Способ очистки газов от сероводорода и диоксида серы

 

Изобретение относится к каталитическим процессам очистки газа от сернистых соединений. Целью изобретения является повьшение степени очистки. Очистку газа от сероводорода и двуокиси серы осуществляют контактированием с водным раствором, .содержащим катализатор - раствор окиси или гидроокиси алюминия или кремния во фтористоводородной кислоте и буферный раствор - раствор фосфата аммония, или натрия, или калия в соотношении 2,5-3,5т2 в фосфорной кислоте . При этом буферный раствор предварительно смешивают с катали затором и полученную смесь вьщерживают при 0-20°С в течение 20-50 ч. Сорбционная емкость раствора 31-32 г серы/1 л-ч. 2 табл. (Л с U 1чЭ 00 со к

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«»SU<»< цц 4 В 01 Р 53/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3895202/23-26 (22) 30.05.85 (46) 07.02.87. Бюл. Ф 5 (71) Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов (72) Н,Н.Кундо, 3.П.Пай, В.И.Латюк, Л.И.Долгих, В.И.Вакулин, В.Я.Климов, К.С.Рочев и Е.А.Афанасьева (53) 66.074.31(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1038278А. кл. С 01 В 17/02, 1981. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА И ДИОКСИДА СЕРЫ (57) Изобретение относится к каталитическим процессам очистки газа от сернистых соединений. Целью изобретения является повышение степени очистки. Очистку газа от сероводорода и двуокиси серы осуществляют контактированием с водным раствором, содержащим катализатор — раствор окиси или гидроокиси алюминия или кремния во фтористоводородной кислоте и буферный раствор — раствор фосфата аммония, или натрия, или калия в соотношении 2,5-3,5-:2 в фосфорной кислоте. При этом буферный раствор предварительно смешивают с катализатором и полученную смесь выдерживают при

0-20 С в течение 20-50 ч. Сорбционная емкость раствора 31-32 г серы/ 1 л ч.

2 табл.

1 128

Изобретение относится к каталитическим способам очистки отходящих газов, содержащих соединения серы в частности отходящих газов установок Клауса, и может быть использовано в газовой, нефтехимической отраслях промышленности, а также для очистки выбросных газов металлургии и энергетических установок.

Целью изобретения является повышение степени очистки.

Пример 1. Способ очистки газов осуществляли на лабораторной установке, включающей стеклянный абсорбер, баллоны с газами, реометры, манометры, термометры.

В газе, поступающем в абсорбер на очистку от сероводорода и диоксида серы, содержалось мас.7:

НдS 1 — 3

ЯО 0,5-1, 5

N До 100

Лйпейная скорость газа в абсорбере поддерживалась на уровне 0,10,2 м/с. Процесс проводился при атмосферном давлении Р=0,1 ИПа и 2040 С.

Абсорбционный раствор для очистки газа от сероводорода и диоксида серы готовится следующим образом.

Приготовление катализатора.

Раствор катализатора готовится из окиси или гидроокиси алюминия или кремния путем растворения их во фтористоводородной кислоте аналогично методике известного способа и в той же концентрации.

Приготовление фосфатного буфера.

К 3 н. раствору фосфорной кислоты прибавляют 3 н, раствор фосфата аммония или натрия или калия и разбавляют дистиллированной водой таким образом, чтобы концентрация фосфата и фосфорной кислоты составляла 1-35Х а соотношение этих компонентов 2,5-3,5/2.

Приготовленные растворы катализатора и буфера могут вводиться в абсорбер раздельно. Однако для дополнительного повьппения активности абсорбционного раствора их целесообразно смешивать по следующей методике.

В буферный раствор дозируют катализатор, перемешивают и полученную смесь выдерживают при

-10-30 С в течение 5,10,20,50 и

120 ч. Полученные растворы испытывают для очистки газа.

7925

2 . Различные режимы активации абсорбционных растворов методом их выдерживания представлены в табл.1.

Сорбционную емкость раствора определяли из материального баланса газа и по выходу серы.

Анализируя данные табл.1, можно сделать вывод, что активацию раство ра целесообразно проводить при

0-20 С в течение 20-50 ч (примеры

2 4 6), нри выходе эа эти пределы активность раствора снижается.

Сорбционная емкость абсорбционного раствора, т.е. его активность при выдерживании, повышалась на 30-407..

При температуре вьппе 20 С (пример 7) уменьшается максимальная сорбционная емкость (до 22 r серы/л ч) . При температуре ниже 0 С (пример 1) максимальная сорбционная емкость уменьшается до 20 г серы/1 л ч.

При увеличении времени выдержки раствора свыше 50 ч (пример 5) максимальная сорбционная емкость не повьппается. При уменьшении времени выдержки менее 20 ч (пример 3) максимальная сорбционная емкость уменьшается до 20 r серы/1 л ч.

Данные по проведению процесса по методике примера 1 представлены в табл,2.

При выходе за пределы предложенных концентраций в сторону уменьшения активность раствора снижается до уров ня известного (пример 10), при увеличении концентрации выше предложенной активность раствора существенно не меняется. Для буферных растворов,, содержащих фосфаты натрия и калия и фосфорную кислоту, изменение концент— раций аналогично.

При увеличении соотношения фосфата аммония и фосфорной кислоты в буферном растворе больше 3,5 активность раствора падает до 4 г серы/л ч (пример 5), а при уменьшении соотношения активность раствора остается на уровне нижнего предела. Для растворов, содержащих фасфаты Na, К и фосфорную кислоту, зависимость активности раствора от соотношения компонентов буферного раствора аналогична.

