RU2759096C1 - Method for cleaning from sulfur dioxide - Google Patents
Method for cleaning from sulfur dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759096C1 RU2759096C1 RU2021112788A RU2021112788A RU2759096C1 RU 2759096 C1 RU2759096 C1 RU 2759096C1 RU 2021112788 A RU2021112788 A RU 2021112788A RU 2021112788 A RU2021112788 A RU 2021112788A RU 2759096 C1 RU2759096 C1 RU 2759096C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfur dioxide
- oxygen
- calcium fluoride
- absorbing medium
- gas stream
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам удаления и утилизации диоксида серы из газовых потоков, например, дымовых газов отопительных и других тепловых установок.The invention relates to the chemical industry, in particular to methods for removing and disposing of sulfur dioxide from gas streams, for example, flue gases of heating and other heating plants.
В дымовых газах тепловых устройств, использующих угольное топливо, а также ряда других технологических производств содержится диоксид серы. В большинстве случаев его наличие обусловлено распадом сульфата кальция - компонента минеральной части углей. В зависимости от температуры, химического состава углей и коэффициента избытка воздуха, концентрация диоксида серы в дымовых газах может изменяться в широких пределах.The flue gases of thermal devices using coal fuel, as well as a number of other technological industries, contain sulfur dioxide. In most cases, its presence is due to the decomposition of calcium sulfate - a component of the mineral part of coals. Depending on the temperature, the chemical composition of the coal and the excess air ratio, the concentration of sulfur dioxide in the flue gases can vary widely.
Одним из способов решения задачи быстрой утилизации лишнего диоксида серы является его использование в качестве строительного блока, например, в дорожном строительстве, медицине, в сельском хозяйстве и в качестве удобрения.One of the ways to solve the problem of quickly utilizing excess sulfur dioxide is to use it as a building block, for example, in road construction, medicine, agriculture and as a fertilizer.
Известен способ сокращения содержания диоксида серы в дымовом газе, выходящего из котельной установки с циркулирующим псевдоожиженным слоем (см. RU №2673285, кл. В01D 53/50, опубл. 23.11.2018). Недостаток известного решения заключается в сложности выполнения технологических процессов по способу.A known method for reducing the content of sulfur dioxide in the flue gas leaving the boiler plant with a circulating fluidized bed (see RU No. 2673285, CL B01D 53/50, publ. 23.11.2018). The disadvantage of the known solution lies in the complexity of performing technological processes according to the method.
Известен способ удаления диоксида серы из газовых потоков с применением диоксида титана в качестве катализатора (см. RU №2671336, кл. С01В 17/04, опубл. 30.10.2018), по которому для каталитического восстановления применяют катализатор для катализирования реакции между монооксидом углерода и диоксидом серы для получения диоксида углерода и серы.There is a known method for removing sulfur dioxide from gas streams using titanium dioxide as a catalyst (see RU No. 2671336, class С01В 17/04, publ. 30.10.2018), according to which a catalyst is used for catalytic reduction to catalyze the reaction between carbon monoxide and sulfur dioxide to produce carbon dioxide and sulfur.
Недостатком известного технического решения является использование дорогостоящих катализаторов и высоких температур.The disadvantage of the known technical solution is the use of expensive catalysts and high temperatures.
