Quy trình xử lý của Dioxide lưu huỳnh
Bài viết này đưa ra ánh sáng về hai quá trình khử khí lưu huỳnh điôxít. Các quy trình xử lý là: 1. Quy trình khô và 2. Quy trình ướt.
Quy trình xử lý số 1. Quy trình khô:
Trong các quy trình này, khí thải mang SO 2 được xử lý bằng hóa chất khi không có nước.
Quá trình vứt khô đá vôi Quá trình đá vôi / Dolomite :
Trong quá trình này, đá vôi hoặc bột dolomit được bơm vào buồng đốt trong đó các hạt và dòng khí thải hiện đang phản tác dụng. Ở nhiệt độ lò cao, cacbonat canxi / magiê phân hủy thành oxit, từ đó phản ứng với SO 2 có trong khí thải tạo thành sunfite và sunfat. Các phản ứng tổng thể có thể được thể hiện dưới dạng
2 CaCO 3 + 2 SO 2 + O 2 CaSO 3 + CaSO 4 + 2 CO 2
2 MgCO 3 + 2 SO 2 + O 2 -> MgSO 3 + MgSO 4 + 2 CO 2 lối đi của họ. (5.2)
Các sulphite và sulphate được sản xuất cùng với CaO / MgO không phản ứng được loại bỏ khỏi lò và được loại bỏ. Do không tiếp xúc đủ giữa CaO / MgO và khí thải trong hầu hết các trường hợp, hiệu quả loại bỏ SO 2 thấp mặc dù thực tế là carbonate được thêm vào vượt quá tỷ lệ cân bằng hóa học.
Một số dữ liệu hiệu suất điển hình là:
Quá trình Dolomite:
Kích thước hạt tối ưu: 10-15
Bổ sung dolomite tối ưu: gấp 2, 5 lần lượng cân bằng hóa học.
Hiệu quả loại bỏ:
70% với 250 ppm SO 2
85% với 130 ppm SO 2
Quá trình đá vôi :
Bổ sung đá vôi tối ưu: 10% lượng than đốt
Hiệu quả loại bỏ: 40-80% với 550-890 ppm SO 2
Hiệu quả loại bỏ cao hơn có thể đạt được khi đá vôi / đôlômit được sử dụng trong buồng đốt than tầng sôi.
Mặc dù quá trình khô dựa trên đá vôi / đôlômit kém hiệu quả hơn quá trình ướt bùn vôi / đá vôi, nhưng nó có những ưu điểm sau:
(i) Khí thải có thể được xử lý ở nhiệt độ cao,
(ii) Không yêu cầu đơn vị xử lý phức tạp.
Quá trình khô này có lợi thế hơn các quy trình phục hồi khô vì những người bị mất quá nhiều chất hấp thụ do tiêu hao và chi phí đầu tư cao vì sự phức tạp của các đơn vị tái sinh.
Quy trình phục hồi khô:
A. Quá trình oxit kim loại:
(i) Quá trình oxit mangan được kích hoạt:
Quá trình này được phát triển bởi Công nghiệp nặng Mitsubishi. Nó bao gồm các bước sau:
Bước-I:
Ôxít mangan ngậm nước được tiếp xúc với khí thải mang SO 2 đồng thời là kết quả của việc sản xuất sunfat mangan.
Mn 2 O 3 + 2 SO 2 + O 2 -> 2 MnSO 4 Đọ
Bước:
Do đó, mangan sunfat được sản xuất được phản ứng trong một bình riêng biệt với dung dịch amoniac và không khí, theo đó ammonium sulphate được sản xuất và oxit mangan bị kết tủa.
2MnSO 4 + 4 NH 4 OH + O 2 -> 2 (NH4) 2 SO 4 + Mn 2 O 3 + 2 H 2 O
Bước chân:
Bùn được sản xuất được lọc. Oxit mangan được sấy khô và tái chế. Dung dịch amoni sunfat được cô đặc và các tinh thể amoni sunfat được đưa ra thị trường.
Hiệu quả loại bỏ SO 2 của quá trình này có thể khoảng 90%.
(ii) Quá trình oxit đồng :
Trong quá trình này, các viên oxit đồng được hỗ trợ alumina phản ứng với SO 2 và O 2 có trong khí thải để tạo ra CuSO 4 ở khoảng 400 ° C
Sau đó CuSO4 bị khử bằng hydro hoặc metan khoảng 400 ° C, phản ứng là
Sử dụng khí mê-tan có thể dẫn đến sự lắng đọng than cốc và hậu quả là việc cắm giường.
Trong bước tiếp theo, đồng được oxy hóa bằng không khí và lò phản ứng được đặt trực tuyến.
SO 2 được sản xuất có thể được chuyển đổi thành axit sulfuric hoặc lưu huỳnh nguyên tố.
