Способ очистки газов от фторис-того водорода

 

Союз Советскнк

Соцмалнстнческнк

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ ИТВЛЬСТВУ (1) 801860 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 16,02.77 (21) 2453174/23-26 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 0702.81. Бюллетень ЙУ 5 (51)M. Кл

В 01 D 53/14

Государствеииый комитет

СССР по делан изобретений и открытий (53) УДК 66. 074. 3 (088. 8) Дата опубликоваимя описания 070231

A.À-A. Эннан, О.М.Бразовская, H.Н. Кошелева и С.К.Михайловина! (72) Авторы изобретения

1

Одесский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. И.И.Мечникова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ФТОРИСТОГО

ВОДОРОДА

Изобретение относитс я к очистке газов, выделяющихся при получении алюминия и содержащих, наряду с фтористым водородом, сернистый ангидрид .

Известен способ очистки газов от фтористого водорода путем промывки растворами гексаметилентетрамина (1), При этом степень улавливания фтористого водорода составляет 99, 7100 Ъ.

Известен также способ очистки газов от фтористого водорода при температуре от — 10 до +60 С путем абсорбции его 5-20%-ным раствором гексаметилентетрамина с последующей регенерацией абсорбента путем обработки его алюминатным раствором и содой с получением криолита (2), Далее отделяют криолит от раствора и возвращают гексаметилентетрамин на стадию, абсорбции.

Данный способ предусматривает очистку газов только от фтористого водорода.

При переработке газов, содержащих фтористый водород и сернистый ангидрид, за счет селективного поглощения сернистого ангидрида раст,ворами гексаметилентетрамина, степень улавливания фтористого водорода снижается до 2Ъ, Целью изобретения являетс я возможность одновременной очистки газов от сернистого ангидрида.

Поставленная цель достигается тем, что перед абсорбцией газ промывают 5-20%-ным раствором гексаметилентетрамина до концентрации сернистого ангидрида в растворе ll270 г/л с последующей обработкой раствора углекислым кальцием или известковым молоком, отделением сульфита кальция от раствора гексаметилентетрамина и абсорбцией фтористого водорода гексаметилентетрамином, обработкой абсорбента алюминатным раствором и содой, отделением осадка криолита и возвращением гек20 саметилентетрамина на стадию абсорбции.

Отличиями предложенного способа является предварительная очистка газов от сернистого ангидрида гексаметилтетрамином до содержания в растворе двуокиси серы 11-270 г/л. Превышать укаэанный предел концентраций не рекомендуется по причине об,разования твердой фазы, присутствие

36 . которой не желательно как в процес801860 се очистки газов, так и при регенерации абсорбента. Минимальная поглотительная емкость 5-20Ъ-ных растворов гексаметилентетрамина по $0 составляет 11-44 г/л соответственно.

Ниже указанной концентрации процесс проводить не целесообразно, поскольку снижается эффективность абсорбента.

Принципиальная схема предлагаемого способа очистки газов от фтористого водорода и сернистого ангидри да и регенерации абсорбента представлена на чертеже.

Степень улавливания сернистого ангидрида и фтористого водорода составляет 100 Ъ. При полном срабатывании абсорбента концентрации компонентов на обеих стадиях достигают значений, укаэанных в таблице, Пример 1. Газовоздушную смесь, содержащую 5 об.Ъ сернистого ангидрида и 10 об.Ъ фтористого водорода, в количестве О, 08 м 9 пропускают со скоростью 0,1 мэ/ч через две последовательно соединенные барботажные колонны диаметром 90 мм, заполненные ЬЪ-ным раствором гексаметилентетрамина. Степень улавливания сернистого ангидрида на 1-й стадии составляет 100Ъ, фтористого водорода 30 Ъ, далее гаэ, содержащий 70Ъ фтористого водорода, поступает на 2-ю стадию. При этом происходит 100Ъ-ное улавливание HF, Получают на 1-й стадии 1 л раствора, содержащего 11 г

SOg и 2,2 r HF, а на 2-й стадии

5 г/л HF, Для .осаждения криолита к раствору, полученному на 1-й стадии, прибавляют 9 мл алюминатного раствора (126 г/л Na O и 104 г/л А1 0 ) и i 44 г бикарбоната натрия, к раствору после 2-й стадии прибавляют

20,4 мл алюминатного раствора и

3,25 г бикарбоната натрия. В результате получают 3,85 и 8,75 г криолита на 1-й и 2-й стадиях соответственно. После отделения криолита маточный, раствор со 2-й стадии направляют на абсорбцию, а с 1-й стадии на окончательную регенерацию. Для этого к раствору прибавляют 1/ г углекислого кальция. Осадок (20 r) сульфита кальция отделяют, а регенерированный абсорбент, содержащий

0,2 г/л сернистого ангидрида и

50 г/л гексаметилентетрамина, направляют на абсорбцию.