По способу усовершенствованной очистки от диоксида серы (см. RU2642668, кл. В01D 53/14, В01D 53/50, С01В 17/04, опубл. 25.01.2018), включающему процессы обеспечения отходящего газа плавильной печи, выполняют отделение диоксида серы от отходящего газа с получением концентрированного диоксида серы и отходящего газа для выброса в атмосферу, смешивание концентрированного диоксида серы с топливным газом, нагревание полученной смеси топливного газа и диоксида серы путем сжигания топливного газа, содержащегося в смеси топливного газа и диоксида серы, с кислородом так, чтобы концентрированный диоксид серы и топливный газ вступали в реакцию с образованием смеси газообразных продуктов, содержащей серу и сероводород, и удаление большей части серы и сероводорода из смеси газообразных продуктов, при этом оставшуюся смесь газообразных продуктов дожигают перед выбросом в атмосферу.According to the method of improved purification from sulfur dioxide (see RU2642668, class В01D 53/14, В01D 53/50, С01В 17/04, published on 01/25/2018), including the processes of providing the exhaust gas of the smelting furnace, separating sulfur dioxide from the exhaust gas to produce concentrated sulfur dioxide and exhaust gas for emission to the atmosphere, mixing concentrated sulfur dioxide with fuel gas, heating the resulting mixture of fuel gas and sulfur dioxide by burning the fuel gas contained in the mixture of fuel gas and sulfur dioxide with oxygen so that concentrated sulfur dioxide and fuel gas reacted with the formation of a mixture of gaseous products containing sulfur and hydrogen sulfide, and removal of most of the sulfur and hydrogen sulfide from the mixture of gaseous products, while the remaining mixture of gaseous products is afterburned before being released into the atmosphere.
Недостатком известного способа очистки является образование побочного продукта - сажи, и проведение очистки при высоких температурах.The disadvantage of the known cleaning method is the formation of a by-product - soot, and cleaning at high temperatures.
Более близким к изобретению является способ улавливания диоксида серы из газового потока (см. RU №2674963, кл. В01D 53/14, В01D 53/50, опубл. 13.12.2018), который включает введение сырьевого газового потока в контакт с водной обедненной абсорбирующей средой, содержащей химический растворитель, содержащий регенерируемый абсорбент, физический растворитель и одну или несколько термостабильных солей. При этом регенерируемый абсорбент представляет собой амин, а соотношение между содержанием физического растворителя и регенерируемого абсорбента составляет 0,5-2,5 масс. %; между содержанием термостабильных солей и регенерируемого абсорбента - 0,29-0,37 масс. %. Значение рН у обедненной абсорбирующей среды составляет 6 и менее.Closer to the invention is a method for capturing sulfur dioxide from a gas stream (see RU No. 2674963, class B01D 53/14, B01D 53/50, publ. a medium containing a chemical solvent containing a regenerable absorbent, a physical solvent and one or more thermostable salts. In this case, the regenerated absorbent is an amine, and the ratio between the content of the physical solvent and the regenerated absorbent is 0.5-2.5 wt. %; between the content of thermostable salts and the regenerated absorbent - 0.29-0.37 wt. %. The depleted absorbent medium has a pH of 6 or less.
Однако известное решение не является достаточно эффективным вследствие использования сложной системы с последующей регенерацией сорбента.However, the known solution is not effective enough due to the use of a complex system with subsequent regeneration of the sorbent.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в повышении эффективности процессов утилизации диоксида серы.The problem to be solved by the claimed invention is expressed in increasing the efficiency of sulfur dioxide utilization processes.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в получении способа очистки от диоксида серы, позволяющего проводить процесс очистки при комнатной температуре и атмосферном давлении.The technical effect obtained when solving the problem is expressed in obtaining a method for purification from sulfur dioxide, which allows the purification process to be carried out at room temperature and atmospheric pressure.
