19. Абсорбционные методы очистки газов (so2, no2, h2s).

Суть абсорбции заключается в поглощении удаляемых компонентов жидкостью. В зависимости от особенностей взаимодействия поглотителей и извлекаемого из газовой смеси компонента абсорбционные методы делятся на физическую и химическую абсорбцию (хемосорбцию). Для физической абсорбции применяют поглотители: воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемыми газами. При химической абсорбции выделяемые из газов компоненты вступают в химические реакции с хемосорбентами, в качестве которых используют растворы минеральных и органических веществ, суспензии и органические жидкости.

Абсорбционные методы исп-ют для очистки газов от CO, NxOy, SO2, H2S, HCl, CO2.

Очистка от SO₂.

Для абсорбции могут быть использованы вода, водные р-ры и суспензии солей щелочных и щелочноземельных металлов.

Известняковые и известковые методы. +: доступность и дешевизна абсорбентов, простая технологическая схема процесса и др. -: невысока эффективность очистки. Процесс абсорбции диоксида серы происх в виде стадий: химические реакции при абсорбции известковым молоком:

SO₂ + H₂O = H₂SO₃; SO₂ + Ca(OH)₂ = CaSO₃ + H₂O;

2CaSO₃ + O₂ = 2CaSO₄.

Абсорбция SO₂ сульфитом натрия: метод двустадийный: 1) Na₂SO₃ + SO₂ + H₂O  2NaHSO₃; 2NaHSO₃  SO₂ + H₂O + Na₂SO₃; 2) регенерация сульфата натрия – проводится при температуре 130º С, при этом выделяются газообразный SO₂. Охлажденный раствор сульфита натрия снова возвращается на абсорбцию, а SO₂ направляется на переработку в серную кислоту.

Аммиачный способ улавливания SO₂: SO₂ + NH₄OH = NH₄HSO₃; (NH₄)₂SO₃ + SO₂ + H₂O = 2NH₄HSO₃; при нагревании бисульфит аммония разлагается: 2NH₄HSO₃  (NH₄)₂SO₃ + SO₂ + H₂O; +: высокая степень улавливания SO₂.

Другие методы: магнезиальные методы, фосфатный, кислотно-каталитический, озоно-каталитический, радиационно-каталитический, с исп-ем органических сорбентов.

Очистка газов от NO2.

На практике с отходящими газами выбрасываются в осн NO и NO2 одновременно. Основная сложность абсорбционной очистки связана с низкой химич активность и растворимостью оксида азота. Пути решения этой проблемы: полное или частичное окисление NO в NO2, исп-е селективных абсорбентов и катализаторов абсорбции.

При абсорбции оксидов азота исп-ют воду, р-ры щелочей и селективные сорбенты, кислоты и окислители. Абсорбция диоксида азота водой:

3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO + Q.

Для очистки газов применяют различные р-ры щелочей и солей (NaOH, KOH, MgCO3 и др.). для очистки газов при отсутствии кислорода исп-ют р-ры FeSO₄, FeCl₂, Na₂S₂O₃ и др. применение растворов-восстановителей (NaHSO3, Na2S2O3 и др.) приводит к получению азота.

Очистка газов от сероводорода (H₂S): в основном хемосорбционные методы, мышьячно-щелочной метод, абсорбция этанолами, фосфатный метод.

20. Суть адсорбционных методов очистки газов. Типы адсорбентов.

Адсорбционные методы очистки основаны на поглощении газообразных и парообразных примесей твердыми телами с развитой поверхностью – адсорбентами. Поглощаемые молекулы газа удерживаются на поверхности твердых тел силами Ван-дер-Ваальса (физическая адсорбция) или химическими силами (хемосорбция). Стадии адсорбции: перенос молекул газа к внешней поверхности твердого тела, проникновение молекул газа в поры твердого тела, собственно адсорбция. Адсорбция рекомендуется для очистки газов с невысокой концентрацией вредных компонентов. Адсорбированные вещества удаляют из адсорбентов десорбцией инертным газом или паром. В качестве адсорбентов исп-ют материалы с высокоразвитой внутренней поверхностью. Адсорбенты м.б. природного и синтетического происхождения. Основные типы промышленных адсорбентов: активированные угли, силикагели (SiO₂*nH₂O), алюмогели, цеолиты, иониты.

Очистка газов от диоксида серы. В кач-ве адсорбентов при этом исп-ют активированные угли, полукоксы, активированный силикагель, доломит, карбонат кальция и др. разрабатываются процессы адсорбции SO2 известняком или доломитом непосредственно в камере сгорания. Диоксид серы при высокой температуре сорбируется порошкообразным материалом. Затем дымовые газы очищают в сухих или мокрых пылеуловителях.

Очистка газов от сероводорода. При этом исп-ют аппараты с несколькими псевдосжиженными слоями гранулированного оксида и гидроксида железа. Недостатки процесса: низкая эффективность очистки, невысокая степень исп-я известняка, зарастание технологического оборудования.