Методы очистки газов от аммиака Введение В

Методы очистки газов от аммиака

Введение В большинстве газов, получаемых процессами коксования или пиролиза, содержатся азотистые соединения, в которых преобладает аммиак.

Материальный баланс коксования (в %) одного из видов углей

Смесь паро- и газообразных продуктов коксования, выходящих из коксовых камер в газосборники, образует так называемый прямой коксовый газ. Он содержит следующие количества химических продуктов, г/м 3: Пары воды (пирогенетической и влаги шихты) 250– 450 Пары смолы 80– 150 Бензольные углеводороды 30– 40 Аммиак 8– 13 Нафталин до 10 Сероводород 6– 40 Цианистый водород 0, 5– 2, 5

Выход отдельных химических продуктов высокотемпературного коксования из 1 т сухой шихты колеблется в пределах, %: Коксовый газ (обратный, сухой) 14– 16 Каменноугольная смола 3– 4, 0 Пирогенетическая влага 1, 8– 3, 0 Сырой бензол 0, 8– 1, 20 Сероводород 0, 5– 2, 5 Аммиак 0, 26– 0, 4

Из-за токсичности и агрессивного характера этих соединений, необходимо проводить очистку газов, с целью дальнейшего их использования. Кроме того, извлечение аммиака в качестве побочного продукта очистки может иметь важное экономическое значение.

Аммиак (NH 3) В молекуле аммиака три химических связи, образованных по ковалентному полярному механизму: Аммиак представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом "нашатырного спирта".

Аммиак (NH 3) v Растворимость его в воде больше, чем всех других газов. v Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна. Аммиак горит при наличии постоянного источника огня. v В холодильной технике используется в качестве холодильного агента. Жидкий аммиак является хорошим растворителем для очень большого числа органических соединений, а также многих неорганических.

Химические свойства аммиака Ø Раствор аммиака в воде (аммиачная вода, нашатырный спирт) имеет щелочную реакцию из-за образования гидроксида аммония. NH 3 + H 2 O → NH 4+ + OH−

Химические свойства аммиака Ø Аммиак реагирует с кислотами с образованием солей аммония. Ø При нагревании аммиак проявляет восстановительные свойства.

Физиологическое действие на организм Аммиак сильно раздражает слизистые оболочки уже при 0, 5%-ном содержании его в воздухе. Острое отравление аммиаком вызывает поражения глаз и дыхательных путей, одышку и воспаление лёгких.

Физиологическое действие на организм Средствами первой помощи служат • свежий воздух, • обильное промывание глаз водой, • вдыхание водяного пара. Хроническое отравление аммиаком вызывает расстройство пищеварения, катары верхних дыхательных путей и ослабление слуха.

Методы очистки газов от аммиака Для извлечения аммиака из каменноугольных газов в промышленности широко применяют три метода: косвенный (непрямой), прямой и полупрямой.

Косвенный метод

Преимуществами косвенного метода являются его гибкость, обеспечивающая получение широкой гаммы продуктов, относительная независимость отдельных стадий процесса и достигаемая полнота удаления смолы. Его недостатком является необходимость циркуляции больших объемов жидкости, что связано с большим расходом водяного пара и, следовательно, высокими эксплуатационными затратами.

Прямой метод Горячие газы, выходящие из коксовых печей, при температуре, превышающей точку конденсации водяных паров, непосредственно пропускаются через концентрированную серную кислоту. Одновременно с абсорбцией аммиака из газа удаляется значительная часть смолы. В процессе может образоваться сильная коррозия оборудования. Поэтому, рассматриваемый метод использован лишь на немногочисленных установках.

Полупрямой метод

Преимуществом полупрямого метода по сравнению с прямым является уменьшение более чем вдвое объема вырабатываемого водного аммиака; следовательно, расход водяного пара на перегонку аммиака и эксплуатационные затраты значительно снижаются. Кроме того, при процессе достигается высокая гибкость эксплуатации, так как часть аммиака можно перерабатывать на другие продукты, а не только на аммонийные соли сильных кислот. Вместе с тем размеры капиталовложений и требуемые габариты установки меньше, чем при косвенном методе.

Абсорбция водой Из прочих методов, предложенных для выделения аммиака из газов коксования и газификации, следует отметить метод абсорбции водой. В воде аммиак хорошо растворяется, образуя устойчивые гидраты: 2 NH 3 + 2 H 2 O NH 3*H 2 O + NH 4 OH

Процесс поглощения проводят в многоступенчатых противоточных абсорберах. Регенерацию насыщенного аммиаком абсорбента проводят в тарельчатых десорберах, оборудованных дефлегматорами, нагревом раствора паром.

Выделенный в регенераторе аммиак используют для получения аммиачной воды, производства некоторых солей или концентрированного товарного аммиака.

Иногда водную очистку дополняют ступенью доочистки аммиака раствором серной кислоты с получением раствора сульфата аммония: 2 NH 3 + H 2 SO 4 (NH 4)2 SO 4 Этот процесс практически необратим и для его осуществления используют простые одноступенчатые аппараты с низким гидравлическим сопротивлением.

Абсорбция аммиака в кислоте (обычно серной) проводится в аппарате, известном под названием сатуратора. 1 -вход газа 2 -выход газа 3 -подача кислоты 4 -подача кристаллов 5 -удаление кристаллов сульфата аммония

Название метода Преимущества Косвенный метод 1)гибкость, обеспечивающая получение широкой гаммы продуктов; 2) относительная независимость отдельных стадий процесса; 3) достигаемая полнота удаления смолы Прямой метод Полупрямой метод Недостатки 1) необходимость циркуляции весьма больших объемов жидкости; 2) требуются крупные капиталовложения; 3)большие габариты установки; 4) при последовательных стадиях процесса и при дальнейшем хранении часть аммиака теряется 1) устраняет необходимость 1) газа удаляется значительная часть предварительного выделения смолы, что приводит к загрязнению аммиака из водных растворов для не только сульфата аммония, но и его превращения в сульфат аммония кислоты и самой смолы; 2) выделяющийся хлористый водород вызывает чрезвычайно сильную коррозию оборудования 1) уменьшение более чем вдвое объема вырабатываемого водного аммиака; 2) расход водяного пара на перегонку аммиака и эксплуатационные затраты значительно снижаются; 3) достигается высокая гибкость эксплуатации; 4) меньшие потери аммиака