Для решения поставленной задачи способ очистки газового потока от диоксида серы, включающий введение газового потока в контакт с обедненной абсорбирующей средой для абсорбирования диоксида серы и получения подвергнутого обработке газового потока, обедненного по диоксиду серы, и отработанной абсорбирующей среды, отличается тем, что в качестве абсорбирующей среды используют суспензию фторида кальция, насыщенную кислородом, при этом мольное соотношение между содержанием фторида кальция и кислорода составляет в пределах 1:15÷1:5, для чего, газовый поток пропускают через объем абсорбирующей среды при температуре 10-25°С и атмосферном давлении, образующийся в процессе каталитического окисления побочный продукт отделяют от абсорбирующей среды, а отработанную абсорбирующую среду регенерируют путем насыщения кислородом для повторного использования в процессе очистки газового потока от диоксида серы.To solve this problem, a method for purifying a gas stream from sulfur dioxide, including the introduction of a gas stream into contact with a depleted absorbing medium to absorb sulfur dioxide and obtain a processed gas stream depleted in sulfur dioxide and a spent absorbing medium, differs in that as an absorbing medium media use a suspension of calcium fluoride saturated with oxygen, while the molar ratio between the content of calcium fluoride and oxygen is in the range of 1: 15 ÷ 1: 5, for which, the gas flow is passed through the volume of the absorbing medium at a temperature of 10-25 ° C and atmospheric pressure , the by-product formed in the catalytic oxidation process is separated from the absorbing medium, and the spent absorbing medium is regenerated by saturation with oxygen for reuse in the process of purifying the gas stream from sulfur dioxide.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».Comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of analogs indicates the compliance of the declared solution with the "novelty" criterion.
Признаки отличительной части формулы изобретения позволяет проводить процесс очистки в условиях низкой температуры и атмосферного давления с получением продукта, используемого в качестве сульфатов, например, в дорожном строительстве, медицине, в сельском хозяйстве, в качестве удобрения. Степень очистки, при этом, составляет практически 100% в стехиометрическом расчете.The features of the characterizing part of the claims allow the purification process to be carried out under conditions of low temperature and atmospheric pressure to obtain a product used as sulfates, for example, in road construction, medicine, agriculture, as a fertilizer. The degree of purification, in this case, is almost 100% in the stoichiometric calculation.
Заявленное техническое решение поясняется чертежом, на фигуре показана функциональная схема процесса очистки от диоксида серы.The claimed technical solution is illustrated by a drawing, the figure shows a functional diagram of the process of purification from sulfur dioxide.
Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
Поток газов, содержащих диоксид серы, при температуре 10-25°С и атмосферном давлении прокачивают через емкость, заполненную суспензией фторида кальция, насыщенной кислородом с концентрацией 60-80 масс. %. Насыщенный кислородом фторид кальция представляет собой сильный окислитель и в результате химической реакции с диоксидом серы образует серную кислоту, причем, концентрация кислоты составит 60-80 масс. %.A stream of gases containing sulfur dioxide at a temperature of 10-25 ° C and atmospheric pressure is pumped through a container filled with a suspension of calcium fluoride saturated with oxygen with a concentration of 60-80 wt. %. Oxygenated calcium fluoride is a strong oxidizing agent and, as a result of a chemical reaction with sulfur dioxide, forms sulfuric acid, and the concentration of the acid will be 60-80 mass. %.
Момент фиксирования проскока диоксида серы в составе очищенного газа является сигналом для прекращения подачи очищаемого от диоксида серы газа в емкость с суспензией фторида кальция и последующего перевода тока газа во вторую емкость, заполненную новой порцией суспензии фторида кальция, насыщенной кислородом (CaF2-O2). При этом отработанный фторид кальция направляют на регенерацию, заключающуюся во вновь насыщении суспензии фторида кальция кислородом. После регенерации полученный CaF2-O2 рециркулируют в процесс очистки (см. фигуру).The moment of fixing the breakthrough of sulfur dioxide in the composition of the purified gas is a signal to stop the supply of the gas purified from sulfur dioxide into the container with the calcium fluoride suspension and then transfer the gas flow into the second container filled with a new portion of the calcium fluoride suspension saturated with oxygen (CaF 2 -O 2 ) ... In this case, the spent calcium fluoride is sent for regeneration, which consists in re-saturating the calcium fluoride suspension with oxygen. After regeneration, the resulting CaF 2 -O 2 is recycled to the purification process (see figure).
