Способ очистки газов от оксидов азота и серы

 

Очистку газов от оксидов азота и серы осуществляют путем обработки газа водным раствором смеси политионовых кислот или их солями щелочных металлов в абсорбере, вывода очищенного газа и образовавшегося элементарного азота, направления промывочного раствора, абсорбировавшего оксид серы, на электрохимическую регенерацию в катодную камеру двухкамерного электролизера, содержащего анионообменную мембрану, с подачей в анодную камеру воды и выводом из нее образующейся серной кислоты, при плотности тока 0,01 1,0 A/см² и последующим возвращением регенерированного промывочного раствора на стадию промывки газа в абсорбер. 1 ил.

Изобретение относится к очистке газов и может найти применение при очистке газовых выбросов топливо-сжигающих устройств, в частности дымовых газов ТЭЦ, котельных установок, нагревательных печей.

Известен способ очистки газовых выбросов от окислов серы и азота, заключающийся в их абсорбции водным раствором комплексного соединения Fe²⁺ - ЭДТА, причем регенерация последнего заключается в обработке его солью дитионовой кислоты и оксидом (гидрооксидом) кальция.

Недостаток данного способа заключается в сложности регенерации исходных свойств абсорбента и необходимости выведения из раствора гипса.

Известен способ очистки газов от оксидов и серы, заключающийся в обработке очищаемых газов водным раствором смеси политионовых кислот или их солей щелочных металлов в абсорбере, выводе очищенного газа и образовавшегося элементарного азота, направление промывочного раствора, абсорбировавшего оксид серы, на регенерацию с последующим возвращением его на стадию промывки газа в абсорбере, причем регенерация исходных свойств поглотителя осуществляется за счет осаждения гипса, образующегося из вводимой в регенератор извести, а также ввода химического восстановителя - аскорбиновой кислоты, бисульфата или дитионита натрия.

Недостатком способа является образование трудноперерабатываемых гипсовых отходов, снижающих надежность и усложняющих процесс регенерации поглотителя.

Целью изобретения является устранение вредных технологических отходов на стадии регенерации при сохранении высокой степени очистки газа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки газов от оксидов азота и серы, включающем промывку газа водным раствором смеси политионовых кислот или их солями щелочных металлов в абсорбере, вывод очищенного газа и образовавшегося элементарного азота, направление промывочного раствора, абсорбировавшего оксид серы, на регенерацию с последующим возвращением его на стадию промывки газа в абсорбенте, регенерацию промывочного раствора осуществляют электрохимически в катодной камере двухкамерного электролизера, содержащего анионообменную мембрану, с подачей в анодную камеру воды и выводом из нее образующейся серной кислоты, и процесс ведут при плотности тока 0,01-1,0 А/см².

Согласно изобретению газовый поток, содержащий оксиды азота и серы, подают в абсорбер, в который одновременно подается водный раствор смеси политионовых кислот или их солей щелочных металлов, при этом в результате хемосорбции и окислительно-восстановительных процессов окислы серы трансформируются в сульфаты, а окислы азота восстанавливаются до элементарного азота NO_x + SnO_m^2- -> N + SO²₄^-+ SO²₃^- .

Отработавший раствор из абсорбера подают в катодную камеру двухкамерного электролизера с анионообменной мембраной, где происходит регенерация его первоначальных свойств за счет перевода избытка поглощенных окислов серы в соответствующие политионовые кислоты или их соли щелочных металлов H₂SO₃+ xe -> H₂S_nO_m.

Кроме того, в результате электролиза анионы серной и сернистой кислот переводят в анодную камеру через анионообменную мембрану. Первоначально анодная камера заполняется водой или водным раствором сернистой кислоты. Анионы сернистой кислоты в анодной камере доокисляются до анионов серной кислоты. По достижении товарной концентрации часть раствора серной кислоты из анодной камеры выводят, компенсируя объем раствора в анодной камере дистиллированной водой.

На чертеже представлена принципиальная схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Установка содержит абсорбер 1 с патрубками 2 и 3 подачи газа и вывода его, патрубками 4 и 5 подвода водного раствора кислот и отвода отработанного раствора, электролизер 6 с анионообменной мембраной 7, делящей электролизер 6 а катодную 8 и анодную 9 камеры, с патрубком 10 подвода воды в камеру 9 и отвода регенерированного раствора 11 из камеры 8, емкость 12 для сбора полученной в камере 9 серной кислоты и буферную емкость 13.

Способ осуществляется следующим образом.

Очищаемые газы подаются в абсорбер 1 через патрубок 2, туда же через патрубок 4 поступает поглотительно-восстановительный раствор, в результате чего очищенный газ совместно с образовавшимся элементарным азотом выводится из абсорбера 1 через патрубок 3, а отработанный раствор, содержащий сернистую кислоту, поступает в катодную камеру 8 электролизера 6. Одновременно в анодную камеру 9 подается вода. Полученная в анодной камере 9 серная кислота отводится в емкость 12, а регенерированный раствор из катодной камеры 8 через буферную емкость 13 возвращается в абсорбер 1.

Таким образом, в предлагаемом способе очистки газов от оксидов азота и серы, на стадии регенерации раствора абсорбента вредные отходы не образуются, что при сохранении высокой степени очистки газа исключает сброс вредных отходов, упрощает и повышает надежность технологического процесса очистки.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА И СЕРЫ, включающий промывку газа водным раствором смеси политионовых кислот или их солями щелочных металлов в абсорбере, вывод очищенного газа и образовавшегося элементарного азота, направление промывочного раствора, абсорбировавшего оксид серы, на регенерацию с последующим возвращением его на стадию промывки газа в абсорбер, отличающийся тем, что, с целью устранения вредных технологических отходов на стадии регенерации при сохранении высокой степени очистки газа, регенерацию промывочного раствора осуществляют электрохимически в катодной камере двухкамерного электролизера, содержащего анионообменную мембрану, с подачей в анодную камеру воды и выводом из нее образующейся серной кислоты, и процесс ведут при плотности тока 0,01 - 0,1 А/см².

РИСУНКИ

Рисунок 1