1.4. Щелочная очистка газа от со2.

Очистка газов от СО2 водным раствором едкого натра NaOH основана на необратимой реакции:

2NaOH + СО2 = Na2СО3 + Н2О.

Парциальное давление СО2 над раствором едкого натра NaOH в процессе поглощения равно нулю до тех пор, пока вся щёлочь не перейдёт в карбонат. Поглощение СО2 раствором карбоната натрия протекает с образованием бикарбоната:

СО2 + Na2СО3 + Н2О = 2NaHСО3

Дифференциальная теплота растворения СО2 в растворах едких щелочей независимо от рода катиона составляет 117кДж/моль. Скорость абсорбции СО2 щёлочью возрастает с повышением температуры. Увеличение концентрации карбоната в растворе способствует снижению скорости абсорбции. В азотной промышленности очистка водным раствором едкого натра NaOH применяется в качестве последней ступени тонкой доочистки от СО2 конвертированного и коксового газа после водной очистки (когда концентрация СО2 в газе составляет не более 0,3% объёмных), конвертированного газа после двухступенчатой моноэтаноламиновой очистки (при остаточном содержании СО2 40 см3/м3), после очистки горячими растворами поташа под давлением (при остаточном содержании СО2 в газе 500 - 1700 см3/м3),азотоводородной смеси после медноаммиачной очистки под давлением 32 МПа при содержании СО2 150 - 250 см3/м3. В последнем случае вместо NaOH применяют разбавленный водный раствор аммиака NH4OH. Регенерация отработанного раствора щёлочи осуществляется известью:

Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3.

Процесс проходит в жидкой фазе при 90 - 95 °С и перемешивании. Установка регенерации щёлочи известью является громоздкой и процесс недостаточно удовлетворяет современным санитарно - гигиеническим требованиям (измельчение и гашение извести, транспортирование шлама в отвал и т. д.). Поэтому регенерацию отработанной щёлочи предусматривают только при значительном расходе щёлочи и необходимости привоза её со стороны. В остальных случаях водные растворы отработанной щёлочи стараются использовать для вспомогательных процессов нейтрализации и сбрасывают в специальные системы химически загрязнённых стоков. На очистку 1000 м3 газа расходуется 0,15 - 1,6 кг 92% - ной каустической соды (в зависимости от концентрации СО2 в исходном газе). На регенерацию отработанного раствора щёлочи расходуется 9 кг СаО и 30 кг пара при давлении 0,5 МПа.

1.5 Адсорбционные методы.

Эффективные адсорбенты диоксида углерода — цеолиты. Молекулы диоксида углерода достаточно малы. Их диаметр составляет около 0,31 нм (3,1 А), что по­зволяет им проникать во внутреннюю структуру большинства цеолитов. Наиболее часто для адсорбции используют цеолит Са А. Вместе с диоксидом углерода, цеолиты поглощают и пары воды. Поэтому одновременно с очисткой газов от диоксида углерода происходит их осушка. Десорбцию поглощенных ком­понентов осуществляют понижением давления и повышением температуры. Цеолиты используют для очистки атмосферы от продуктов жизнедеятельности человеческого организма (в пер­вую очередь влаги и диоксида углерода) в экологически замк­нутых системах — космических аппаратах.