Очистка газів від галогенів та їх сполук: абсорбція водою, лугами, розчином вапна
Утворення промислових газів, що відходять, і вентиляційних викидів, що містять хлор, хлорид водню і хлорорганічні речовини, характерно для багатьох виробництв: одержання хлору і лугів методом електролізу повареної солі, одержання металевого магнію методом електролізу хлориду, переробки кольорових металів методом випалу, одержання соляної кислоти і хлорвмісних неорганічних і органічних речовин. Останнім часом джерелами виділення НС1 стали установки спалювання хлорвмисних відходів.
Для абсорбції хлору і хлорвмисних речовин використовують воду, водні розчини лугів і органічних речовин, водні суспензії й органічні розчинники.
Взаємодія хлору з розчинами лугів характеризується реакціями:
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaOCl + H2O, (5.56)
Сl2+2Са(ОН)2 → СаС12 + Са(ОС1)2 + 2Н2О, (5.57)
Na2CO3 + H2O + Cl2 → NaCl + NaOCl + CO2 + H2O (5.58)
Найбільше практичне значення мають розчин NaOH (100-150 г/дм3 і водна суспензія Са(ОН)2 (100-110 г/дм3).
Гіпохлорити, які утворюються в процесі очищення, можуть бути використані для знезаражування стічних вод чи піддаватися термокаталітичному розкладанню під дією гострої пари:
Са(СlО)2 → СаС12 + О2 (5.59)
При абсорбції хлору гідроксидом кальцію (вапняним молоком) при 80-95 0С в основному утворюються хлорид і хлорат кальцію:
6Са(ОН)2 + 6С12 → 5СаСl2 + Са(С1О3)2 + 6Н2О (5.60)
Процес можна проводити в абсорберах будь-якої конструкції. Ступінь очищення газів досягає 70-90 %.
Вапняний метод має ряд достоїнств: невелика вартість і доступність реагенту, не потрібен ретельний захист устаткування від корозії, тому що середовище лужне. Недоліками способу є невисока ступінь очищення, недостатня ступінь використання абсорбенту, тому що частина його витрачається на підтримку необхідної лужності розчину.
При використанні розчинів NaOH і Na2СO3 ефективність очищення підвищується до 90—98 %.
Запропоновано спосіб поглинання хлору водними розчинами лигносульфонату концентрацією від 6 до 25 %. При абсорбції досягається така ж ефективність, як і при поглинанні вапняним молоком. Відпрацьований розчин переробляють у іонообмінний сорбент. Недолік процесу—більш висока агресивність розчину в порівнянні з абсорбцією вапняним молоком.
На деяких підприємствах кольорової металургії для очищення газів від хлору використовують розчин хлориду заліза, який одержують розчиненням залізної стружки в соляній кислоті. При абсорбції хлору FeCl2 переходить у FeCl3, який є товарним продуктом.
Хлорид водню дуже добре поглинається водою, тому її, як правило, використовують як абсорбент, наприклад, у виробництві соляної кислоти. Для очищення газів, що відходять, від НС1 застосовують воду і лужні розчини.
Очищення газів водою проводять в абсорберах різної конструкції: у скруберах Вентури, розпилюючих, насадочних абсорберах і в колонах з тарілками. Вибір апарата залежить від обсягу і складу газів, їхньої температури, виду і концентрації домішок, ефективності апаратів, а також напрямку подальшого використання одержуваних абсорбентів.
Ефективність очищення для насадочних абсорберів залежить від щільності зрошення. Наприклад, при концентрації хлориду водню в газі 4 г/м3 при щільності зрошення 2,5 м3/(м2·г) в абсорбері діаметром 5 м з насадкою висотою 12,7 м ефективність очищення була 72 %, а при щільності зрошення 5,1 м3/(м2·г) — 88 %. Подальше збільшення щільності зрошення не підвищує ефективність очищення, але утворяться стоки з низькою концентрацією (0,3—0,4 %) соляної кислоти. При здійсненні рециркуляції абсорбенту можливе одержання соляної кислоти 9—10 %-ної концентрації. У тарілчастих колонах ефективність очищення досягає 90—99 %. Наприклад, ефективність колони з клапанними тарілками при витраті 0,5 кг/м3 складає 97,8 %.
Основним недоліком процесу очищення водою є утворення тумана краплинно-рідкої соляної кислоти, уловлювання якого за інших рівних умов відбувається менш інтенсивно. Застосування водних розчинів NaOH, Ca(OH)2 чи Na2CO3 для абсорбції хлориду водню дозволяє підвищити ефективність очищення й одночасно нейтралізувати стоки, що утворяться. Цей спосіб дозволяє рекуперирувати хлорид водню з одержанням хлоридів деяких металів: СаCl2, FeCl3, ZnCl2, BaCl2, NaCl. Найбільш дешевим з цих абсорбентів є гідроксид кальцію (вапняне молоко). Після абсорбції розчин хлориду кальцію випарюють, наприклад, в апаратах з пальниками погружного горіння. Для обезводнення розчину можна використовувати також розпилюючу сушарку.
Дата добавления: 2016-03-27; просмотров: 939;