химический каталог




Активные угли и их промышленное применение

Автор X.Кинле, Э.Бадер

Остаточное содержание сероводорода после этой стадии менее 1 мг/м3. Над этим слоем располагается слой тонкопористого рекуперационного угля, который удаляет сероуглерод из потока до остаточных концентраций ниже 50 мг/м3.

После продувки защитным газом с низким содержанием кислорода, например дымовым газом с содержанием кислорода менее 1 %, этот угольный слой можно регенерировать водяным паром и извлечь сероуглерод. Уголь можно снова использовать в процессе адсорбции без промежуточной осушки, так как очищаемый воздух достаточно сильно нагревается благодаря значительному аккумулированию теплоты большим адсорбером.

Нижний слой угля, в котором происходит окисление H2S до элементарной серы, регенерируется значительно реже верхнего слоя. С этой целью производится экстрагирование сероуглеродом нижнего адсорбирующего слоя, насыщенного серой до 100% (масс). После его.выпаривания получают очень чистую элементарную серу. Поскольку в иодсодержащем активном угле образуются также следовые количества серной кислоты вследствие продолжающегося окисления сероводорода, нижний слой следует время от времени промывать водой, чтобы предотвратить блокирование поверхности угля-катализатора. При этом теряется некоторое количество иода, поэтому через определенные интервалы уголь нижнего слоя приходится дополнительно пропитывать, что можно сделать без выгрузки угольной шихты из адсорбера.

В процессе «Сульфосорбон» на 1 т рекуперированного сероуглерода расходуется 10 т водяного пара, 150 м3 холодной воды, 700 кВт-ч электроэнергии, 2 кг активного угля и 0,5 кг иода. Наиболее крупная из современных установок «Сульфосорбон» для очистки отходящего воздуха имеет производительность 400 000 м3/ч. На рис. 6.18 показана установка средних размеров производительностью 50 000 м3/ч.

Процесс «Тиокарб» [18].В этом процессе сероводород окисляется до серы в присутствии аммиака на активном угле, отмытом минеральной кислотой, поскольку примеси тяжелых металлов, особенно железа, ускоряют процесс окисления, способствуя образованию серной кислоты. Неизбежно образующиеся следы серной кислоты нейтрализуются сульфатом аммония и Удаляются периодической отмывкой водой. Удаление элементарной серы из активного угля производится, как и в процессе ^Сульфосорбон», экстрагированием сероуглеродом. Еще присутствующий после стадии окисления сероуглерод адсорбируется Во втором слое активного угля и удаляется отпариванием.

109

Рис. П.18. Установка «Сульфосорбон» (фотография Lurgi).

На 1 т сероуглерода расходуется около 10 т водяного пара, 150 м3 холодной воды, 700 кВт-ч электроэнергии, 2 кг активного угля и 10 кг газообразного аммиака.

6.5.4. Очистка отходящего газа печей Клауса. Процесс «Сульфрин»

Печи Клауса используются в основном для удаления серы из природного или синтетического, газа, при этом содержащийся в таких газах сероводород дожигается до диоксида серы. Отходящий воздух этих печей, которые обеспечивают 95 %-ное превращение, содержит еще около 1 % (об.) H2S и 0,5 % (об.) S02, а также следы сероокнсн углерода, сероуглерод и аэрозоль серы. Первые из названных выше соединений серы могут превратиться в элементарную серу на поверхностно-активных материалах в процессе симметричного пропорционировання. Эта реакция впервые использовалась в промышленных масштабах в процессе «Сульфрин» [19] (рис. 6.19). Накопившуюся на пропитанном активном угле элементарную серу можно де-сорбировать инертным газом при 450 °С. Поэтому в процессе прежде всего используется макропористый активный уголь. В процессе реакции появляется опасность образования сульфидов, присутствие которых на поверхности угля приводит к накоплению серы около 20% (масс.), не поддающейся десорбции, хотя сами сульфиды не оказывают сильного вредного действия. Чтобы предотвратить образование поверхностных сульфидов,

110

Рис. в.19. Установка «Сульфрин» (фотография Lurgl).'

необходимо пропитывать активный уголь раствором жидкого ч стекла [20].

Симметричное пропорционирование соединений серы в отходящих газах печей Клауса также можно проводить на макропористом активированном оксиде алюминия.