Vì quy trình hoạt động theo chu kỳ nên cần ít nhất hai lò phản ứng.
Quá trình này có vẻ đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, nó đòi hỏi các lò phản ứng đắt tiền và nguồn cung cấp khí khử lớn (H 2 / CH 4 ).
(iii) Quá trình Alumina kiềm hóa:
Quá trình này được thực hiện bằng cách liên hệ với các viên nhôm oxit natri hiện có đường kính khoảng 1, 60 mm với khí thải mang SO 2 ở khoảng 330 ° C dẫn đến sự hình thành của alumino-natri sunfat.
Các viên alumino-natri sunfat sau đó được khử trong một tháp khác - hiện đang có H- và CO ở khoảng 650 ° C để tái tạo nhôm oxit nhôm và tạo ra H 2 S. H 2 S do đó được sản xuất để xử lý thu hồi lưu huỳnh.
Quá trình này có thể có hiệu suất loại bỏ SO 2 khoảng 90%. Tuy nhiên, vấn đề chính gặp phải trong quá trình này là sự tiêu hao của các viên dẫn đến sự mất mát của nó. Mất mát này ảnh hưởng xấu đến tính kinh tế của quá trình. Nó vẫn chưa tìm thấy ứng dụng thương mại.
B. Quá trình than hoạt tính:
(i) Quá trình tái tạo:
Quá trình này được thực hiện trong hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu tiên, khí thải có chứa SO 2 được hấp phụ trên một lớp di chuyển của các hạt than hoạt tính ở khoảng 150-200 ° C. Các hấp thụ được vận hành ngược hiện tại. Các hạt than hoạt tính được sử dụng trong quá trình này được tạo ra bằng quá trình cacbon hóa chân không than bùn hoặc vật liệu tương tự. Chìa khóa cho tiềm năng kinh tế của quá trình này nằm ở sự sẵn có của chất hấp phụ chi phí thấp.
Trong quá trình hấp phụ, phản ứng sau diễn ra trên bề mặt chất hấp phụ:
Trong giai đoạn thứ hai, các hạt carbon được nạp axit sunfuric ra khỏi chất hấp phụ được xử lý để thu hồi H 2 SO 4 như SO 2 . Các hạt carbon tái sinh được tái chế trở lại bộ phận hấp phụ.
Có hai quy trình thay thế để thu hồi các hợp chất mang lưu huỳnh từ các hạt carbon được nạp:
(a) Rửa các hạt carbon bằng nước. Điều này dẫn đến việc sản xuất dung dịch axit sunfuric loãng. Các hạt carbon ướt được sấy khô và tái chế trở lại. Hạn chế của quá trình này là những khó khăn gặp phải trong việc lưu trữ, vận chuyển và tiếp thị dung dịch axit sunfuric loãng.
(b) Làm nóng các hạt carbon chứa axit sunfuric đến khoảng 380-450 ° C. Khi đun nóng SO 2, CO 2, CO và H 2 O được tạo ra và các hạt carbon được kích hoạt lại. Khí được tạo ra chứa khoảng 10-15% SO 2 có thể được sử dụng để tạo ra axit sunfuric. Các hạt carbon tái sinh được tái chế để hấp phụ.
Hiệu quả loại bỏ của quá trình Rebluft là khoảng 90%.
(ii) Quy trình Westvaco :
Quy trình Westvaco sử dụng các hạt than hoạt tính trên giường chuyển động. Sản phẩm trung gian được hình thành trong quá trình là axit sunfuric nhưng cuối cùng lưu huỳnh được thu hồi dưới dạng lưu huỳnh nguyên tố.
Quá trình được thực hiện thông qua các bước sau.
Bước-I:
SO 2, O 2 và hơi ẩm có trong khí thải kết hợp trên các hạt than hoạt tính để tạo ra axit sunfuric.
Bước:
Axit sunfuric hấp phụ được phản ứng với H, S để tạo ra lưu huỳnh nguyên tố trên bề mặt của các hạt carbon.
Bước chân:
Các hạt carbon chứa các hạt sunfure nguyên tố được nung nóng để tạo ra hơi lưu huỳnh, được ngưng tụ và thu thập dưới dạng lưu huỳnh nóng chảy.
Bước IV:
Lưu huỳnh còn lại có trên các hạt carbon được chuyển đổi thành H 2 S bằng cách phản ứng với hydro (H 2 ) và do đó kích hoạt lại các hạt carbon. H 2 S được tạo ra được sử dụng trong Bước II và các hạt carbon được tái sử dụng. Quá trình này đã được vận hành trên quy mô thí điểm. Hiệu quả loại bỏ SO 2 được báo cáo là 90%. Người ta đã tuyên bố rằng hiệu quả loại bỏ 99% có thể đạt được bằng cách sử dụng giường carbon sâu hơn.
