Способ очистки газов от диоксида серы и оксидов азота

 

Газы, содержащие диоксид серы и оксиды азота, пропускают сначала через амидформальдегидный полимер с содержанием азота 25 - 65% при 60 - 140°С, а затем через амидформальдегидный полимер с содержанием азота 9 - 35% при 20 - 45°С. В качестве амидформальдегидного полимера используют карбамидформальдегидный, карбамидмеламинформальдегидный, меламинформальдегидный, амилидформальдегидный или мелеммеламинформальдегидный полимер. Регенерацию амидформальдегидного полимера с содержанием азота 25 - 65% ведут при 100 - 140°С. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии извлечения диоксида серы и окислов азота из газовых смесей и может найти применение в процессах очистки газов ТЭЦ, установок пиролиза, сжигания твердых отходов, котельных и сернокислотных цехов.

Известен способ очистки газов от диоксида серы, включающий пропускание газов через меламин в присутствии водяного пара в количестве 0,020-0,174 кг/м³ газов с объемной скоростью 0,033-0,1 с^-1 и регенерацию сорбента при 180-200^оС.

Недостатком способа являются невысокая степень очистки от диоксида серы, которая еще более снижается при концентрации его в очищаемом газе менее 0,1%, большие потери меламина с очищаемым газом (0,5-1% при объемных скоростях 0,033-0,1 с^-1) и высокие затраты тепла на регенерацию, так как для 95-100% выделения SO₂ из сорбента необходима температура не менее 150^оС.

Задачей изобретения явилась разработка эффективного метода очистки газов, позволяющего одновременно очищать газ от диоксида серы и оксидов азота и пополнять ресурсы серусодержащего сырья для промышленности.

Целью изобретения является повышение степени очистки газов от диоксида серы и оксидов азота, снижение потерь сорбента и затрат тепла на его регенерацию.

Способ апробирован в лабораторных условиях и осуществляют по следующей методике.

Исходную газовую смесь, содержащую 0,02-1,0% диоксида серы и 0,01-0,8% оксидов азота подают из газомерного сосуда на адсорбцию с объемной скоростью 0,08 с^-1 на слой сорбента-амидформальдегидного полимера с содержанием азота 25-65% при температуре 60-140^оС, затем охлаждают до температуры 20-45^оС и подают на слой сорбента, представляющего собой амидформальдегидный полимер с содержанием азота 9-35%. После прохождения слоев сорбента газ поступает на волокнистый фильтр для очистки от мелкодисперсных частиц и отбирается на анализ. Десорбцию диоксида серы проводят нагреванием сорбента-амидформальдегидного полимера, содержащего 9-35% азота, до температуры 100-140^оС. Концентрацию диоксида серы в газе определяют иодометрически, а оксидов азота с реактивом Грисса.

П р и м е р 1. Газовую смесь (3 л) с содержанием оксидов азота 0,8% и диоксида серы 1,0% с объемной скоростью 0,08 с^-1 подают на слой карабамидформальдегидного полимера (5 г), содержащего 25% азота, при температуре 60^оС (I стадия), затем на слой карбамидформальдегидного полимера с содержанием азота 9% с температурой 20^оС (II стадия). Температура десорбции диоксида серы из сорбента с содержанием азота 9%-100^оС. Степень очистки от оксидов азота 95,6% , от диоксида серы 98,7%, потери сорбента с газом 1,3˙ 10^-4 г. Выход диоксида серы при регенерации 98,5%.

Примеры 2-29 аналогичны примеру 1. Условия проведения очистки газовой смеси отражены в таблице.

Из представленных в таблице данных следует, что оптимальное содержание азота в полимерных сорбентах, обеспечивающее очистку газа от оксида азота и диоксида серы соответствует на первой стадии 25-65%, а на второй стадии 9-35%. При таком содержании азота в сорбенте степень очистки газа от оксидов азота соответствует 97,3-99,1%, а от диоксида серы 98,3-99,7. При снижении содержания азота в сорбенте на первой стадии менее 25% степень очистки от оксидов азота снижается до 93,1% (пример 2). Также наблюдается снижение степени очистки от оксидов азота при содержании азота в сорбенте более 65% (пример 6). При снижении содержания азота в сорбенте на второй стадии менее 9% (пример 7) степень очистки от диоксида серы снижается до 97%, а при содержании азота в сорбенте более 35% (пример 11) она также снижается и соответствует 98,6%. Существенное влияние на степень очистки оказывает и температура сорбции на стадиях. Так в заявленном интервале температур на I стадии (60-140^оС) степень очистки от оксидов азота составляет 99,1-99,0% (примеры 4, 13). При снижении температуры менее 60^оС (пример 13) степень очистки падает до 95,1%, при увеличении температуры до 150^оС - практически остается на уровне 99,0% (пример 14).

Температура на II стадии очистки существенно влияет на степень очистки газа от диоксида серы. Оптимальной температурой II стадии является 20-45^оС. При этом степень очистки от диоксида серы составляет 99,2-99,3% (примеры 9, 16). Снижение температуры на второй стадии ниже 20^оС не увеличивает степени очистки (пример 15), а увеличение температуры более 45^оС способствует ее снижению (пример 17). Как видно из примеров 18-23, требуемое количество очистки газа наблюдается при использовании всех заявляемых сорбентов.

Оптимальной температурой регенерации указанных сорбентов является 100-140^оС. В этих условиях степень десорбции диоксида серы составляет 98,6-99,8% . При снижении температуры десорбции менее 100^оС степень десорбции снижается (пример 26), а при увеличении более 140^оС остается на прежнем уровне (пример 25).

При переходе на малоконцентрированные газы (0,02%) степень очистки остается достаточно высокой 98,1-98,5 (примеры 27,28).

Потери сорбента во всех опытах остаются на уровне 1,2˙ 10^-4 - 1,5 ˙10^-4 г.

Испытание прототипа в этих условиях показали (примеры 27-29), что степень очистки от диоксида серы не превышает 97%, а при очистке слабоконцентрированного газа (0,02% ) она снижается до 95,4% (пример 28). При наличии в газе оксидов азота (пример 29) степень очистки от них не превышает 30% , при этом степень очистки газа от диоксида серы составляет лишь 93,1% . Степень десорбции диоксида серы в указанных температурах условиях лишь 93% . Это является очевидным, так как для регенерации меламина необходима более высокая температура. Кроме того, процесс сорбции по прототипу сопровождается гораздо большими потерями сорбента (0,07 г).

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА СЕРЫ И ОКСИДОВ АЗОТА, включающий пропускание газов через амидсодержащий сорбент и термическую регенерацию сорбента, отличающийся тем, что предварительно газы пропускают через амидформальдегидный полимер с содержанием азота 25 - 65% при 60 - 140^oС, в качестве амидсодержащего сорбента используют амидформальдегидный полимер с содержанием азота 9 - 35%, а пропускание ведут при 20 - 45^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве амидформальдегидного полимера используют карбамидформальдегидный, карбамидмеламинформальдегидный, меламинформальдегидный, мелемформальдегидный, амилидформальдегидный или мелеммеламинформальдегидный полимер.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию ведут при 100 - 140^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3