9.3 Рекуперационные методы очистки с регенерацией хемосорбентов

В этих процессах поглотитель регенерируют и повторно используют для очистки, а извлекаемый компонент перерабатывают в товарные серосодержащие продукты: серную кислоту, элементную серу, сжиженный диоксид серы и сульфаты. Методы классифицируют по типу хемосорбентов.

Магнезитовый метод. Диоксид серы в этом случае поглощают оксид-гидрооксидом магния. В процессе хемосорбции образуются кристаллогидраты сульфита магния, которые сушат, а затем термически разлагают на SO2-содержащий газ и оксид магния. Газ перерабатывают в серную кислоту, а оксид магния возвращают на абсорбцию.

В абсорбере протекают следующие реакции:

MgO+H2O=Mg(OH)2, MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2,
Mg(HSO3)2 +Mg(OH)2=2MgSO3 +2H2O

Растворимость сульфита магния в воде ограничена, избыток его в виде MgSO3∙6H2O и MgSO3∙3H2O выпадает в осадок. Технологическая схема процесса представлена на рисунке 24.

Рисунок 24 – Схема очистки газа от диоксида серы суспензией оксида магния: 1 – абсорбер; 2 – нейтрализатор; 3 – центрифуга; 4 – сушилка; 5 – печь.

Дымовые газы поступают в. абсорбер Вентури, орошаемый циркулирующей суспензией. Отношение Т : Ж в суспензии 1 : 10, рН суспензии на входе 6,8 — 7,5, а на выходе из абсорбера 5,5 — 6. В абсорбере кроме сульфита образуется некоторое количество сульфата. Образование сульфата нежелательно, так как для его разложения необходима более высокая температура (1200 — 1300°С). При таких условиях получается переобожженный MgO, который имеет малую активность по отношению к SO2. Для устранения образования сульфата необходимо использовать ингибиторы окисления или проводить процесс в абсорберах при малом времени контакта фаз газ — жидкость. Другой путь — производить обжиг сульфата в присутствии восстановителей (кокса, метана, оксида углерода и др.). В этом случае сульфат восстанавливается в сульфит.

Из нейтрализатора часть суспензии выводят на центрифугу для отделения кристаллогидратов солей магния. Обезвоживание солей производят в сушилках барабанного типа с мазутной топкой.

Концентрация SO2 в газе, выходящем из печи, 7 — 15%. Газ охлаждают, очищают от пыли и сернокислотного тумана и направляют на переработку в серную кислоту.

Достоинства магнезитового метода:
возможность очищать горячие газы без предварительного охлаждения;
получение в качестве продукта рекуперации серной кислоты;
доступность и дешевизна хемосорбента;
высокая эффективность очистки.

Недостатки:
сложность технологической схемы;
неполное разложение сульфата магния при обжиге;
значительные потери оксида магния при регенерации.