3.2.6 Очистка и обезвреживание газообразных отходов или технологических газов методом абсорбции

Абсорбция – от латинского absoptio – объемное поглощение вещества из раствора или смеси газов твердым телом или жидкость.

Абсорбтив – поглощаемое вещество.

Абсорбент – поглотитель.

Абсорбат –вещество, в котором содержится поглотитель.

Абсорбер – основной модуль установки, в которой осуществляется абсорбция.

Хемосорбция – поглощение газов и паров твердыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений.

Абсорбция основана на непосредственном взаимодействии газов с жидкостями. Физическая абсорбция, основана на растворении газа в жидкости.

Хемосорбция основана на протекании химической реакции между газом и жидким поглотителем.

В зависимости от используемого абсорбента (табл.) и его селективности можно выделить либо один компонент, либо последовательно несколько.

В результате абсорбции получают очищенный газ и насыщенный раствор, который должен быть легко регенерируемым с целью извлечения из него полезных газов и возвращения его на стадию абсорбции.

Увеличение эффективности процесса.

• развитие поверхности раздела фаз,

• конвективное перемешивание потоков

• увеличение коэффициентов диффузии,

• выбор абсорбента, характеризуемого высокой растворимостью газа (сотни граммов на 1 кг растворителя); высокой скоростью химической реакции.

Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции, является экзотермическими и обратимыми.

Десорбцию растворенного газа (или регенерацию растворителя) проводят:

• снижением общего или парциального давления,

• повышением температуры,

• сдвигая pH (случай абсорбции карбонатных растворов).

Аппаратурное оформление процесса:

насадочные колонны, распыление или барботаж жидкости

Абсорбенты, применяемые для очистки отходящих газов

Поглощаемые компоненты	Абсорбенты
Оксиды азота N2Оз, NO5	Вода,, водные растворы и суспензии: NaOH,Na2C03,NaHCO3, КОН, К2СОз, КНСОз, Са(ОН)2, СаСОз, Мg(ОН)2, МgСОз, Ва(ОН)2, ВаСОз, NН4HСОз
Оксид азота NO	Растворы FeCl2, FeSO4, Na2S203, NaHCO3,Na2S0з, NaHS03
Диоксид серы SO2	Вода, водные растворы: Na2SO3(18-25%-ные),NH40H(5-15%-ные), Са(ОН)2 Na2C03(15-20%-ные),NaOH(15-25%-ные), КОН, (NH4)2SO3(20-25%-ные), ZnS03, К2СОз: суспензии СаО, МgО, СаСО3,ZnO, золы; ксилидин -вода в соотношении 1:1,диметиланилинС6Н3(СН3)2NН2
Сероводород H2S	Водный растворNa2СОз+Nа3АsО4(Nа2НаsО3); водный раствор Аs2О3 (8-10г/л)+NН3 (1,2-1,5г/л)+(NН4)3АsО3(3,5-6г/л); моноэтаноламин (10-15%-ный раствор); растворы К3РО4 (40-50%-ный раствор); растворы К3Р04(40-50%-ные),NH4OH, К2СО3,Ca(CN)2, натриевая соль антрахинондисульфокислоты
Оксид углерода СО	Жидкий азот; медно-аммиачные растворы [Сu(NН3)]nх
Диоксид углерода С02	Водные растворы Na2C03, К2СО3, NaOH,КОН,Ca(OH)2,NH4OH, этаноламиныRNH2,R2NH4
Хлор Cl2	Растворы NaOH,КОН, Са(ОН)2, Na2C03,К2СО3, МgСО3, СаСО3,Na2S203; тетрахлоридметанCCI4
Хлористый водород НСl	Вода, растворы NaOH,КОН,Ca(OH)2,Na2C03, К2СО3
Соединения фтора HF, SiF4	Na2C03, NaOH,Са(ОН)2

Недостатки сорбционных методов очистки (абсорбционных и адсорбционных):

1. необходимость многократной регенерации поглощающих растворов или частичной замены твердого сорбента, что значительно усложняет технологическую схему, увеличивает капитальные вложения и затраты на эксплуатацию;

2. большое количество отходов.

Извлечение газов сложного состава -нефтегазовый комплекс – (смешанные абсорбенты физико-химического действия): абсорбент «Экосорб» (смесь МДЭА, ДЭА и эфиров полиалкиленгликолей). При концентрации абсорбента 60-70%, удельном орошении 1,4 л/м³ из газа, содержащего 1,5% Н₂S; 0,6% СO₂ и 300-500 мг/м³ RSН (меркаптана), возможно извлечь 50-60% RSH (вместо 10-15% на ДЭА) при одновременной очистке от Н₂S и С0₂.