Очистка газовых выбросов от хлорсоединений

Очистка газовых выбросов от фторсоединений

Фтористые соединения образуются в производстве фосфорных удобрений — суперфосфатов, при выплавке алюминия (если в качестве флюса используют плавиковый шпат CaF₂), в электролитическом производстве алюминия.

А б с о р б ц и о н н ы е методы позволяют снижать концентрацию соединений фтора до 10-50 мг/м³.

Благодаря хорошей растворимости фторидов в воде промывка газов водой практически всегда достаточна для снижения их концентрации до допустимого предела. Если в отходящих газах присутствует газообразный фтор, наиболее подходящим абсорбентом является раствор гидрооксида натрия с массовой долей NaOH 5-10 %. Время контакта газа со щелочью должно со-ставлять 1 мин. (При использовании растворов с массовой долей NaOH менее 2 % и контакте фаз ~ 1 с образуется чрезвычайно ядовитый оксид фтора F₂O).

F₂ + 2NaOH → 0,5O₂ + 2NaF + H₂O,

HF + NaOH → NaF + H₂O.

Затем фторид натрия обрабатывают известью с целью регенерации NaOH

2NaF + CaO + H₂O → CaF₂ + 2NaOH.

Флюорат (CaF₂) используется в оптической технике.

Необходимость стадии регенерации обусловлена тем, что NaF обладает ограниченной растворимостью в щелочных растворах и, следовательно, может образовывать пробки. Кроме того, NaF токсичен и не может быть выведен из системы со сточными водами.

Удаление фтора из отходящих газов может проводиться его сжиганием с углеводородами или водородом для получения HF, который затем абсорбируется водой. В схему очистки в таком случае включают горелку для сжигания фтора и систему скрубберов. Значительную проблему при абсорбционной очистке газов от фторидов представляет выбор конструкционных материалов.

А д с о р б ц и о н н ы е методы позволяют проводить более полую очистку газов по сравнению с абсорбционными. Для этого применяют хемосорбционные и ионообменные методы. В качестве хемосорбентов используют известняк, алюмогели, нефелиновые сиениты, фторид натрия, при ионообменной очистке — аниониты. Содержание фтора на выходе из ионообменного аппарата составляет 0,5-1,3 мг/м³. Регенерацию ионитов проводят растворами NaOH, NH₄OH.

Хлор и хлориды образуются при выплавке алюминия, если в качестве флюса использовать NaCl, при получении Cl₂ и щелочей методом электролиза хлорида, при получении соляной кислоты, в цветной металлургии и ряде других производств.

В абсорбционных методах очистки применяют воду, водные растворы щелочей (в основном NaOH, Ca(OH)₂). При абсорбции газов выделяется большое количество теплоты, поэтому всегда предусматривается охлаждение

Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O,

H₂O + Cl₂ → HCl + HClO,

2Ca(OH)₂ + 2Cl₂ → CaCl₂ + Ca(OCl)₂ + 2H₂O.

Хлорноватистая кислота (HClO) — сильный окислитель.

Следует помнить, что проскок Cl₂ не допустим, даже в горючих газах, так как Cl₂ может образовать взрывоопасные смеси. Образующиеся в результате процессов продукты могут быть использованы в качестве холодильного рассола (CaCl₂), для обеззараживания воды (Ca(OCl)₂) или подвергаться термокаталитическому разложению под действием острого пара

Ca(OCl)₂ → CaCl₂ + O₂.

Эффективность абсорбционной очистки зависит от конструкции абсорбера и плотности орошения. В аппаратах тарельчатого типа она достигает 90-99 %. При использовании щелочных растворов эффективность очистки повышается.

В адсорбционных методах очистки могут применяться многотоннажные отходы переработки древесины — лигнин, лигносульфонат кальция, а также хлороксид железа, сульфаты и фосфаты меди, свинца, кадмия, некоторые органические полимерные материалы, цеолиты и ряд других веществ.

В основном адсорбцией очищают газы с объемной долей HCl 1 %. Основным достоинством адсорбционных методов является возможность реализации процесса при повышенных (более 100 ºC) температурах. Недостатки: затраты на регенерацию насыщенных поглотителей, высокая стоимость и дефицитность некоторых из них.

Дата добавления: 2014-01-11