Аммиачный кислотный процесс
Этот процесс осуществлен на ряде металлургических и сернокис- лотных заводов в США (процесс “Коминко”).
Процесс основан на абсорбции SО2 водным раствором сульфита аммония и выделении сернистого ангидрида добавкой серной кислоты к раствору с образованием сульфата аммония в качестве побочного продукта.
Схема процесса представлена на рис. 9.2.
Как и в аммиачных циклических процессах, температура газа, по- ступающего на абсорбцию, должна быть понижена. Для этого служат оросительные или трубчатые холодильники. Абсорберы в большинстве случаев наполнены деревянной хордовой насадкой.
В цикл орошения добавляется 30 % аммиачная вода, этим под- держивается значение рН (4,1-5,4), обеспечивающее оптимальную аб-
Рис. 9.2. Схема аммиачного кислотного процесса
1 - скруббер; 2 - отгонная колонна
сорбцию при минимальной потере аммиака. Минимальное значение рН поддерживается при очистке наиболее концентрированных потоков.
Поглотительные растворы регенерируются добавкой серной ки- слоты. При этом образуется сульфат аммония и выделяется концентри- рованный сернистый газ.
Нейтрализованный раствор подается в насадочную колонну, где SО2 отдувается воздухом или водяным паром. Смесь воздуха и SО2, выходящая из верхней части отдувочной колонны и содержащая 30 % SО2, вместе с SО2 из нейтрализатора направляется на установку произ- водства серной кислоты.
Преимуществом аммиачного кислотного процесса очистки газов от SО2 по сравнению с аммиачным циклическим методом является бо- лее простая схема и меньшие капитальные затраты.
Недостаток процесса - большой расход аммиака.
Аммиачный автоклавный процесс
Разработан фирмой “Саймон-Карвз” в Лондоне. Схема представ- лена на рис. 9.3.
Газ, предварительно очищенный от пыли, поступает в поглоти- тельную башню 1, орошаемую циркулирующим раствором. Концен-
трация аммонийных солей в орошающем растворе до 45 %. В раствор вводится концентрированная 30 % аммиачная вода. Поглощение осу- ществлялось в одну или две ступени с орошением по противоточно- циркуляционной схеме.
Рис. 9.3. Схема аммиачного автоклавного процесса
1 - поглотительная башня; 2 - фильтр-пресс; 3 - автоклав; 4 - вакуум-выпарной аппарат; 5 - центрифуга; 6 - сушилка
Отличительная особенность процесса в том, что основным про- дуктом является сульфат аммония. Окислительные процессы, нежела- тельные в прочих методах, в данном случае приводят к получению ко- нечного продукта.
Для интенсификации процессов окисления сульфитов кислоро- дом, имеющимся в очищенном газе, в раствор добавляют небольшое количество катализатора окисления - сульфата двухвалентного железа.
Кроме того, при проведении процесса поглощения в две ступени применяли аэрирование раствора в цикле орошения 1 абсорбера.
Основная трудность заключалась в поддержании соответствую- щей концентрации аммиака и значений рН, необходимых для абсорб- ции SО2, и предотвращения потерь аммиака в результате испарения. Решение этой задачи облегчалось применением двух ступеней абсорб- ции.
Часть раствора, эквивалентная количеству добавляемого свежего раствора, непрерывно отбиралась и после фильтрации на фильтр - прессе 2 передавалась в автоклав 3. Здесь к раствору добавлялось не- большое количество серной кислоты, затем он нагревался до 180 оС с избыточным давлением 14 ат. В этих условиях протекало автоокисле- ние с образованием сульфата аммония и элементарной серы. После за- вершения реакции содержимое автоклава медленно охлаждалось (дав- ление достигало 3,5 ат). В это время элементарная сера отстаивалась.
Затем раствор направлялся для извлечения сульфата аммония, а сера сливалась в специальные формы.
Количество добавляемой серной кислоты необходимо регулиро- вать таким образом, чтобы раствор после автоклавной обработки имел нейтральный характер.
На установке около 90 % уловленной серы получали в виде суль- фата аммония и около 10 % в виде элементарной серы.
Преимуществом аммиачного автоклавного метода является про- стота схемы, устранение отрицательного влияния окислительных про- цессов, а также возможность очистки газов с более высокой темпера- турой, чем по другим аммиачным методам. Недостатком этого метода, как и аммиачного кислотного, является большой расход аммиака.