Очистка газов от соединений хлора

Для абсорбции хлора и хлорсодержащих веществ использу­ют воду, водные растворы щелочей и органических веществ, водные суспензии и органические растворители.

Взаимодействие хлора с растворами щелочей характеризу­ется реакциями образования хлоридов и гипохлоритов:

2NaOH + Cl₂ → NaCI + NaOCl + H₂O;

С1₂ + 2Са(ОН)₂ → СаС1₂+Са(ОС1)₂+2Н₂О;

Na₂CO₃ + H₂O + Cl₂ → NaCl + NaOCl + CO₂ + H₂O.

Наибольшее практическое значение имеют раствор NaOH (100-150 г/л) и водная суспензия Са(ОН)₂ (100-110 г/л). При абсорбции хлора гидроксидом кальция (известковым мо­локом) при температуре 80 - 95 °С в основном образуются хлорид и хлорат кальция:

6Са(ОН)₂+6С1₂ → 5СаСl₂ + Са(С1О₃)₂ + 6Н₂О.

Образующиеся в процессе очистки хлораты и гипохлориты могут быть использованы в качестве товарных продуктов для обеззараживания сточных вод или подвергаться термокаталитическому разложению под дей­ствием острого пара:

Са(С1О)₂ → СаС1₂ + О₂.

Процесс можно проводить в абсорберах любой конструкции. Степень очистки газов достигает 70 - 90%.

Известковый метод имеет ряд достоинств: небольшая стои­мость и доступность реагента, не требуется тщательной защи­ты оборудования от коррозии, так как среда щелочная. Недос­татками способа являются невысокая степень очистки, в то же время при использовании растворов NaOH и Na₂CO₃ эффектив­ность очистки повышается до 90 - 98%.

Эффективными абсорбентами хлора являются тетрахлориды углерода (ССl₄) и титана (TiCl₄). При использо­вании ССl₄ процесс очистки проводят следующим образом: охлажденные газы, содержащие 0,5 - 5,0 % хлора, разбавляют воздухом и подают в абсорбционную колонну, работающую под давлением (1,5 - 2,0) • 10⁵ Па. Абсорбция происходит в насадочной части абсорбера охлажденным до (-15) - (-20) °С тетрахлоридом углерода. Очищенный газ выбрасывают в атмосферу, а отработанный поглотительный раствор поступает на регенерацию. Регенерированный при пониженном давлении хлор можно использовать для вышеперечисленных целей.

Также в качестве абсорбента хлора можно использовать раствор хлорида железа, кото­рый получают растворением железной стружки в соляной кис­лоте. При абсорбции хлора FеС1₂ переходит в FеСl₃, который является товарным продуктом.

Хлористый водород очень хорошо поглощается водой, поэтому ее, как правило, используют в качестве абсорбента, например, в производстве соляной кислоты. Для очистки отходящих газов от НС1 применяют воду и щелочные растворы.

Очистку газов водой проводят в абсорберах различной кон­струкции: в скрубберах Вентури, распыливающих, насадочных абсорберах и в колоннах с тарелками. Выбор аппарата зави­сит от объема и состава газов, их температуры, вида и кон­центрации примесей, эффективности аппаратов.

Эффективность очистки для насадочных абсорберов зависит от плотности орошения. Например, при концентрации хлористого водорода в газе 4 г/м³ при плотности орошения 2,5 м³/(м²·ч) в абсорбере диаметром 5 м с насадкой высотой 12,7 м эффек­тивность очистки была 72%, а при плотности орошения 5,1 м³/(м²·ч) —88%. Дальнейшее увеличение плотности ороше­ния не повышает эффективность очистки, но образуются стоки с концентрацией соляной кислоты 0,3—0,4%. При осуществлении рециркуляции абсорбента возможно получение соляной кислоты 9-10%-ной концентрации. В тарельчатых ко­лоннах эффективность очистки достигает 90-99%.

Основным недостатком процесса очистки водой является об­разование тумана капельно-жидкой соляной кислоты, улавли­вание которого при прочих равных условиях происходит менее интенсивно.

Применение водных растворов NaOH, Ca(OH)₂ или Na₂CO₃ для абсорбции хлористого водорода позволяет повысить эффектив­ность очистки и одновременно нейтрализовать образующиеся стоки. Этот способ позволяет рекуперировать хлористый водород с получением хлоридов некоторых металлов: СаС1₂, FеС1₃, ZnCl₂, ВаС1₂, NaCl. Наиболее дешевым из этих абсорбентов является гидроксид кальция (известковое молоко). После аб­сорбции раствор хлорида кальция упаривают, например, в ап­паратах с горелками погружного горения. Для обезвоживания раствора можно использовать также распылительную сушилку.

Дата добавления: 2014-01-20