возвращаемого в цикл. Способ обеспечивает степень очистки газа от НзЗ 95%, снижение потери карбоната щелочного металла до 0,04 кг на 1000 м3 очищаемого газа и снижение коррозионной активности раствора за счет снижения концентрации роданидов. 5 табл., 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ni >s В 01 0 53/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4491364/26 (22) 10.10.88 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Украинский научно-исследовательский углехимический институт (72) В.В.Марков, В.И.Меликенцова и T.À.Козырева (53) 66. 074..3 (088,8) (56) Литвиненко M.Ñ. Очистка коксового газа от сероводорода. — M.:- Металлургия, 1959. с. 128 — 133, 158 — 165. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА

ОТ СЕРОВОДОРОДА (57) Изобретение относится к технике извле ения сероводорода из коксового газа вакуумкарбонатным методом. Для повышения степени очистки газа, снижения коррозионИзобретение относится к очистке газов, содержащих сероводород и цианистый водород, и может быть использовано в коксохимической пpoмышленности и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является -повышение степени очистки газа, снижение коррозионной активности раствора и сокращение расхода реагента.

На чертеже. изображена схема, поясняющая сущность предлагаемого способа.

Пример. Поглотительный раствор 1 после промывки газа от HgS u HCN (на чертеже не показаны) подогревают в теплообменниках 2 и подают в вакуум-регенератор

3, где за счет испарения части воды из раствора в циркуляционном подогревателе 4 отдувают под вакуумом из раствора Н З и

„„5U, 172Î689 À1 ной активности раствора и сокращения расхода реагента 1 — 8% регенерированного раствора отводят, подвергают упарке под вакуумом и образовавшиеся пары передают на стадию регенерации раствора. Упарку проводят до содержания в растворе роданидов и формиатов в сумме 650 — 750 г/л. Выпавшие при упарке соли отделяют и растворяют в конденсате регенераторных паров с получением раствора соды 25 — 50 % ной концентрации, возвращаемого в цикл. Способ обеспечивает степень очистки газа от

НгЯ 95%, снижение потери:карбоната щелочного металла до 0,04 кг на 1000 м очищаемого газа и снижение коррозионной активности раствора за счет снижения концентрации роданидов. 5 табл., 1 ил. частично HCN. Образующийся сероводородный газ (Н25-газ) отводят с верхней части регенератора, охлаждают с отделением водного конденсата и перерабатывают в серную кислоту или серу. Раствор после регенератора 3 отводят в сборник 5 и насосом

6 подают по линии 7 через систему теплообменников и холодильников снова íà промывку газа.

1-8% раствора, прошедшего регенерацию, выводят из цикла по линии 8 и подвергают выпарке под вакуумом 600 — 620 мм рт.ст. в системе: кристаллосборник 9 — сборник 10 — насос 11 — подогреватель 12— эвапоратор 13. Упарку ведут до концентрации формиатов и роданидов в растворе 700 г/л. При этом из раствора выпадают кристаллы соды, сульфатов и ферроцианидов

1720689 натрия. Образовавшуюся пульпу насосом

14 подают нэ центрифугу 15, где отделяют выпавшие при упэрке сали, а фугэт 16 возвращают в сборник 10.

Кристаллы солей 17 после центрифуги

15 растворяют в реакторе 18 в конденсате

24 образующегося при охлаждении паров (Н Я-газа) после регенератара З.с получением 25-507;-ного раствора соли или поташа, 10 в котором сульфаты и феррацианиды мэлорастворимы.

Раствор сады насосом 19 падают на . фильтр 20 по линии 21 и возвращают в цикл абсорбции сероводорода из коксового газа.

Оставшиеся на фильтре 20 кристаллы сульфата и ферроцианида 22. отводят так же, как и избыток упаренного раствора формиатов и роданидов натрия по линии 23 на установку для переработки известными способами.

20 раствора при с = 30 С с получением концен30 трации соды в растворе 25 мас. /, а в случае поташного раствора концентрацию поташа поддерживают на уровне 50 /,, 35

Пример ы 1 и 5 приведены для сравнения при существующей технологии с выводом раствора из цикла и добавкой свежих реагентов (соды и поташа соответственно) 40

Таким образом, для содовых растворов. при существующей технологии (пример 1) с выводимым из цикла раствором теряется 25 кг/ч активной соды или 0,25 кг/1000 мз очищаемаго газа и в очищенном газе содержит- 45 ся "3,5 г/м сероводорода.