Hạn chế của quy trình là:
(i) Kích thước của tàu cần cho các hạt carbon nhà ở là lớn và áp suất giảm trên giường cao;
(ii) Lượng hydro cần thiết để loại bỏ lưu huỳnh dư (Bước IV) cao hơn nhiều so với lượng cân bằng hóa học.
C. Quá trình nóng chảy cacbonat:
Nguyên tử Quá trình nóng chảy cacbonat quốc tế sử dụng một chất tan chảy eutectic chứa 32% Li 2 CO 3, 33% Na 2 CO 3 và 35% K 2 CO 3 theo trọng lượng để hấp thụ SO 2 từ khí thải ở khoảng 450 ° C. Hiệu quả loại bỏ SO 2 của quá trình này đã được tìm thấy là khoảng 99% từ một loại khí có ảnh hưởng có 0, 1 đến 3% SO 2 .
Các phản ứng có thể được thể hiện như dưới đây:
SO 2 + M 2 CO 3 lối đi> M 2 SO 3 + CO 2 trận lượt cờ (5.11)
SO 2 + O, + M 2 CO 3 bằng cách > M 2 SO 4 + CO 2 bằng cách . (5.12)
Sự tan chảy được tải sau đó được giảm đi bằng hỗn hợp H và CO, theo đó một dòng khí chứa H 2 S, CO và H 2 O được tạo ra cùng với cacbonat tái sinh. Quá trình tái sinh được thực hiện ở khoảng 525 ° C. Một quá trình thay thế là làm giảm sự tan chảy sulphite sulphate thành sunfua với carbon và không khí ở khoảng 750 ° C. Sự nóng chảy sulfide-carbonate được phản ứng thêm với hơi nước và CO 2 ở khoảng 450 ° C dẫn đến sự hình thành H 2 S và sự tan chảy carbonate.
H 2 S được sản xuất có thể được sử dụng để sản xuất axit sunfuric hoặc sản xuất lưu huỳnh nguyên tố. Mặc dù hoạt động của một đơn vị tích hợp hoàn chỉnh sử dụng quy trình này vẫn chưa được thực hiện, quá trình này được quan tâm vì công nghệ độc đáo liên quan. Quá trình này có thể được sử dụng để thu hồi lưu huỳnh từ khí ngăn xếp không có bụi.
Quy trình xử lý # 2. Quy trình ướt:
Các quy trình này được thực hiện bằng cách lọc khí thải mang SO 2 bằng dung dịch nước hoặc dung dịch nước.
Quy trình vứt ướt:
A. Quá trình dựa trên vôi / đá vôi:
(i) Quy trình thông thường:
Trong quá trình này, một luồng khí thải được giải phóng khỏi vật chất hạt được cọ rửa bằng hỗn dịch nước vôi / đá vôi có chất rắn có trọng lượng 5-10%. SO 2, hiệu quả loại bỏ của quá trình này là khoảng 80 đến 95%.
Mặc dù đá vôi rẻ hơn nhiều so với vôi, đối với một số ứng dụng, vôi được ưa thích vì tính phản ứng cao hơn. Khí được cọ rửa được hâm nóng lại trước khi thải cùng vào khí quyển qua một chồng.
Hệ thống treo đã qua sử dụng từ đáy máy chà sàn được đưa vào bể tuần hoàn, từ đó một phần của nó được đưa trở lại máy chà sàn bằng nước tẩy trang và bột vôi / đá vôi mới được thêm vào. Phần còn lại được thải vào ao lắng. Bùn lắng từ ao được loại bỏ và chất lỏng nổi trên bề mặt được tái lưu thông đến máy lọc cùng với huyền phù nước. Trong máy chà sàn chủ yếu là bi-sulphite và bi-sulphate được sản xuất. Chúng trải qua các phản ứng tiếp theo trong bể tuần hoàn / trì hoãn.
Các phản ứng diễn ra trong máy chà sàn là:
2CaCO 3 + 4 SO 2 + O 2 + 2 H 2 O -> Ca (HSO 3 ) 2 + Ca (HSO 4 ) 2 + 2 CO 2. (5.13)
2 Ca (OH) 2 + 4 SO 2 + O 2 -> Ca (HSO 3 ) 2 + Ca (HSO 4 ) 2 trò chơi (5.14)
Trong bể tuần hoàn / trì hoãn, các phản ứng xảy ra có thể được tóm tắt như sau:
CaCO 3 + Ca (HSO 3 ) 2 -> 2 Ca SO 3 + H 2 O + CO 2 muối .. (5.15)
CaCO 3 + Ca (HSO 4 ) 2 -> 2 Ca SO 4 + H 2 O + CO 2 muối .. (5.16)
Ca (OH) 2 + Ca (HSO 3 ) 2 -> 2 Ca SO 3 + 2H 2 O Cát, (5.17)
Ca (OH) 2 + Ca (HSO4) 2 -> 2 Ca SO 4 + 2 H 2 O Vàng, (5.18)
Đá vôi cấp hóa chất chứa 95% trở lên CaCO 3 là phù hợp nhất cho quá trình này. Dolomite tương đối trơ không phù hợp với quy trình này. Đối với quy trình dựa trên đá vôi, tỷ lệ khối lượng L / G phải vượt quá 65 nhưng đối với quy trình dựa trên vôi, tỷ lệ khối lượng L / G khoảng 35 đã được tìm thấy là đủ. Để loại bỏ tỷ lệ vôi với SO 2 cần thiết là khoảng 1, 05-1, 15 lần tỷ lệ cân bằng hóa học vì độ phản ứng cao hơn trong khi đối với đá vôi, tỷ lệ yêu cầu là khoảng 1, 25 đến 1, 6.