Пример 2. В качестве абсорбента используют 20Ъ-ный раствоР гексаметилентетрамина. При припускании 2 м газа.при температуре

-10 С 1 л абсорбента на 1-й стадии поглощает 280 r сернистого ангидрида (степень улавливания 100Ъ), иэ

5 них 130 г в растворе и 150 r в осадке, и 2,7 г фтористого водорода (степень улавливания 1,5 Ъ); на 2-й ста-. дии получают 2 л раствора, содержащего 177 г фтористого водорода (степень улавливания 100Ъ).

Регенерацию обсорбента после 2-й стадии осуществляют, как описано в примере 1, путем добавления 723 мл алюминатного раствора и 115 г бикарбоната натрия с последующим отделением 309 г криолита, Из абсорбента, полученного после 1-й стадии, сначала удаляют осадок гидросульфи.та гексаметилентетраммония,затем к

20 раствору прибавляют 11 мл алюминатного раствора и 1,57 г бикарбоната натрия ° Осадок 47 г криолита отделяют.

В полученный маточный раствор вводят

203 r углекислого кальция. Получают р 242 г сульфита кальция, после отделения которого регенерированный абсорбент, содержащий 2,3 г/л сернистого ангидрида и 40 г/л гексаметилентетрамина, возвращают на абсорбцию.

Пример 3. Условия проведения опыта аналогичны описанным в примере 2, с той лишь раэницей, что процесс осуществляют при температуре

69 С. При этом 1 л абсорбента на

g5 1-й стадии поглощает 280 г сернистого ангидрида (степень улавливания

100Ъ}, иэ них 270 г в растворе и

10 r в осадке, и 25,5 г фтористого водорода (степень улавливания 14Ъ)1 после 2-й стадии получают 2 л абсорбента, соцержащего 154 r HF (степень улавливания 100Ъ), Абсорбент после 2-й стадии регенерируют, как описано выше. К раствору, полученному на 1-й стадии, пос4Ю ле отделения осадка гидросульфита гексаметилентетраммония добавляют

104 мл алюминатного раствора и 17 г бикарбоната на(рия. Осадок криолита (44,6 г) отделяют, а к фильтрату

SO прибавляют 422 г углекислого кальция, Полученный осадок 501 г сульфита кальция отделяют, а регенерированный абсорбент, содержащий 2, 3 г/л сернистого ангидрида и 189 г/л гексаЯ метилентетрамина, возвращают на абсорбциюю, 801860

Предельные концентрации компонентов, г/л

1 Т

Температура, С

Концентраци я гексаметилентетрамина, %

1 1

1-я стадия

t 2-я стадия

802

1 в твердой фазе

HF в жидкой фазе — 10

11-130

11-140

11-170

2,3

27,9

3,0

25,0

10

2,2

23,3

11-157

Отсутствует

6,5

20,7

1/,9

13,5

Отсутствует 11-131

-10

22-130

22-140

160

54,9

2,8

130

3,0

51,5

47,0

41,2

10

22-170

22-200

40

5,9

Отсутствует 22-224

60

10,5

34,6

-10

2,7

44-130

44-140

44-170

44-200

44-270

320

5,4

260

4,5

180

20

4,3

120

10

25,5

20 щей обработкой раствора углекислым кальцием или известковым молоком, отделением сульфита кальция от раствора гексаметилентетрамина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 287661, кл. В 01 D 53/14, С 01 В 7/22, 03.09.70.

Формула изобретения

2.Исследования по сорбции фтористого водорода воднымн растворами уротропина и регенерации абсорбента с получением криолита по укороченной схеме. Отчет НИС ОГу, 1972 (прототип).

Способ очистки газов от фтористого водорода путем абсорбции его 520%-ным раствором гексаметилентетрамина с последующей обработкой абсорбента алюминатным раствором и содой, отделением осадка криолита и возвращением гексаметилентетрамина на стадию абсорбции, о т л и ч а ю щ ы и с я тем, что, с целью возможности одновременной очистки газов от сернистого ангидрида, перед абсорбцией газ промывают раствором гексаметилентетрамина до концентрации сернистого ангидрида 11-270 г/л с последую105, 8

103,5

96,0

84, 1

71,0

Составитель В.Гродзовская

Редактор Г.Бельская Техред Н. Бабурка Корректор Н,Бабинец

Заказ 10193/6 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, Ул.Проектная, 4