Анализ метода очистки газов от кислых компонентов с применением растворов гидроксидов щелочных металлов

Способ очистки газа от серосодержащих примесей включает приготовление раствора гидроксида щелочного металла из исходного раствора сульфата щелочного металла, контактирование газа с раствором гидроксида щелочного металла с получением насыщенного раствора гидроксида щелочного металла, его регенерацию. Исходный раствор сульфата щелочного металла с концентрацией 10-15% подают в анодную и катодную камеры диафрагменного электролизера с использованием микропористой диафрагмы из керамики на основе оксида циркония или из керамики на основе оксида циркония, содержащей добавки оксидов алюминия и иттрия. При этом раствор гидроксида щелочного металла, полученный в катодной камере, направляют на контактирование с газом, а раствор кислоты, полученный в анодной камере, подают на регенерацию насыщенного раствора гидроксида щелочного металла. Такой метод позволяет повысить степень очистки от серосодержащих примесей и снизить энергозатраты.

Метод "ЭЛСОР" относится к области химической технологии, а именно к процессам абсорбционной очистки газов от серосодержащих примесей, и может быть использовано в процессах очистки газов различного состава и различного происхождения, в том числе природных, попутных и технологических газов, в частности биогаза, попутного газа нефтяных месторождений, топливных газов, поступающих на объекты теплоэнергетических хозяйств, вентиляционных и технологических газовых выбросов (залповых и регулярных) на объектах химической, нефтехимической промышленности, а также в производстве спецтехники и боеприпасов, содержащих сероводород и меркаптаны.

Способ очистки "ЭЛСОР", обеспечивает наивысшее качество очистки, т.к. растворы гидроксидов щелочных металлов являются лучшими абсорбентами H2S и других серосодержащих примесей, является экономичным, так как расходный материал для процесса очистки - только электроэнергия и процесс очистки проводится при низких температурах, а получение гидроксида натрия из исходного раствора и регенерация насыщенного кислыми газами раствора после очистки осуществляется с помощью одного и того же электрохимического реактора, т.е.

электроэнергия, затраченная на получение абсорбента, эквивалентно обеспечивает также и его регенерацию. Кроме этого способ "ЭЛСОР" можно осуществлять как в стационарных, так и в передвижных установках.

Рис. 1. Установка для очистки газа от серосодержащих примесей содержит: диафрагменный электрохимический реактор 1, разделенный диафрагмой 2 на катодную 3 и анодную 4 камеры, емкость 5 для накопления щелочного раствора, емкость 6 для накопления серной кислоты, абсорбер 7 и десорбер 8. Установка также содержит смеситель 9, насосы 10 и 11, дроссель-вентиль 12 и газо- и гидравлическую обвязку, включающую подающие и отводящие патрубки.

Способ реализуется с помощью установки, изображенной на рисунке 1. Катодная камера 3 реактора 1 и емкость 5 заполняют исходным водным раствором сульфата щелочного металла. Анодную камеру 4 реактора 1 и емкость 6 заполняют исходным раствором - водным раствором сульфата щелочного металла. На электроды реактора 1 (не показаны) подают напряжение и включают насосы 10 и 11. В процессе электролиза исходный раствор сульфата щелочного металла подвергают электрохимическому воздействию в катодной камере 3, превращая его в гидроксид щелочного металла, который накапливают в емкости 5. В емкости 6 в то же время накапливают раствор серной кислоты, образующейся в анодной камере 4 реактора 1.

Раствор гидроксида щелочного металла из емкости 5 насосом высокого давления 10 подают в верхнюю часть абсорбера 7, в нижнюю часть которого поступает сырой газ, подлежащий очистке. Кислые компоненты, содержащиеся в газе, взаимодействуют с поглотителем -раствором гидроксида щелочного металла и очищенный газ выводят из верхней части абсорбера 7.

Насыщенный раствор поглотителя через дроссель-вентиль 12 выводят из нижней части абсорбера 7 и направляют в смеситель 9, в который насосом 11 подают раствор серной кислоты из емкости 6. В смесителе 6 протекают процессы регенерации поглотителя и выделение поглощенных примесей. Газожидкостную смесь из смесителя 6 подают в десорбер 8, из верхней части которого выводят кислые газы, а из нижней части - раствор сульфата щелочного металла, который вновь поступает в катодную 3 и анодную 4 камеры реактора 1.

Таблица 1.

Количество NaOH, необходимое для очистки 1000 нм³ газа от сероводорода при любом соотношении CO 2 :H 2 S

Таблица 2.

Показатели работы установки для электрохимического синтеза гидроксида натрия и серной кислоты из раствора сульфата натрия производительностью 10 кг NaOH в час

Литературы