Формула изобретения

Способ очистки газов от сероводорода и диоксида серы с получением элементарной серы путем их абсорб3 128792 ции водой в присутствии катализатора — раствора окиси нли гидроокиси алюминия или кремния во фтористоводородной кислоте и буферного раствора, отличающийся тем, что, 5 с целью повышения степени очистки, в качестве буферного раствора используют раствор фосфата аммония, или натрия, или калия в фосфорной кислоте, взятых в соотношении 12,5-3,5:2, который предварительно смешивают с катализатором и смесь выдерживают при 0-20"С в течение 20-50 ч.

Таблица 1

Примеры () Х Т

Режимы активации

1 2 6 J 7

Температура вьщерживания, С

10 10 20 30

-10 0 -10

Оптимальное время выдерживания, ч

20 60 50 120

50 25 5

Максимальная сорбционная емкость, г серы/ 1 л.ч

31 32 32 22

20 30 20

Т а б л и ц а 2

Активность

Содержание в абсорбционном растворе

3, 5/2

NH

А1,0, 3/2

2, 5/2

3, 5/2

NH„ г АТ,О, 10

3/2

2, 5/2

3, 5/2

NH

3 AI Оз

3/2

2, 5/2

3, S/2

23

4 А? Оз

3/2

12

2, 5/2

24 окиси/гидроокиси алюминия или кремния во фтористоводородной кислоте, моль/л смеси фосфата аммония или натрия или калия или фосфорной кислоты, мас.7

Соотношение фосфата аммония или натрия или калия и фосфорной кислоты

l раствора (сорбционная емкость) после выдерживания прн

20 С, r серы/л р-ра. ч 1287925

Соотношение фосфата аммония или наСодержание в абсорбционном растворе

Активность

Пример трия или калия и фосфорной кислоты

4/2

5 AI <0>

3, 5/2

12

3/2

2, 5/2

2/1

3, 5/2

NH

3/2

12

2, 5/2

3, 5/2

7 А> Оэ

3/2

35

2, 5/2

3, 5/2

8 AIО

3/2

35

2, S/2

3, S/2

31

Оз

3/2

10

2, S/2

3, 5/2

0 AIаОз

3/2

0,5

2, S/2

3, 5/2

АТ О

3/2

40

2, 5/2

32 окиси/гидроокиси алюминия или кремния во фтористоводородной кислоте, моль/л смеси фосфата аммония нли натрия или калия или фосфорной кислоты, мас.%

Продолжение табл. 2 раствора (сорбцнонная емкость) после выдерживания прн

20 С, г серы/л р-ра.ч!

287925

Активность смеси фосфата аммония или наПример трия или калия или фосфорной кислоты, мас.7.

Bes выдерживания 18

Э, 5/2

12 AI аОэ

Э/2

Без вьщерживания 20

2,5/2

Без вьщерживания 19

3,5/2

13 AI Оз

3/2

12

2, 5/2

3, 5/2

Na.24

14 А> Оэ

3/2

12

2, 5/2

Na+

3, 5/2

15 - AI Оз

3/2

2, 5/2

3, 5/2

16 АХаОз

Э/2

2,5/2

3,5/2

23 ,21

12

К 2. э

10

3/2

2,5/2

К

3,5/2

10

3/2

12. 30

2,5/2

3, 5/2

19 А1 (ОН)э

10" 3/2

25

Содержание в абсорбционном растворе окиси/гидроокиси алюминия или кремния во фтористоводородной кислоте, моль/л

Соотношение фосфата аммония или натрия или калия и фосфорной кислоты

Продолжение табл .2

I раствора (сорбционная емкость) после вьщерживания при

20 С, г серы/л р-ра.ч

1 287925

Пр одолже ние т абл . 2, Содержание в абсорбционном растворе

Активность

Пример

2, 5/2

NH

3, 5/2

20 AI(OH) 25

3/2

28

2; 5/2

3, 5/2

2 AI(OH)з

10. 3/2

12

2, 5/2

3,5/2

22 AI(OH) 17

МН

3/2

2, 5/2

NH

3, 5/2

2 3 AI (OH) 33

3/2

35

2, 5/2

3, 5/2

NH

24 SiO

3/2

2, 5/2

NH4

3, 5/2

Яз.О

10

3/2

2, 5/2

3, 5/2

NH

26

3/2

2,5/2

NH

3, 5/2

SiO

27 окиси/гидроокиси алюминия или кремния во фтористоводородной кислоте, мол/л смеси фосфата аммония или натрия или калия или фосфорной кислоты, мас.7

Соотношение

-фосфата аммония или калия и фосфорной кислоты раствора (сорбционная емкость) после выдерживания при

20 С, r серы/л р-ра ч

)287925

12

Продолжение табл.2

Содержание в абсорбционном растворе

Пример

3/2

2, 5/2

3, 5/2

2 8

SiO

10

3/2

32

2, 5/2

3, 5/2

29

Si(OH) 23

3/2

25

2, 5/2

3, 5/2

NH

Si(OH)„

3/2

2, 5/2

3, 5/2

Si(OH) 10

3/2

2, 5/2

3, 5/2

Si(OH) .

17

3/2

2, 5/2

3, 5/2

ИН

Si(OH)

10

3/2

32

2; 5/2

ВНИИПИ Заказ 7749/9

Тираж 678 Подписное

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 окиси/гидроокиси алюминия или кремния во фтористоводородной кислоте, мол/л смеси фосфата аммония или натрия или калия или фосфорной кислоты, мас.Ж

Соотноаение фосфата аммония или калия и фосфорной кислоты

Активность раствора (сорбционная емкость) после выдерживания при

20 С, г серы/л р-ра ч