Đá vôi rẻ hơn so với vôi, nhưng kích thước của máy chà sàn dựa trên đá vôi sẽ lớn hơn so với đá vôi dựa trên tỷ lệ L / G cao hơn trước đây. Đối với việc lắp đặt lớn, quy trình đá vôi sẽ kinh tế, trong khi đối với việc lắp đặt nhỏ, quy trình vôi sẽ kinh tế hơn
Vận hành máy chà sàn ở độ pH thấp (pH không dưới 5) thúc đẩy sự hình thành các vảy canxi sunfat cứng (trong hệ thống lọc và hệ thống tuần hoàn), trong khi đó hoạt động ở độ pH cao hơn (máy lọc ảnh hưởng pH vượt quá 8) thúc đẩy hình thành các hạt canxi sunfite mềm .
Độ pH tối ưu cho hệ thống đá vôi nằm trong khoảng từ 5, 8 đến 6. Đối với hệ thống vôi, độ pH hơi axit là phù hợp nhất. Phản ứng giữa vôi và CO 2 trong khí thải gây ra kết tủa CaCO 3 trên pH 6, 7, dẫn đến tiêu thụ vôi cao hơn. Do đó, độ pH cho hệ thống vôi không được phép vượt quá 6, 7.
Thời gian lưu trú trong bể tuần hoàn là khoảng 10 phút cho hệ thống đá vôi và tương tự là khoảng 5 phút cho hệ thống vôi.
Thành phần bùn xấp xỉ của hệ thống đá vôi và hệ thống vôi được liệt kê trong Bảng 5.1.
(Ii) Quy trình 121 triệt để :
Bùn đá vôi được sử dụng làm chất hấp thụ trong quá trình này. Tuy nhiên, nó khác với quá trình đá vôi thông thường ở ba khía cạnh, đó là (1) độ pH hấp thụ. (2) thiết kế lò phản ứng và (3) đưa không khí vào phần dưới cùng của lò phản ứng. Không khí được sử dụng để oxy hóa SO 2, thành SO 3 .
Độ pH duy trì trong quá trình này là khoảng 4 đến 5; kết quả là sulphite hình thành bị oxy hóa thành sunfat. Quá trình này được thực hiện trong một lò phản ứng đơn loại đặc biệt gọi là lò phản ứng sủi bọt phản lực. Vì quy trình sản xuất thạch cao là sản phẩm cuối cùng, không cần tái chế chất lỏng.
Sự cố hoạt động trơn tru miễn phí và hiệu quả loại bỏ SO 2 trong khoảng 97-99% với nồng độ khí thải SO 2 dao động từ 1000-2000 ppm đã được báo cáo. Việc sử dụng đá vôi cao và hàm lượng thạch cao cao của bùn đã được quan sát.
Phản ứng tổng thể có thể được tóm tắt như dưới đây:
CaCO 3 + SO 2 + 1/2 O 2 + 2 H 2 O -> Ca SO 4 . 2H 2 O + CO 2 trận .. (5.19)
(iii) Quá trình kiềm đôi :
Trong quá trình này, khí thải được xử lý bằng dung dịch natri sunfite, chất hấp thụ SO 2,
Phản ứng chính có thể được thể hiện như sau:
Na 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O -> 2 Na H SO 3 đá, .. (5.20)
Các hóa chất khác có trong dung dịch đã qua sử dụng có thể là natri sunfite, natri sunfat và natri cacbonat. Một phần của rượu đã qua sử dụng được tái chế cho chất hấp thụ. Phần khác được xử lý bằng vôi hoặc bột đá vôi.
Các sản phẩm phản ứng là canxi sunfite và sunfat không hòa tan, natri sunfite hòa tan (và hydroxit). Kết tủa được làm đặc trong một thiết bị lắng. Bùn được lọc và bánh được rửa sạch. Chất lỏng trong suốt từ các hoạt động lắng và lọc cùng với natri cacbonat trang điểm được đưa trở lại chất hấp thụ.
