Очистка газов от сернистых соединений за рубежом

С каждым годом загрязнение атмосферы сернистыми соединениями увеличивается. Значительную долю в этот процесс вносят энергетические установки, потребляющие угольное топливо и мазут. В процессе горения сера, входящая в состав топлива, окисляется в оксид серы и вместе с дымовыми газами выбрасывается в атмосферу. Использовать топливо с минимальным содержанием серы не всегда удается из-за экономических или технических трудностей. В свою очередь, технологические методы предварительной обработки топлива для удаления серы не получили широкого распространения. Поэтому основное внимание в настоящее время уделяется очистке дымовых газов от сернистых соединений. Основные способы очистки от оксида серы, применяемые за рубежом, представлены в таблице. Из известных способов очистки газов метод сухой очистки является наиболее распространенным в Японии. Для этих целей применяется активированный уголь или оксиды марганца. В США и Великобритании для сухой очистки используется гидроокись алюминия и измельченный известняк. В Германии разработаны методы улавливания оксида серы сухой или доломитовой пылью. В то же время не получил распространение из-за большой стоимости способ окисления в слое кокса или торфа. Считается более перспективным метод связывания оксида серы щелочноземельными соединениями. Этому методу уделяется внимание фирмами таких стран как: США, Швеция и Германия.

 

В США и Франции известны также методы жидкостной очистки с помощью аммиачных растворов. В Японии для этого в качестве поглотителя используется смесь марганца и магния. Мелкозернистые фракции циркулируют в колонне в прямотоке с газом. Такая установка работает на ТЭЦ мощностью 155 МВт и очищает 766 м3/ч дымовых газов.

Промышленные установки для удаления сернистых соединений из газов монтируются, как правило, на ТЭЦ или установках по сжиганию отходов. Так, например, в Германии на заводе по переработке отходов установлен скруббер, в котором для очистки газов применяется NaOH. Также в Германии на одной из ТЭЦ для очистки используется пульсирующий слой известняка, через который пропускается поток очищаемого газа. На этой же станции опробована двухступенчатая схема очистки: первая ступень - получение серной кислоты с помощью активированного угля; вторая ступень -добавление фосфорного порошка и получение удобрения.

Одна из немецких фирм разработала установку, в которой газ проходит через взвешенный слой кокса (возможно добавление извести и других веществ для полной очистки), с дальнейшим улавливанием твердых частиц в тканевом фильтре. Отработанный сорбент может подвергаться термической обработке для вторичного использования.

В Швеции используют три способа очистки. Полусухой известковый метод предполагает низкие капитальные затраты для небольших и средних предприятий. Конечный продукт используется в различных областях техники. В реактор помещен вращающийся диск или сопло для распыления известковой суспензии. Процесс регулируется таким образом, чтобы продукты реакции оставались сухими. Другим способом является известково-известняко-вый, который предполагает получение товарного гипса. Суспензия впрыскивается в дымовые газы, попадающие в абсорбер, оседает на дне скруббера и циркуляционными насосами вновь подается навстречу газам. Если предприятие находится на берегу моря, то становится возможной очистка морской водой. Используется щелочная вода, которая вступает в реакцию с SO2:

2SO2+H2O+O2→2H2SO4.

Абсорбция происходит в однослоевом скруббере. После абсорбера смесь проходит аэрацию в установке по очистке морской воды и смешивается с водой охлаждения конденсата перед сбросом в море.

Обычно скруббер - это колонна, оборудованная несколькими рядами сопел, расположенных параллельно и разделенных каплеуловителями и водосборниками. В качестве адсорбента может быть использовано соединение Na2SO3, в этом случае химическая реакция происходит следующим образом:

SO2+Na2SO3+H2О→2NaHSО3.

Добавление NaOH дает возможность получить соединение Na2SO3, которое можно вторично использовать в процессе очистки газа: 2NaHSO3+NaOH→Na2SO3+H2O.

Разработана конструкция компактного абсорбера, где в небольшом объеме расположены три ряда параллельных сопел. Первый ряд сопел позволяет ввести абсорбент параллельно газовому потоку, второй и третий - против газового потока. Эффективность очистки в этом случае составляет 80%.

Таким образом, многообразие приведенных выше схем очистки газа позволяет в каждом конкретном случае выбрать оптимальный способ, а следовательно, значительно сократить выброс сернистых соединений в атмосферу.

Таблица. Способы очистки газов от SO2: