Способ очистки отходящих газов от серусодержащих соединений

 

Изобретение относится к газоочистке и касается способа очистки отходящих газов от серусодержащих соединений путем воздействия на газовый поток сульфидокисляющих бактерий семейства Thiobaclllaceae. Процесс ведут в реакторе, в котором расположены наполнительные тела с иммобилизованными на них бактериями. Газовый поток пропускают через эти наполнительные тела, с противотоком к газовому потоку пропускают жидкую среду при 15-30°С, затем жидкую среду с растворенными в ней сульфатами подщелачивают NaOH или КОН и добавляют оксид кальция для осаждения нерастворимых сульфатов кальция. 1 ил., 2 табл.

союз советских

СОЦИ АЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 11к:.(. (!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4356641/13 (22) 18.10.88 (46) 30.08.93. Бюл. ¹ 32 (31) A2752/87 (32) 19.10.87 (33) AT (71) Ваагнер-Биро АГ, Гланцштофф Австриа

АГ (AT) (72) Людвиг Берзаци, Вальтер Эценбергер, Лотар Клоимштайн, Эрвин Нидермайер, .Альфред Шмидт и Андреас Виндшпергер (AT)

56) Патент ФРГ № 3300402, кл. С 12 N 1/20, 1984.

Изобретение относится к микробиолоическому способу преобразования серосоержащих вредных веществ в отходящих азах, преимущественно HzS, CSz и/или

OS, а также тиоспиртов, тиоэфиров, тиофеов в разведенные кислоты и их удаление, в астности, в частности из отходящих газов роизводства синтетического волокна.

Как известно, воздух, загрязненный выеперечисленными вредными веществами, страняют его использованием в качестве оздуха горения в парогенераторах или в ачестве аэрирующего средства в сооружеиях очистки сточных жидкостей. Поскольку отребность в количестве кислорода имеет вои границы и в большом ряде случаев тре- уется удалять загрязненный воздух или газ значительно больших количествах, то полое удаление этих дурно пахнущих отрабо. Ж 1837945 А3

Процесс ведут в реакторе, в котором расположены наполнительные тела с иммобилизованными на них бактериями, Газовый поток пропускают через эти наполнительные тела, с противотоком к газовому потоку пропускают жидкую среду при 15 — 30 С, затем жидкую среду с растворенными в ней сульфатами подщелачивают NaOH или КОН и добавляют оксид кальция для осаждения нерастворимых сульфатов кальция. 1 ил., 2 табл. тавших газов с сравнительно небольшой концентрацией вредного газа остается нерешенной проблемой, Кроме того, известен адсорбционный способ отделения из газов вискозного производства газа HzS и CS2. Так например, Д гаэ H2S можно адсорбировать при помощи пропитанного KJ крупнопористого активированного угля, CS2 адсорбировать мел- р копористым активированным углем, Регенерацию поглотившего серу активированного угля проводят жидким CS2, H2S04 вымывают водой, a CSz десорбируют водя- 3 ным паром. Ы

Согласно другому способу окисления

Н2$ применяют бедный тяжелыми металлами уголь. Образующийся в незначительном. количестве Н2304 нейтрализуют с помощью

NHa.

1837945

При реализации обоих способов приемы окисления HzS и адсорбции СЯ можно проводить в одном, а при более высокой концентрации в двух раздельных адсорберах. .Известно также применение комбинированных способов, состоящих из щелочной промывки для удаления НрЯ и адсорбирования CS2 активированным углем, Также и эти комбинированные способы не могут быть пригодными для очистки больших количеств отходящих газов, имеющих незначительную концентрацию вредных газов.

В основу изобретения положена задача обезвреживания вышеназванных вредных компонентов, содержащихся в отходящих газах также и в небольших концентрациях, а также превращать образующиеся соединения или в товарный продукт или пригодный для применения продукт или же эти соединения, по меньшей мере, в значительной степени нейтрализовать.

Изобретение отличается тем, что отходящий газ пропускают через реактор с наполнительными элементами, причем последние всегда увлажнены и покрыты иммобилизованными микроорганизмами из семейства thiobacillaceae, например, преимущественно thlobaccillus thiooxidans, Капающую с наполнительных элементов жидкость, содержащую окисленные микроорганизмами вредные вещества, представляющие собой преимущественно кислые соединения серы, нейтрализуют, При этом окисленные вредные вещества превращают в соли, которые частично удаляют, а потерю объема дополняют чистой водой. Остаточная вода остается вместе с растворенными солями в системе, Более подробно предмет изобретения описывается ниже с помощью примера его выполнения, иллюстрированного в схематическом виде чертежом, При изготовлении штапельного.волокна, пеностекла, целлюлозных колбасных оболочек, а также бесконечной филаментной нити образуется приблизительно от

50000 до 700000 кубометров отходящего газа на тонну иэделия, который в зависимости от ступени технологии содержит различные концентрации газов H2S, CSz и/или COS (поток высококалорийного газа, поток низкокалорийного газа). Высококалорийные газы можно использовать в общем для экономически выгодного извлечения из него серных компонентов. Что касается низкокалорийных газов, то они, во всяком случае, связаны с проблемой устранения неприятного запаха. Эти газы содержат преимущественно до 3000 ppm CSz, 1000 ppm Н Я и/или COS, Часть этого отходящего газа очищают в "экспериментальном реакторе

5 с диаметром 30 см и полезным объемом

115 л, Этот реактор заполнен наполнительными элементами, содержащими микроорганизмы из ила сточных вод рабочих очистных сооружений. МикроорганизМами