Hai nghiên cứu chi phí độc lập đã chỉ ra rằng chi phí lắp đặt và vận hành hệ thống kiềm kép ít hơn so với hệ thống lọc bùn đá vôi để xử lý khí thải nhiên liệu sunfur tương đối cao.
(iv) Pha loãng quá trình axit:
Quá trình này là một thay thế cho quá trình kiềm đôi. Trong quá trình này SO 2 được hấp thụ trong dung dịch axit sunfuric loãng (2-3% H 2 SO 4 ) với chất sắt làm chất xúc tác.
Các phản ứng xảy ra là:
2 SO 2 + O 2 + 2 H 2 O -> 2 H 2 SO 4 phạm trò tính .. (5.21)
2 Fe SO 4 + SO 2 + O 2 -> Fe 2 (SO 4 ) 3 Vàng, .. (5.22)
Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 2 H 2 O -> 2 Fe SO 4 + 2 H 2 SO 4 Điên .. (5.23)
Do đó axit sunfuric được tạo ra được phản ứng với đá vôi để kết tủa thạch cao.
Hiệu quả loại bỏ SO 2 của quá trình này đã được báo cáo là khoảng 90%.
B. Quá trình dựa trên kim loại kiềm :
Đây cũng là một quá trình vứt đi trong đó cả vôi và đá vôi không được sử dụng trực tiếp hoặc gián tiếp. Nó phù hợp để xử lý dòng khí thải tương đối nhỏ chứa SO 2 . Chất kiềm dùng để chà là natri hydroxit hoặc cacbonat.
Trong quá trình này, một luồng khí thải được làm mát đầu tiên bằng cách cho nó đi qua máy lọc venturi. Tiếp theo, khí được làm sạch, làm mát được cọ rửa bằng dung dịch kiềm trong một cột khay sàng. Cuối cùng, khí được xử lý được hâm nóng lại bằng cách thêm không khí nóng và thải vào khí quyển qua một chồng.
Máy chà sàn venturi được cho ăn bằng dung dịch tái chế trong khi cột khay sàng được cho ăn bằng dung dịch kiềm tươi.
Ưu điểm của quá trình này là chi phí vốn thấp. Tuy nhiên, tổng chi phí vận hành dựa trên chi phí hóa chất và chi phí cho việc xử lý rượu đã chi vượt xa chi phí vốn thấp. Hiệu quả loại bỏ SO 2 được báo cáo của quá trình này là khoảng 85%
Quá trình phục hồi ướt:
A. Các quá trình oxit / hydroxit kim loại:
(i) Quá trình oxit magiê :
Quá trình này được thực hiện trong ba bước.
Bước-I:
Trong bước đầu tiên, một luồng khí mang SO 2 đã được làm sạch trước được lọc bằng huyền phù magiê.
Các phản ứng kết quả là:
MgO + 2 SO 2 + H 2 O sử dụng> Mg (HSO 3 ) 2 từ tính (5.24)
Mg (HSO 3 ) 2 + MgO sử dụng> 2 Mg SO 3 + H 2 O nam tính. (5.25)
2 Mg SO 3 + O 2 cầu hôn> 2 Mg SO 4 lối chơi (5.26)
Bước:
Trong bước này, một phần bùn magiê sulphite-sulphate cùng với magnesia không phản ứng được tái chế vào máy chà sàn trộn với magiê trang điểm và nước. Phần còn lại của bùn được lọc và bánh được sấy khô.
Bước chân :
Ở bước thứ ba, bánh khô được trộn với than cốc và nung trong lò nung ở khoảng 850-900 ° C.
Trong quá trình nung các phản ứng sau đây diễn ra:
Mg (HSO 3 ) 2 lợi ích > MgO + 2 SO 2 + H 2 O đá từ. (5.27)
Mg SO 3 mang đến> MgO + SO 2 từ chúng .. (5.28)
Mg SO 4 + C + ½ O 2 lối đi> MgO + SO 2 + CO 2 mũi nữ tính (5.29)
MgO tái sinh được tái chế thành máy chà sàn và SO 2 được sản xuất được sử dụng để sản xuất axit sunfuric.
Hiệu quả loại bỏ SO 2 của nhà máy Craumby Unit 1 của PECO đã được báo cáo là 96-98%.
(ii) Quy trình Oxy-hydroxit của Mitsubishi Mangan :
Quá trình này được thực hiện bằng cách lọc một loại khí thải được làm sạch trước có chứa SO 2 với một lượng bùn oxy-hydroxit mangan ba phần trăm, theo đó mangan sulphite và sulphate được sản xuất như hình dưới đây.
