Теоретичні основи і технології очищення газів і рідин від сульфідної сірки

Основним апаратом даної установки є скруберна камера з ковшоподібними розбризкувачами. Для її розрахунку використано такі показники і величини: швидкість газу в апараті - 2 м/с; час контактування газу - 9 с; діаметр розбризкувача - 1,2 м, лінійна швидкість кінців трубок - 12 м/с; кількість розбризкувачів - 3,3 шт/м.

В роботі наведене описання вихідних даних для проектування дослідно-промислової установки очищення від сірководню природного газу родовища В.Горожанка Львівської області продуктивністю 12000 м3 газу/добу.

Дослідна перевірка установок для очищення дренажних вод від сірководню і сульфідної сірки проведена в Мирному, Яворові, Гаурдаці. Під час цих досліджень вносились корективи, як в технологічну схему, так і в обладнання. Результати випробувань установки на Гаурдацькому сірчаному заводі показали, що в апаратах установки і в басейні-нагромаджувачі сірководень повністю окислювався. Частка сірководню пластової води, окисленого до сірки, становила 90…94 %, до двооксиду сірки 5…9 % і приблизно 1 % у вигляді SО2 викидався в атмосферу.

На підставі досліджень, проведених в лабораторних і заводських умовах, на замовлення галузевого об'єднання "Союзсірка" (замовлення-наряд Н 121868600192) видані вихідні дані для проектування дослідно-промислової установки на Гаурдацькому сірчаному заводі, схема якої показана на рис. 3.

Дренажні води подаються в десорбер, де сірководень частково (33,3...35%) десорбується повітрям, що подається вентилятором. Сірководеньповітряна суміш після десорбера, проходячи теплообмінник, підігрівається пічними газами і надходить в піч на спалювання. Після печі гази подаються в абсорбер, в якому двооксид сірки поглинається циркуляційною водою. Вода, що витікає з абсорбера, змішується з водою із десорбера і подається в нагромаджувач. За час проходження трубопроводом (~22 км) сірководень у воді повністю окислюється до сірки.

Частина очищеної води після змішувача подається в реактор, де окисляється сірководень, і далі насосом скеровується на абсорбцію SО2.

Газова фаза після абсорбера подається в санітарну колону, яка зрошується господарською водою, після чого за допомогою хвостового вентилятора викидається в атмосферу. За рахунок доочищення викидних газів у санітарній колоні частка сірководню пластової води, викинутого в атмосферу у вигляді SО2, становить всього 0,02 %.

Для запускання установки і при падінні концентрації сірководню в очищеній воді нижче від 230...250 г/м3 в схемі передбачено подання метану або іншого палива в піч для підтримання теплового режиму окислення сірководню. Для очищення дренажних вод з рН 6,5 в схемі передбачено подання частини води з абсорбера на підкислення в десорбер.

Виконаний розрахунок ефективності запропонованих технологій показав, що застосування:

а) хінгідронного методу замість хінонного для очищення вентиляційних газів об'ємом 278000 м3/год з концентрацією Н2S 0,818 г/м3 тільки за рахунок зменшення витрат на реагенти і збільшення виходу сірки дає економічний ефект 401 тис. грн. в рік;

б) хінгідронного методу замість моноетаноламінового і процесу Клауса для очищення природного газу і одержання сірки при річній продуктивності 1920 тис. т сірки дає очікуваний прибуток 9,158 млн. крб (ціни 1978 р.)

в) запропонованої технології очищення дренажних вод об'ємом 1700 м3/год замість гідрохінонно-содового методу дає економічний ефект 794,4 тис. крб (ціни 1986 р.).

Загальні висновки

1. Для очищення газів і рідин від сірководню та сульфідної сірки найперспективнішими є мокрі хімічні методи, окисниками в яких при очищенні газів від сірководню служать лужні розчини хінону і його похідних, а при очищенні рідин - двооксид сірки.

2. Основним напрямком істотного здешевлення хінонних методів очищення є пошуки шляхів підвищення інтенсивності окислення хемосорбованого сірководню і, як наслідок, зведення до мінімуму перебігу побічної реакції.

3. Застосована нами скруберна камера з ковшоподібними розбризкувачами повністю відповідає фізико-хімічним основам хінонного методу, однак, не дає змоги радикально збільшити швидкість окислення хемосорбованого сірководню до сірки. Цього можна досягти тільки введенням в поглинальний розчин активніших окисників.

4. На основі широких пошукових досліджень запропонований ефективний і відносно недорогий каталізатор окислення хемосорбованого сірководню - “хінгідронна смола” і розроблена технологія його виготовлення.

5. Застосування запропонованого поглинального розчину і високоефективного масообмінного апарата - скруберної камери з ковшоподібними розбризкувачами, дало змогу для очищення повітря з вмістом Н2S до 2 % реалізувати в одному апараті три основні стадії процесу хемосорбцію Н2S із газу, окислення сірководню до сірки і регенерацію поглинального розчину.

6. Очищувати повітря від Н2S хінгідронним методом найвигідніше за 288...298 К, оскільки з підвищенням температури разом з прискоренням бажаних процесів зростає швидкість побічної реакції.