6.5.5. Процесс «Дезорекс»

Этот процесс удаления сероводорода из потоков воздуха и газа основан на том, что на влажном, содержащем щелочь активном угле сероводород может окисляться до сульфатной серы. Для этого преимущественно подходят активные угли, пропитанные карбонатом калия. На этих углях органические соединения серы при температурах около 50 °С вначале гид-ролизуются, а затем превращаются в сульфат: CS2 + 2H20 —¦> C02 + 2H2S H2S + К2СО3 + 202 —> K2S04 + С02 + Н20

Уголь можно регенерировать отмывкой от сульфата калия с последующей пропиткой карбонатом калия.

6.6. УДАЛЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ГАЗОВ И ПАРОВ 6.6.1. Соединения иода

В процессах радиоактивного распада в атомных реакторах выделяются в основном 2 изотопа иода: 13Ч (с периодом полураспада 8,04 сут) и 1331 (с периодом полураспада 21 ч).

Ill

Иодсодержащие газы выделяются через трещины в оболочках топливных элементов и загрязняют прежде всего первый кон тур теплоносителя. При нарушениях режима эти радиоактивные соединения иода могут попасть в котел реактора, однако в наружный воздух они попадать не должны. Поэтому атомные электростанции должны быть снабжены соответствующими фильтрующими системами для удаления этих примесей. Кроме элементарного иода, который частично можно уловить на про-тивоаэрозольном фильтре, выделяется также йодистый метил. Если пары элементарного иода можно удалить довольно легко даже из влажного воздуха на тонкопористом активном угле, то йодистый метил, напротив, характеризуется столь высоким давлением паров

Температура, "С —45,8 —24,2 —7,0 25,2 42,4 Давление паров 1,3 5,3 13,3 53,3 100

СН31, кПа

что удовлетворительная очистка адсорбционным способом невозможна. Это особенно относится к аварийным случаям, когда загрязняется воздух с относительной влажностью 99—100 %. Поэтому специально исследовались способы удаления радиоактивного йодистого метила с помощью пропитанного активного угля в процессе изотопного обмена или химического связывания [21].

Изотопный обмен. Используется активный уголь, пропитанный неактивными и нелетучими неорганическими соединениями иода (например, иодидом калия). За короткое время пребывания радиоактивного йодистого метила в угольной шихте на адсорбенте происходит обмен изотопов иода, при этом в результате большого избытка нерадиоактивного иода достигается хорошая эффективность обмена.

Фильтрующие установки представляют собой фильтры специальной конструкции прямого сечения с длиной слоя по меньшей мере 20 см, обеспечивающие степень очистки более 99 % в условиях относительной влажности 99—100 %. За фильтром из активного угля устанавливается противоаэрозоль-ный фильтр для предотвращения выброса радиоактивной угольной пыли. На атомных электростанциях воздух непрерывно циркулирует через фильтры из активного угля. Поскольку при этом адсорбционная способность пропитанного активного угля падает в результате поглощения органических паров, необходим постоянный контроль за работой фильтров [22].

Химическое связывание. При использовании активного угля, пропитанного третичными аминами, йодистый метил можно связать образованием четвертичных аммониевых солей:

R\ г R\ V

R'—N + CH331I —> R'—N-CHj l3T

IIS

Особенно эффективным, благодаря относительно малой, по сравнению с другими аминами, летучести и высокой основности, оказался циклический амин 1,4-диазобицикло[2.2.2]октан-(триэтилендиамин, ТЭДА):

N

Н2<Г сн, сн2

н2С\ 9^сн2

N

Однако амины довольно летучи и снижают температуру воспламенения активного угля. Поэтому подобные пропитывающие составы в ФРГ и ряде других стран не используются.

6.6.2. Благородные газы

Отходящие газы реакторов с кипящей водой и водой под давлением содержат кроме долгоживущего изотопа 85Кх (с периодом полураспада 10,7 лет) в основном короткоживущие изотопы криптона и ксенона. Длительное удерживание этих благородных газов на адсорбентах в больших концентра

страница 28
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

Скачать книгу "Активные угли и их промышленное применение" (2.76Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Рекомендуем в КНС Нева wifi адаптер для компьютера купить - Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11, парковка для клиентов.
carmate автокресло zutto 3style brown 0+/1/2 (2.5-25 кг)
подставка для обуви 46-759 гобелен купить в спб
ооо климат сервис

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.02.2017)