Mn (OH) 2 + SO 2 Đập> MnSO 3 + H 2 O đá .. (5.30)
Mn (OH) 2 + SO 2 + O 2 Lối Lối> MnSO 4 + H 2 O Lối, (5.31)
Bùn từ cửa xả của máy lọc được phản ứng với amoniac và oxy dẫn đến sự hình thành dung dịch amoni sunfat và các hạt Mn (OH) 2 tái sinh. Hệ thống treo được lọc để tách Mn (OH) 2, được tái chế thành máy chà sàn. Dung dịch amoni sunfat được cô đặc để kết tinh (NH 4 ) 2 SO 4, được bán trên thị trường.
Mn SO 3 + 2 NH 4 OH + ½ O 2 sân trẻ > Mn (OH) 2 + (NH 4 ) 2 SO 4 (5.32)
Mn SO 4 + 2 NH 4 OH Đợi> Mn (OH) 2 + (NH 4 ) 2 SO 4 (5.33)
Hiệu quả loại bỏ SO 2 của quá trình này có thể đạt khoảng 97%.
B. Quá trình than hoạt tính (Lurgi Sulphacid) :
Quá trình Lurgi Sulphacid được thực hiện bằng cách cho khí thải chứa khoảng 1, 1 đến 1, 5% SO 2 qua một lớp than hoạt tính. Giường carbon xúc tác quá trình oxy hóa SO 2 thành SO 3, phản ứng với nước phun trên giường.
Một dung dịch axit sunfuric loãng có nồng độ 10-15% H 2 SO 4 được tạo ra. Axit loãng được cô đặc đến khoảng 60-70% bằng cách sử dụng nhiệt của khí đi vào (190-210 ° C) do đó làm mát khí đến 40-50 ° C trước khi đi vào lớp carbon. Khí ra khỏi giường carbon được làm nóng lại trước khi xử lý ngăn xếp.
Hiệu quả loại bỏ SO 2 của quá trình này là khoảng 95%.
C. Quá trình Citrate:
Quá trình này dựa trên thực tế là độ hòa tan của SO 2 trong nước thấp nhưng nó tăng đáng kể khi nước được đệm bằng natri citrat. Phản ứng cơ bản diễn ra trong quá trình là:
SO 2 + H 2 O lối đi> H 2 SO 3 trận đấu .. (5.34)
Trong quá trình hấp thụ SO 2 trong dung dịch đệm citrate, một số SO 2 có thể bị oxy hóa thành SO 3, sau đó được chuyển thành H 2 SO 4 . Để ngăn chặn phản ứng oxy hóa thiosulphate được thêm vào dung dịch chà. Dung dịch axit sunfurous (H 2 SO 3 ) được tạo ra sau đó được phản ứng với H 2 S, dẫn đến sự hình thành lưu huỳnh nguyên tố. Lưu huỳnh nguyên tố được tách ra khỏi dung dịch bằng cách tuyển nổi. Các giải pháp được tái chế để máy chà sàn.
Quá trình này được phát triển bởi Trung tâm nghiên cứu luyện kim thành phố Salt Lake thuộc Cục khai thác mỏ Hoa Kỳ để thu hồi SO 2 từ khí lò luyện. Sau đó, các thử nghiệm quy mô nhà máy thí điểm đã được tiến hành trên khí đốt lò hơi đốt than. Kết quả của các thử nghiệm trên cả lò luyện kim và khí lò hơi đã được tìm thấy có triển vọng. Hiệu quả loại bỏ lưu huỳnh đã được báo cáo là 95-97%.
D. Quá trình Sulphidine :
Quá trình Sulphidine sử dụng hỗn hợp xylidine và nước có tỷ lệ xấp xỉ 1: 1 làm chất lỏng tẩy rửa. Xylidine và nước là bất khả xâm phạm nhưng khi một số SO 2 phản ứng với xylidine thì hệ thống trở nên không thể trộn được.
Quá trình này được thực hiện trong một bộ gồm hai bộ hấp thụ hoạt động - hiện đang nối tiếp. Khí mang SO 2 không bụi được đưa vào ở đáy của chất hấp thụ thứ nhất ở đỉnh mà dòng chất lỏng rời khỏi chất hấp thụ thứ hai được đưa vào. Khí rời khỏi chất hấp thụ thứ nhất được đưa vào ở đáy của chất hấp thụ thứ hai, được lọc bằng hỗn hợp xylidine-nước thu hồi.
Khí được lọc ra khỏi chất hấp thụ thứ hai được tiếp tục lọc bằng axit sunfuric loãng để thu hồi hơi xylidine trước khi thoát khí được xử lý. Rượu rời khỏi chất hấp thụ đầu tiên được tách nhiệt gián tiếp để thu hồi SO 2 . Khí từ vũ nữ thoát y chứa xylidine và hơi nước bên cạnh SO 2 được đưa qua thiết bị ngưng tụ làm mát để ngưng tụ xylidine và nước. Khí (chủ yếu là SO 2 ) được lọc qua nước để tiếp tục thu hồi hơi xylidine.