При включении в схему эвапоратора с выпаркой выводимого раствора до концнетрации(йаСИЗ+HCooNa) =700 г/л и возвратом выпавших кристаллов соды в цикл оборотного раствора потери активной части соды остаются на уровне 2 кг/ч или 0,02 кг/1000 м. очищаемого газа, э степень очиз стки газа постоянно растет с увеличением количества раствора, подвергаемого выпарке, с отделением кристаллов соды и возвратам ее в цикл после растворения. . Растворение кристаллов соды с примесью сульфатов и ферроцианидов проводят при

30 С с.добавлением воды (канденсата серо50

Результаты опытов приведены в табл.1.

Во всех примерах очистке подвергают коксовый газ с начальным содержанием

HzS 18 г/м и HCN 1,8 г/м . Удельный расход раствора соды на промывку газа 25 поддерживают 3„8 л/м, а раствора поташа — 3 л/м . Кристаллы после центрифуги расз творяют в конденсате регенераторного (сероводородного) газа в случае содового водородго газа) в количестве 3 ч воды на 1 ч соды. При этом с содой частично растворяются ферроцианид и сульфат натрия и возвращаются в цикл поглотительного раствора, что приводит к росту их концентрации по сравнению с существующим методом. Однако зто не снижает эффекта улучшения очистки коксового газа и снижения коррозионной активности раствора, так как основным коррозионным агентом является роданид.

Для поташных и содопоташных растворов предлагаемый способ дает еще более хорошие результаты благодаря плохой растворимости сульфата и ферроцианида калия в концентрированных растворах поташа.

В обоих случаях имеет место снижение расхода содовых продуктов: соды на 0,29 кг/1000 м и поташа на "0,305 кг/100 м газа.

Из табл.1 следует и обоснованность предлагаемого интервала вывода раствора на выпарку: ниже 1% не достигается требуемая степень очистки газа от сероводорода; а при выводе более 9;4 эффект будет незначительным и обусловлен повышением расхода тепла, а не за счет предлагаемой технологии.

Предельные концентрации балластным солей (суммы харашо растворимых родэнидов и муравьинокислых солей натрия и калия) при упаривания выводимого из цикла поглотительного раствора выбраны исходы из минимальной растворимости в этом растворе карбонатов калия и натрия, а также с учетом температуры их кипения под вакуумом, который имеет место в нижней части регенераторов вакуум-карбонатных сероочисток, что позволяет использовать для выпарки раствора вторичные тепловые ресурсы и образующимися парами регенерировать поглотителный раствор, т,е, выдувать из него Н20 и НСИ.

8 табл.2 приведены данные растворимости йэ2СОз и К2СОз в растворах роданидов и формиатов этих металлов при различной их концентрации при температурее40 С.

Таким образом, дальнейшее повышение концентрации легкарастворимых рода- нидов и формиатов (муравьинокислых солей) несущественно снижает потери активной части поглотителя (соды и поташа), но затрудняет выпарку раствора за счет повышения температуры его кипения при остаточном давленииМ4 кПа (<00 мм рт.ст.) (см. табл.З).

B табл.3 приведены температуры кипения растворов роданидов и формиатав

1720689

Таблица 1

Количество оборотного раствора, мз/ч (supp поглотителя) Состав оборотного г/л

М Н пп

Количество выво раствора, димого раствора на выпарз/ч м,ге(си)6

11СООИ яеяо+ и.я о м соу исмз

6 8,2

24,6 1,2

24,3 0,6

24,11 0,15

24,0 0,12

8,8 10,4

2,4 2,6

0 8 0,9

0,3 0,3

0,1 0,1

0,1 0,1

0 5 (0, 142)

3,5 (1)

7 (2)

28 (8)

35 (10)

0,25(0,083)

1(0,333)

3 (1)

9 (3)

27 (9)

30 (10) 350 (сода)

350 (сода)

350 (сода)

350 (сода)

360 (сода)

300 (noTam)

300 (поташ)

300 (поташ)

300 (поташ)

300 (поташ)

300 (поташ) 16

50 110

60 15,7

60 7,8

60 1,7

60 1,5

150 120

8,23

7,11

6,26

5,8

2,9

1,4

0,3

3 .4

7,4

4,4

8,8

10,2

10,8

150 30

23

7,7

2,5

0,85

0,8

150 10

150 3,4

150 1i1

150 1,05

11 натрия и калия при остаточном давлении

"44 кПа (100 мм рт.ст,).

