Методы очистки газа от сероводорода

Для очистки газов от сернистых соединений используются разные методы, наиболее распространенными являются следующие способы: абсорбционные, адсорбционные, окислительные.

Абсорбционные методы подразделяются на хемосорбционные, физические и окислительные.

1. Хемосорбционные методы - основаны на химическом взаимодействии H₂S и СО₂ с абсорбентом, к ним относятся все щелочные методы, в том числе и амины, а также связывание сероводорода в труднорастворимые сульфиды.

2. Физическая абсорбция – основана на высокой растворимости H₂S и СО₂ в органических растворителях: метанол, N-метилпироллидон, гликоли, пропиленкарбонат и др. Требования к растворителям: селективность относительно сероводорода, низкая стоимость, доступность, токсикологическая, экологическая и коррозионная безопасность.

3. Окислительные методы – основаны на необратимом превращении H₂S в серу элементарную.

К окислительным методам относится процесс Джамарко-Ветрокок, где в качестве абсорбента используется горячий раствор мышьяковых солей щелочного металла, абсорбент токсичен.

Процесс Стретфорд – в качестве абсорбента используется водный раствор натриевых солей двух форм антрахинондисульфоксилот.

В основе абсорбционных методов лежит массообмен, т.е. переход вещества из газообразной в жидкую фазу, осуществляемый через поверхность раздела фаз.

Движущей силой абсорбции является разность концентраций компонента в газовой и жидкой фазах.

Десорбция – обратный процесс, когда поглощенное вещество выделяется из жидкой фазы.

Основной аппарат, предназначенный для абсорбции – абсорбер, представляющий колонны насадочные, тарельчатые, с механическим распыливанием.

Тарельчатые – применяются при высоких скоростях газа, на установках большой производительности, на непенящихся жидкостях. Наиболее распространены колпачковые тарелки, но чаще используют ситчатые.

С механическим распыливанием – когда решающее значение имеет гидравлическое сопротивление, а также когда в газе содержатся твердые частицы (очистка выхлопных газов при атмосферном давлении).

Адсорбционные способы очистки газа от сернистых соединений – в основе этих методов лежит адсорбция – процесс поглощения компонентов газа или жидкости поверхностью твердых тел.

Твердое тело, на поверхности которого происходит концентрация поглощаемого вещества, называется адсорбентом, а само поглощающее вещество –адсорбатом. В качестве адсорбентов используются: цеолиты, активированный уголь, молекулярные сита.

Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция – это такая адсорбция, когда молекулы адсорбата и адсорбента не вступают в химическое взаимодействие. Химическая адсорбция – это такая, когда молекулы адсорбента и адсорбата образуют химическое соединение.

Неотъемлемой частью адсорбции является десорбция, т.е. извлечение адсорбата из пор адсорбента и восстановление емкости последнего (регенерация). Процесс десорбции осуществляется главным образом испарением адсорбата нагревом адсорбента.

Адсорбционная очистка применяется, когда требуется достичь более низких концентраций сернистых соединений (тонкая очистка). При очистке газа от сернистых соединений одновременно из него извлекается влага.

Целью очистки от сернистых соединений и влаги является повышение качества газа, а удаление СО₂ из газа осуществляют для повышения теплоты сгорания газа.

Адсорбционная очистка применяется для очистки водорода от СО, СО₂ и углеводородов с целью повышения его реакционных свойств (степень чистоты водорода достигает 99,9%).

Для выделения н-алканов (парафинов) из ДТ- это основной метод производства жидких парафинов (С₁₀-С₁₈), процесс осуществляется с помощью цеолита марки А с получением 12-15% мас.жидких парафинов и 85-87%мас. низкозастывающего ДТ. Жидкие парафиновые углеводороды используются для производства моющих веществ.

Адсорбционная очистка применяется для выделения н-алканов из бензиновой фракции с целью повышения концентрации изопарафинов и повышения ОЧ (октанового числа).

Окислительные методы – различают окислительную абсорбцию и прямое окисление сероводорода в газовой фазе. Основаны на окислении сероводорода до серы сульфитов, сульфатов.

Окислительная абсорбция применяется для очистки малосернистых газов и с высоким содержанием диоксида углерода. В качестве абсорбентов используются хелатные комплексы железа, окислы железа III, соединения мышьяка (очистка коксового газа).

Прямое окисление в газовой фазе - это сжигание с применением кислорода до SO₂ с последующим каталитическим окислением его до серы.