Dòng chất lỏng nổi lên từ bộ tách nhiệt được làm mát và trộn với:
(1) Chất lỏng từ bình ngưng làm mát,
(2) Chất lỏng từ cột rửa nước và
(3) Chất lỏng từ máy lọc axit sunfuric loãng.
Một phần của lớp nước của hỗn hợp này bị loại bỏ để có hỗn hợp nước xylidine-nước có tỷ lệ 1: 1 trong dòng còn lại. Luồng này được đưa trở lại vào chất hấp thụ thứ hai dưới dạng chất hấp thụ. Thỉnh thoảng, một dung dịch tro soda nước được thêm vào dòng tái chế để xylidine sulphate có trong dòng được chuyển thành xylidine. Quá trình này không kinh tế khi hàm lượng SO 2 của khí thải thấp do mất xylidine.
Quá trình E. Dimethyl anilin (ASARCO) :
AS ARCO Process là một quy trình tốt hơn quy trình Sulphidine theo nghĩa là nó có thể xử lý khí thải có hàm lượng SO 2 3, 5% trở lên.
Khí thải mang SO 2 trước tiên được làm sạch bằng dimethyl anilin và sau đó bằng dung dịch tro soda để loại bỏ dấu vết của SO 2 khỏi khí được xử lý. Cuối cùng, khí thải được lọc bằng axit sulfuric loãng để loại bỏ dimethyl anilin trước khi làm sạch nó qua một chồng.
Dimethyl anilin giàu SO 2 bị tước hơi để thu hồi SO 2 . Hỗn hợp hơi nước SO 2 thu được được lọc bằng axit sulfuric để thu được SO 2 khô. SO 2 thu hồi, có thể được hóa lỏng hoặc chuyển thành axit sulfuric. Lên đến 99% SO 2 đã được báo cáo. Dimethyl aniline tái sinh được tái chế vào máy chà sàn. Ưu điểm của quy trình này so với quy trình Sulphidine là mất thuốc thử thấp, tiêu thụ hơi nước thấp và yêu cầu lao động ít hơn.
Quy trình F. Ammonia (COMINCO) :
Quá trình này được thực hiện trong hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu SO 2, được loại bỏ khỏi khí thải từ các nhà máy rang xay bằng cách chà bằng dung dịch amoniac trong đó sản xuất ammonium bi-sulphite:
NH 4 OH + SO 2 trận đấu trên giày> NH 4 (HSO 3 ) trận đấu (5.35)
Trong giai đoạn thứ hai, dung dịch bi-sulphite được xử lý bằng axit sulfuric. Hỗn hợp thu được là không khí tước. Dung dịch tước không khí chứa ammonium sulphate trong khi dòng khí chứa SO 2, không khí và độ ẩm.
2NH 4 (HSO3) + H 2 SO 4 lối chơi> (NH 4 ) 2 SO 4 + 2 H 2 SO 3 trận siêu .. (5.36)
(NH 4 ) 2 SO 4 + 2H 2 SO 3 + air lối vào> (NH 4 ) 2 SO 4 + 2 SO 2 + 2 H 2 O + air đá .. (5.37)
Dung dịch amoni sunfat được cô đặc để tạo ra tinh thể amoni sunfat. Hỗn hợp khí SO 2 -air sau khi sấy được sử dụng để sản xuất axit sunfuric.
Hiệu quả loại bỏ SO 2 đã được quan sát thay đổi từ 85-97%.
Các yếu tố chính mà hiệu quả loại bỏ phụ thuộc vào:
(i) Chiều cao của giường đóng gói,
(ii) Nhiệt độ hoạt động và
(iii) Tỷ lệ khối lượng chất lỏng với khí (L / G) trong chất hấp thụ.
G. Quá trình Natri Sulphite (Wellman-Lord) :
Ban đầu quá trình này dựa trên chu trình kali sulphite-bi-sulphite. Tuy nhiên, hiện nay muối natri ít tốn kém hơn đang được sử dụng. Trong quá trình này, một dòng khí thải chứa SO 2 được lọc bằng dung dịch natri sunfite, dẫn đến sự hình thành của natri bi-sulphite. Phản ứng có thể được tóm tắt là
Na 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O Đọ> 2 NaHSO 3 trận . (5.38)
Do đó, dung dịch bi-sulphite được hình thành được cô đặc trong thiết bị bay hơi tuần hoàn cưỡng bức trong chân không. Dung dịch đậm đặc sau đó bị tước hơi ở nhiệt độ cao hơn, gây ra sự phân hủy bi-sulphite thành sulphite. Natri sunfite do đó tạo ra kết tinh từ dung dịch. Phản ứng có thể được biểu thị như sau:
2 NaHSO 3 sự lựa chọn > Na 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O từ tính .. (5.39)
Các tinh thể Na 2 SO 3 được tách ra, hòa tan và dung dịch được đưa trở lại chất hấp thụ. Khí ẩm SO 2 được sấy khô và đưa vào nhà máy axit sunfuric.