Как следует из табл.3, уже при концентрации роданидов и формиатов 750 г/л температура кипения превышает 90 С, а 5 следовательно, применять вторичные источники тепла с температурой ниже 80 С невозможно либо выпарку придется вести в две ступени; на первой по ходу раствора ступени для выпарки использовать вторич- 10 ныетопливые ресурсы, напримертепло "сыpor0" коксового газа (182 С), а на второй ступени доупаривать. раствор с применением водяного пара давлением 1,5 — 3,0 атм.

Что касается пределов концентраций 15 соды и поташа, возвращенных в цикл очистки газа от сероводорода после их выделения из упаренного раствора, то они обусловлены растворимостью соды и поташа, с одной стороны, и высаливающим дей- 20 ствием этих солей на сульфаты и ферроцианиды с другой, В табл.4 приведены данные растворимости сульфатов и ферроцианидов натрия и калия и растворах соды и поташа соответственно (при t = 25

50 С).

Как следует из табл.4, необходимость поддерживать заявленные концентрации соды и поташа в растворе, возвращаемом в цикл абсорбции, обусловлена растворимо- 30 стью в этих растворах ферроцианидов и сульфатов, которые при растворении щелочных агентов (соды и поташа) до более низких концентраций будут также возвращаться в цикл абсорбции в больших количествах, Основные показатели известного и предлагаемого способов приведены в табл.5.

Формула изобретения

Способ очистки коксового газа от сероводорода, включающий его контактирование с водным раствором карбоната щелочного металла с последующей регенерацией насыщенного раствора нагревом под вакуумом, охлаждение сероводородсодержащих газов регенерации с получением водного конденсата и возврат регенерированного раствора на стадию контактирования, при этом часть раствора выводят из цикла на переработку, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки газа, снижения коррозионной активности раствора и сокращения расхода реагента, из цикла выводят 1 — 8 / раствора, переработку производят упариваиием до концентрации роданидов и формиатов в сумме б50 — 750 г/л, полученные при упарке пары направляют на регенерацию, а выпавшие кристаллы растворяют в водном конденсате до концентрации карбонатов

25 — 50% и полученный раствор направляют на контактирование с коксовым газом.

1720689 Выводится с фугатом, кг/ч

Н S в очищенном газе, г/м з

Выводится с осадком,кг/г

Пары в регенераторе, у/ч

M6

MCNS HCOOM И Я О М СО

И СО, M ÁÎ

28/b

3 5

1,1 2

4,1 2

8,0 28,8

49 8

175 2

203

23 3,0

208 86

28/8

2,4

4,1 2

4,1 2

4,1 2

2,6 7

0,6

418 170

1672 675

2098 840

3

0,4

0,27

5.

3,2

13,2

79,2

275,4

324

2,6

2,6

2,6 7

2,6 7

3,0 7

1,2

0,7

0,4

0 32

0,28

Таблица 2

Таблица 3

30,5 2,2

143 2,2 .413 2,3

1343 2,3

4043 2,3

4493 2 3

3о

23

23

23

23

23

Продолжение табл, 1

28/8

28/8

34/9 7

25/8

24,8/8

25,2/8

25/8

28,8/ 9,6

33/9,8

1720689

Таблица 4

Таблица5

Известный

П е лагаемый

Показатели

80-85

0,04

0,25

5 — 6

120-150

200

Степень очистки коксового газа от HgS. j

Потери активной части поглотителя с отработанным раствором,кг на 1000м очищаемого газа

Сероемкость поглотительного раствора

Количество солей в отработанном растворе, выводимом на переработк или в сбо ы, кг/100тыс. м газа

1720689

Составитель Е.Корниенко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кундрик

Редактор Т,Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 909 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5