ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКСИЛОВ УГЛЕРОДА ОТХОДЯЩИЕ

ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКСИЛОВ УГЛЕРОДА

ОТХОДЯЩИЕ ГАЗЫ МОГУТ СОДЕРЖАТЬ: ОКСИД УГЛЕРОДА (II) - высокотоксичный (угарный) газ (ПДК в рабочей зоне – 20 мг/м 3, в атмосфере (максимально разовая) – 3 мг/м 3, среднесуточная – 1 мг/м 3 ) ОКСИД УГЛЕРОДА (IV) (ПДК среднесуточная – 30 000 мг/м 3 )

Ежегодно в процессе хозяйственной деятельности в атмосферу Земли выбрасывается до 150 -200 млрд. тонн окислов углерода СOх примерно через 500 -700 лет примерно через 1 000 лет

Основные источники загрязнения неполное сгорание веществ, содержащих углерод; Ø газы, выделяющиеся в процессах выплавки и переработки черных и цветных металлов; Ø выхлопные газы, двигателей внутреннего сгорания; Ø газы, образующихся при взрывных работах и т. п. Ø

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ УГЛЕРОДА Абсорбционные Каталитические

АБСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ УГЛЕРОДА

АБСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ В качестве абсорбентов используют водно-аммиачные растворы закислых солей ацетата, формиата или карбоната меди. Поглотительная способность абсорбционных растворов увеличивается с повышением концентрации меди, давления газа и с уменьшением температуры абсорбции. Оптимальные параметры очистки: - давление 11, 8 -31, 4 МПа - температура – 0 -20 0 С.

Абсорбционные методы: Абсорбция оксида углерода медьалюминий-хлоридными растворами Метод используется для очистки отходящих газов характеризующихся высокой концентрацией оксида углерода (II) и присутствием в газе кислорода. Процесс очистки основан на химической абсорбции оксида углерода раствором смешанной соли тетрахлорида меди и алюминия в различных ароматических углеводородах с образованием комплекса с оксидом углерода.

Абсорбционные методы: Абсорбция оксида углерода медьалюминий-хлоридными растворами Процесс формирования одновалентного комплекса меди протекает по реакции: Cu. Cl + А 1 С 13 + 2 С 6 Н 5 СН 3 → (Cu. А 1 С 14)·(С 6 Н 5 СН 3)2 Образующийся комплекс легко абсорбирует оксид углерода (II): (Cu. А 1 С 14)·(С 6 Н 5 СН 3)2 + 2 СО → (Cu. А 1 С 14)· 2 СО + + 2 С 6 Н 5 СН 3

Абсорбционные методы: Абсорбция оксида углерода медьалюминий-хлоридными растворами Преимуществом данного метода является то, что он позволяет селективно очищать газы от оксида углерода, так как другие газы, такие как СО 2, N 2 и др. − не вступают в реакцию с поглотительным раствором. Существенным недостатком является то, что образующийся комплекс легко разрушается водой с выделением НС 1: 2 Cu. А 1 С 14 + H 2 O → 2 HC 1 + Cu. С 1 + Cu. А 1 С 14 · A 1 OC 1, поэтому перед абсорбцией газ должен быть обязательно

Абсорбционные методы: Абсорбция оксида углерода медьалюминий-хлоридными растворами Процесс очистки оксида углерода медьалюминий-хлоридными растворами состоит из трех стадий: 1. Предварительное охлаждение и сушка исходного газа; 2. Абсорбция оксида углерода поглотительным раствором; 3. Отделение от газового потока толуола.

Абсорбция оксида углерода медьалюминий-хлоридными растворами 1 – блок осушки газа; 2 – абсорбер; 3, 8 – блоки выделения паров толуола; 4 – промежуточный десорбер; 5 – вакуум-насос; 6 – регенератор; 7, 11 – холодильники; 9, 10 – теплообменники; 12, 14 – насосы; 13 – емкость для раствора; 15 – узел приготовления раствора

Абсорбционные методы: Абсорбция оксида углерода медьалюминий-хлоридными растворами Добавление к поглотительному раствору метанола, этанола или глицерина позволяет увеличить абсорбционную способность используемого абсорбента, а также понижает парциальное давление оксида и диоксида углерода над раствором, что позволяет вести процесс очистки под меньшим давлением.

Абсорбционные методы: Промывка газа жидким азотом Поскольку в ходе реакции протекает обычная физическая абсорбция, это позволяет помимо оксида углерода улавливать и другие газообразные компоненты. Процесс очистки также протекает в три стадии: 1. Охлаждение и сушка исходного газа; 2. Глубокое охлаждение газа и частичная конденсация компонентов; 3. Отделение (отмывка) газов от оксида углерода, кислорода, метана и т. д.

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ УГЛЕРОДА

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Каталитическое окисление является наиболее рациональным методом обезвреживания промышленных отходящих газов от оксида углерода. В качестве катализаторов для окисления оксида углерода используют марганцевые, меднохромовые и содержащие металлы платиновой группы катализаторы.

Каталитические методы: Медно-хромовый катализатор Катализатор состоит из 50% оксида меди и 10% оксида хрома. Позволяет при температуре порядка 250 0 С, достичь степень конверсии оксида углерода – 75 -85% и длительность работы до 120 ч.

Каталитические методы: Марганцевый катализатор Катализатор характеризуется стабильной работой при объемных скоростях газа 2000 м 3/ч : при 150 -180 °С (степень конверсии более 70 %), при 220 -240 °С степень обезвреживания оксида углерода 90 -96% Однако, присутствие в очищаемых газах сернистых соединений, приводит к снижению каталитической активности до нуля в течение 3− 4 ч.

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Эффективность работы как медно-хромового, так и марганцевого катализатора, весьма чувствительна к технологическим изменениям. В частности, с увеличением объемной скорости обрабатываемых газов, уменьшением температуры процесса и возрастанием содержания оксида углерода в исходных газах, степень конверсии оксида углерода резко падает, что значительно ограничивает целесообразность применения этих катализаторов.

Каталитические методы: Катализаторы платиновой группы Катализаторы, содержащие металлы платиновой группы (палладий и платину) характеризуются повышенной устойчивостью к каталитическим ядам. Технологические схемы очистки основанные на их применении, позволяют эффективно обезвреживать газы, даже при высоких объемных скоростях (более 100 тыс. м 3/ч) обрабатываемых газовых потоков без изменения активности катализаторов в течение длительного времени (6 -12 мес). Недостаток – очень высокая стоимость

Каталитические методы: Нанесенные катализаторы платиновой группы Катализаторы получаются путем нанесения на гранулированный оксид алюминия, порядка 0, 3% платины. Такой катализатор сохраняет первоначальную активность в течение 8 000 ч, степень конверсии оксида углерода достигает 98 -99%, при температуре 225 °С и объемной скорости потока 100 тыс. м 3/ч.