Таким образом, насыщение суспензии фторида кальция кислородом выполняют путем прокачки через объем суспензии воздуха или газообразного кислорода. При этом мольные отношения CaF2:O2 насыщения составляют 1:15÷1:5. Окисление диоксида серы в каталитической системе суспензии CaF2:O2 можно представить в следующем виде:Thus, the saturation of the calcium fluoride suspension with oxygen is performed by pumping air or gaseous oxygen through the volume of the suspension. In this case, the molar ratios of CaF 2 : O 2 saturation are 1: 15 ÷ 1: 5. Oxidation of sulfur dioxide in the catalytic system of a CaF 2 : O 2 suspension can be represented as follows:
По экспериментальным данным степень очистки дымовых газов от диоксида серы составляет около 100%.According to experimental data, the degree of purification of flue gases from sulfur dioxide is about 100%.
Приведенный ниже пример иллюстрирует, но не ограничивает заявленное техническое решение.The example below illustrates but does not limit the claimed technical solution.
Пример. Эксперимент по очистке газов от диоксида серы путем его окисления проводили в лабораторных условиях при температуре 20°С и атмосферном давлении. Активацию фторида кальция проводили путем насыщения кислородом, прокачивая воздухом в течение 30 мин. Объем суспензии фторида кальция, насыщенного кислородом (CaF2-O2), составил 200 мл.Example. An experiment on the purification of gases from sulfur dioxide by oxidation was carried out under laboratory conditions at a temperature of 20 ° C and atmospheric pressure. Calcium fluoride was activated by saturation with oxygen by pumping air for 30 min. The volume of a suspension of calcium fluoride saturated with oxygen (CaF 2 -O 2 ) was 200 ml.
Диоксид серы пропускали через объем CaF2-O2 о скоростью 65 мл/мин. Для чего, газ из баллона барботировали через емкость, заполненную CaF2-O2. В результате диоксид серы был обнаружен на выходе из реакционной емкости на 10-й минуте проведения процесса. До этого момента в результате протекающей химической реакции диоксид серы связывался и на выходе из системы не фиксировался. После фиксации проскока диоксида серы подачу газа переключали на вторую емкость. Образовавшийся в результате каталитического окисления раствор серной кислоты отделяли от суспензии.Sulfur dioxide was passed through the volume of CaF 2 -O 2 at a rate of 65 ml / min. For this, the gas from the cylinder was bubbled through a container filled with CaF 2 -O 2 . As a result, sulfur dioxide was detected at the outlet of the reaction vessel at the 10th minute of the process. Up to this point, as a result of the ongoing chemical reaction, sulfur dioxide was bound and was not fixed at the exit from the system. After fixing the breakthrough of sulfur dioxide, the gas supply was switched to the second vessel. The sulfuric acid solution formed as a result of catalytic oxidation was separated from the suspension.
Водную суспензию фторида кальция первой емкости подвергали повторному насыщению кислородом воздуха. Прокачку воздуха выполняли в течение часа до достижения максимального содержания кислорода в суспензии. Насыщенную суспензию рециркулировали в процесс очистки, при этом количество фторида кальция оставалось неизменным.The aqueous suspension of calcium fluoride of the first vessel was subjected to re-saturation with atmospheric oxygen. Air was pumped for an hour until the maximum oxygen content in the suspension was reached. The saturated slurry was recycled to the purification process, while the amount of calcium fluoride remained unchanged.