"0 являются в основном бактерии семейства

thlobaclllaceae. Бактерии были иммобилизованы в наполнительных элементах после приблизительно недельной адаптации. Подлежащий очистке отходящий газ пропускают через реактор снизу вверх, причем в противотоке ему закачивают воду в количестве от 20 до 100 л в час для отведения образующихся продуктов обмена, находящуюся в постоянной циркуляции, причем

20 перед введением этой воды в реактор при беспрерывной эксплуатации производят регулирование значения рН, которое устанавливают равным от 3 до 10. При и рохождении воды через колонку значение рН снижается в приведенных ниже примерах приблизительно на 1 — 5 единиц. Для отведения образующихся продуктов обмена из циркуляции удаляется около 1 л жидкости в час, которая восполняется свежей водой, Образовав30

4,5

50 шийся сульфат можно осадить из удаляемого потока известковой водой, причем при этом происходит частичная регенерация примененной при нейтрализации щелочи.

Чтобы удовлетворить потребность микроорганизмов в микроэлементах и неорганических веществах, как например, фосфор и азот, в свежую воду добавляют соответствующие растворы питательных веществ или соли микроэлементов, которые применяют при выращивании thiobaciliaceae. Превращение серосодержащих компонентов отходящих газов при использовании бактерий происходит согласно следующим уравнениH2S + 202 H2S04

CSz+ 402+ 2НгО 2HzS04+ СОг

COS + 202 + Н О НгЯО4+ СОг . . В табл, 1 и 2 указано отделение НгЯ или

CSz в зависимости от пропущенного количества газа.

Выходящие из реактора продукты обмена нейтрализуют добавкой щелочи (натровый или калиевый щелок), благодаря чему в основном образуются растворимые соли, которые находятся в циркуляции. Чтобы предотвратить увеличение концентрации солей в циркулирующей жидкости, в рамках увеличения ионов в реакторе из нейтрализованной емкости отводят соответствующее количество раствора солей, и это количество

1837945

Таблица 1

Отделение Н2$ идкости восполняют свежей водой, Покольку натровый щелок и/или едкий кали тоят сравнительно дорого, часть их можно егенерировать добавлением известковой оды согласно, например, следующему равнению:

Маг304+ Ca(OH)z 2NaOH + CaS04, CaSO4 выпадает или его можно сгутить, тогда как надосадочная жидкость една сульфатом и поэтому ее можно отвоить через биологическсе. очистное сооруение или возвращать во внутреннюю иркуляцию, Предлагаемый способ поясняется чережом.

На химическом заводе 1, изготавливаюем штапельное волокно, пеностекло, целюлозные колбасные оболочки или есконечную филаментную нить, образуетя, наряду с отходящим газом также и сточая жидкость, которую подвергают очистке биологическом очистном сооружении 2. истую воду, если ее нельзя применять для нутренней циркуляции, отводят в водопримник 3. B биологическом очистном сооруении образуются серные. бактерии, ммобилизуемые на наполнительных злеентах, поступающих в торговлю. Эти наолнительные элементы помещают в

eclKTop 4 и там постоянно их увлажняют, ля чего особенно пригодна, разумеется, богащенная питательными веществами читая вода с серными бактериями биологичекого очистного сооружения 2. Через еактор, в противотоке к жидкости. отходяий газ, образующийся на химическом заоде 1; направляют согласно трубопроводу к увлажняющей жидкости наполнительых элементов и пропускают через слой наолнительного элемента, причем бактерии связывают серосодержащие части отходя его газа и образуют в качестве продукта бмена веществ серную кислоту, которая астворяется капающей жидкостью и собирается в сточной яме 6 реактора 4, Этот кислотный раствор в другом реакторе 7 смешивают с щелочью, в частности с натровым щелоком или едким кали, в результате чего

5 образуется соль, которую направляют в третий реактор 8, в котором растворимые соли добавкой известкового молока переводят в основном в нерастворимые крис аллы, удаляемые иэ процесса способа для скла10 дирования в 9 или для дальнейшего использования. Бедную сульфатом надосадочную жидкость можно направлять через биологическую очистную установку в водоприемник

3. Жидкость в реакторе 8 является в основ15 ном растворенным натровым щелоком или растворенным едким кали, которую с целью предотвращения потерь химических веществ возвращают в реактор 7. Разделение обоих реакторов 7 и 8 сделано в основном

20 для того, чтобы обеспечить концентрацию раствора и отделить бактериологическую циркуляцию от циркуляции гипса, так что в реакторе 7 намеренно исключена возможность образования кристаллов.

Формула изобретения

Способ очистки отходящих газов от серусодержащих соединений, включающий

30 воздействие на газовый поток сульфидокисляющих бактерий семейства Thlobaclllaceae в жидкой среде при 15 — 30 С с последующим отделением сульфатов, о т л и ч а юшийся тем, что используют бактерии, 35 иммобилиэованные на наполнительных телах, расположенных в реакторе, процесс ведут, пропуская через наполнительные тела с иммобилизованными на них бактериями противотоком газовый поток и жидкую сре40 ду, затем жидкую среду с растворенными в ней сульфатами подщелачивают МаОН или

КОН и добавляют к ней оксид кальция для осаждения нерастворимых сульфатов кальция.

1837945

Таблица 2

Отделение СЯг

К О, l

l

: н (НрО

I

1

Н2ЯОС

5 е 1

° I

Ф NaOH (KOH}

>

Са ОН 2:

/ ю а ъ. .. 1 .

Ful l kor per Са 804

Составитель Г. Голева

Техред М.Моргентал Корректор Л,Филь

Редактор

Заказ 2882 Тираж Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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