Hiệu quả loại bỏ trung bình của SO, đã được quan sát là khoảng 91%.
H. Quá trình hydroxit natri :
Việc loại bỏ khí thải có chứa SO 2 bằng dung dịch natri hydroxit dẫn đến sự hình thành bi-sulphite và sulphite.
2 Na OH + CO 2 lối đi> Na 2 CO 3 + H 2 O Giày dép .. (5.40)
Na 2 CO3 + SO 2 lối đi> Na 2 SO 3 + CO 2 trận bóng .. (5.41)
Na 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O Lối đi> 2Na (HSO 3 ) Đầm sức .. (5.42)
Na OH + SO 2 lối chơi trò chơi> NaH SO 3 trận đấu .. (5.43)
Dung dịch natri sulphite-bi-sulphite sau đó được xử lý bằng bụi oxit kẽm (ZnO), theo đó ZnSO 3 được kết tủa và dung dịch NaOH được tái sinh. Dung dịch NaOH được tái chế vào chất hấp thụ.
Zn SO 3 kết tủa được rang sau khi sấy.
Zn SO 3 sự lựa chọn > ZnO + SO 2 trận đấu .. (5.44)
ZnO được tái sử dụng và SO 2 được đưa vào nhà máy axit sunfuric.
I. Quá trình sinh học :
Quá trình này đã được phát triển bởi Hệ thống Monsanto Enviro-Chem và hệ thống UOP để xử lý khí thải của FCC có chứa N 2, O 2, H 2 O, CO 2, CO, SO x và NO x cùng với một số hạt bụi xúc tác. Phạm vi nồng độ SO x là 250-2300 ppm và NO x khoảng 200 ppm trong khí.
Quá trình này bao gồm việc lọc khí thải trong máy lọc ướt phản lực ngược với dung dịch NaHCO 3 . Phản ứng chính diễn ra trong quá trình chà là
Na HCO 3 + SO 2 lối vào> Na HSO 3 + CO 2 trận bóng .. (5.45)
Một số natri bi-sulphite có thể bị oxy hóa thành Na 2 SO 4 do sự hiện diện của oxy trong khí được xử lý. Hỗn hợp khí-lỏng chứa một số hạt rắn tách thành hai dòng trong một tàu liền kề. Khí thoát ra ở đầu tàu và chất lỏng chảy thành một hố. Chất lỏng từ bể lắng sau khi lọc chủ yếu được tái chế vào máy chà sàn trong khi một phần được đưa vào lò phản ứng sinh học kỵ khí
Trong lò phản ứng sinh học, sulphite và sulphate bị khử thành natri bi-sunfua với nguồn cung cấp hạn chế chất khử phù hợp hoặc H 2 S khi sử dụng một lượng lớn chất khử hơn. Chất khử có thể là khí hydro hoặc ethanol hoặc metanol có độ tinh khiết thấp. Ethanol hoặc methanol có thể được sử dụng làm nguồn carbon cho các vi sinh vật.
Trong lò phản ứng kỵ khí, các phản ứng diễn ra là:
(I) với nguồn cung hạn chế của chất khử
NaHSO 3 + 3 H 2 sân bóng > NaHS + 3 H 2 O trận đấu .. (5.46)
Na 2 SO 4 + 4 H 2 + CO 2 lối cường lực> NaHS + NaHCO 3 + 3 H 2 O phạm Mạnh .. (5.47)
(II) với nguồn cung lớn hơn của chất khử:
NaHSO 3 + 3 H 2 + CO 2 lối đi> NaHCO 3 + H 2 S + 2 H 2 O Giày dép .. (5.48)
Na 2 SO 4 + 4 H 2 + 2 CO 2 Điêu> 2 Na HCO 3 + H 2 S + 2 H 2 O đá giả (5.49)
Khi H 2 S trộn với CO 2 được tạo ra, khí được dẫn đến một chất hấp thụ amin hoặc một số đơn vị thu hồi lưu huỳnh khác. Chất lỏng chứa NaHCO 3 từ cửa xả lò phản ứng kỵ khí được tái chế thành chất hấp thụ.
Tuy nhiên, nếu NaHS có mặt trong nước thải của lò phản ứng kỵ khí, nó được đưa vào lò phản ứng hiếu khí để tái sinh NaHCO 3 và sản xuất lưu huỳnh nguyên tố theo phản ứng:
NaHS + O 2 + CO 2 Điêu> NaHCO 3 + S từ siêu .. (5.50)
Bùn chứa lưu huỳnh nguyên tố được lọc và dịch lọc chứa Na HCO 3 được tái chế thành máy lọc.
Hiệu suất loại bỏ lưu huỳnh tổng thể của toàn bộ quá trình có thể lên tới 98%.