Таким образом, описываемый способ очистки от диоксида серы позволяет проводить процесс в условиях относительно низких температур и атмосферного давления с получением продукта очистки, используемого в качестве сульфатов, например, в дорожном строительстве, медицине, в сельском хозяйстве, в качестве удобрения. Степень очистки составляет практически 100% стехиометрически.Thus, the described method of purification from sulfur dioxide allows the process to be carried out under conditions of relatively low temperatures and atmospheric pressure to obtain a purification product used as sulfates, for example, in road construction, medicine, agriculture, as a fertilizer. The purification rate is almost 100% stoichiometric.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021112788A RU2759096C1 (en) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Method for cleaning from sulfur dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021112788A RU2759096C1 (en) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Method for cleaning from sulfur dioxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2759096C1 true RU2759096C1 (en) | 2021-11-09 |
Family
ID=78466906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021112788A RU2759096C1 (en) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Method for cleaning from sulfur dioxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2759096C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802622C1 (en) * | 2022-12-09 | 2023-08-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Method for cleaning flue gases from acidic components |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018353C1 (en) * | 1988-11-09 | 1994-08-30 | Юнион Карбид Канада Лимитед | Method for cyclic removal of sulfur dioxide from gas flow |
| CA2534879A1 (en) * | 2003-08-13 | 2005-02-24 | Cansolv Technologies Inc. | Low energy so2 scrubbing process |
| RU2674963C2 (en) * | 2013-11-07 | 2018-12-13 | Кэнсолв Текнолоджиз Инк. | Process for capturing sulphur dioxide from gas stream |
-
2021
- 2021-04-30 RU RU2021112788A patent/RU2759096C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018353C1 (en) * | 1988-11-09 | 1994-08-30 | Юнион Карбид Канада Лимитед | Method for cyclic removal of sulfur dioxide from gas flow |
| CA2534879A1 (en) * | 2003-08-13 | 2005-02-24 | Cansolv Technologies Inc. | Low energy so2 scrubbing process |
| RU2674963C2 (en) * | 2013-11-07 | 2018-12-13 | Кэнсолв Текнолоджиз Инк. | Process for capturing sulphur dioxide from gas stream |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| V. A. CRAWFOKDAN D F. C. TOMPKINS, THE ADSORPTION OF GASES ON CALCIUM FLUORIDE, Transactions of the Faraday Society, 01.01.1950. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802622C1 (en) * | 2022-12-09 | 2023-08-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Method for cleaning flue gases from acidic components |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102048951B1 (en) | How to remove nitrogen oxides from gases | |
| US7498008B2 (en) | Process of gas treatment to remove pollutants | |
| AU2020440900B2 (en) | Method for desulphurizating and denitrating flue gas in integrated manner based on low-temperature adsorption | |
| CN1658953A (en) | Oxidation of NOx's with sodium chlorite in combination with a thermal NOx removal process | |
| JP2931153B2 (en) | Method for removing acid gas from combustion exhaust gas | |
| US4853193A (en) | Process for removing NOx and SOx from a gaseous mixture | |
| JPH0262296B2 (en) | ||
| JP2678697B2 (en) | Method of removing acid gas from combustion exhaust gas | |
| PL107862B1 (en) | METHOD OF PROCESSING GASES CONTAINING HYDROGEN SULFIDE | |
| US5827488A (en) | Process for removing SO2 and NOx from a gaseous stream | |
| RU2759096C1 (en) | Method for cleaning from sulfur dioxide | |
| JP3248956B2 (en) | Exhaust gas treatment method | |
| JPS62502732A (en) | Catalyst for removing nitrogen oxides from waste gas | |
| KR102230898B1 (en) | METHOD OF TREATING TAIL GAS AND METHOD OF Manufacturing SODIUM bICARBONATE THEREFROM | |
| US4113840A (en) | Process for the removal of sulfur dioxide from exhaust flue gases | |
| JPH06228573A (en) | Treatment of tail gas in coal gasification plant | |
| EA042063B1 (en) | METHOD FOR REMOVING AND UTILIZING SULFUR DIOXIDE FROM GAS | |
| JP3486696B2 (en) | Desulfurization method using gas containing sulfurous acid gas as gas to be treated | |
| US4855117A (en) | Process for removing sulfur oxides from a gas by means of an absorption mass regenerable by reaction with elemental sulfur | |
| JP3786786B2 (en) | Flue gas desulfurization method | |
| JP3485116B2 (en) | Method and apparatus for recovering sulfur from a gas stream containing hydrogen sulfide | |
| JP2000102719A (en) | Treatment of waste gas and device therefor | |
| EP0214910B1 (en) | Process for the elimination of sulphur oxides from a gas with an absorption mass which can be regenerated by reaction with elementary sulphur | |
| RU2504425C1 (en) | Flue gas cleaning | |
| JPS5841893B2 (en) | Hiengasu Shiyorihouhou |