7. Ефективним способом зниження швидкості побічної реакції є застосування поглинального розчину із значним вмістом (190...200 кг/м3) натрію тіосульфату. Останній гальмує його утворення за рахунок збільшення опору абсорбції кисню зі сторони рідинної плівки і не погіршує адсорбційних властивостей поглинального розчину.

8. Оптимальним складом поглинального розчину для очищення газів від сірководню є: хінгідронний каталізатор - 5 кг/м3; кальцинована сода - 10 кг/м3, тіосульфат натрію - 200 кг/м3 , рН - 8,8...8,9. За таких умов хемосорбція Н2S із кисеньвмісного газу в скруберній камері належить до процесів, які супроводжуються швидкою хімічною реакцією.

9. Для скруберних камер діаметром 3...6 м оптимальний гідродинамічний режим очищення кисневмісного газу від сірководню буде, якщо лінійна швидкість кінців трубок розбризкувачів 12 м/с, їх кількість 3...3,5 шт/м і швидкість газу в абсорбері 2,0...2,5 м/с.

10. Для виділення із поглинального розчину дрібнодисперсної сірки (3…5 мкм) можна застосовувати як осадження за допомогою коагулянтів, так і флотацію з веденням в поглинальний розчин флотореагентів.

11. Переробляти виділену із поглинального розчину сірку можна в рідку, грудкову і кристалічну. Однак, найдоцільнішим є перероблення її у препарати - "80 %-й змочувальний порошок", або "колоїдну пасту".

12. Утилізувати хінгідрон із виведеного циркулювального поглинального розчину доцільно сорбційно-десорбційним методом, використовуючи березове активоване вугілля. Содово-тіосульфатну суміш можна розділити, здійснюючи послідовно процеси випаровування і кристалізації. Розроблені технологічні умови утилізації цього розчину.

13. Очищення безкисневих газів від сірководню складається з двох основних стадій: хемосорбції Н2S і регенерації поглинального розчину. Обидві стадії доцільно проводити окремо в скруберних камерах з ковшоподібними розбризкувачами. З технологічнго і економічного погляду доцільною є глибока регенерація поглинального розчину, оскільки її швидкість мало залежить від концентрації Н2S в поглинальному розчині.

14. Часткову декарбонізацію поглинального розчину за невисоких температур (313...325 К) запропоновано проводити в скруберній камері з ковшоподібними розбризкувачами, окремо від стадії регенерації поглинального розчину.

15. Використання двооксиду сірки для очищення рідин від сірководню може бути доцільним і економічним лише за умови одержання його безпосередньо в самому процесі очищення при окисленні сірководню, десорбованого із води, і проведення взаємодії між SО2 і Н2S не в спеціальних апаратах, а в трубопроводах, басейнах тощо.

16. Значна частка фізично розчиненого Н2S (20...90 %) в дренажних і пластових водах та необхідність віддування лише третини наявного в водах Н2S дають підстави стверджувати, що цей процес є технологічно простим і ефективним.

17. Велика швидкість десорбції сірководню із вод досягається, якщо процес проводиться в колонах з ситчатими провальними тарілками в барботажному режимі з рН = 5,0...5,5. Для підкислення вод доцільно використовувати сірчисту воду, що одержується на наступній стадії.

18. Визначені кінетичні та технологічні параметри окислення Н2S в сірководеньповітряній суміші показали, що цей процес доцільно вести в реакторах з насадкою. Одержані дані дають змогу виконати всі необхідні розрахунки цього процесу.

19. Мінералізація вод мало впливає на парціальний тиск SО2 над ними. На ефективність поглинання цими водами двооксиду сірки серед інших чинників найбільший вплив має ступінь насичення води (оптимальне значення 40...50 %). Найдоцільнішими апаратами для абсорбції двооксиду сірки є колони з ситчатими провальними тарілками і емульгований режим їх роботи.

20. Взаємодію Н2S з SО2 доцільно проводити в спеціальних апаратах лише на 80-90 %, а далі в трубопроводах, басейнах тощо.

21. Розроблений метод очищення може бути застосований для очищення вод з концентрацією сірководню, не меншою за 50...60 г/м3. За менших концентрацій сірководню у воді двооксид сірки потрібно вводити в процес ззовні.

22. Розроблені технології очищення газів і рідин від сірководню та сульфідної сірки пройшли промислову перевірку, характеризуються простотою, м'ягкістю технологічного режиму, реалізуються в простій апаратурі. Техніко-економічні розрахунки свідчать про їх економічність. Вказане дає підстави рекомендувати їх для широкого промислового застосування.

абсорбція двооксид газ сульфідний

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНИЙ В РОБОТАХ

Современные методы очистки газов от сероводорода /В.Ф.Мельник, В.Т.Яворский , Я.А.Калымон, Р.Г.Пастернак/.- М.: НИИТЭХИМ. 1978.- 31с.

Калимон Я.А. Очищення природного газу від сірководню хінгідронним методом з одержанням сірки //Вісник ДУ “Львівська політехніка” до 125-річчя хіміко-технологічного факультету. № 333. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів, 1998. - С. 48-51.

Калимон Я.А. Регенерація поглинального розчину в процесі очищення природних сірководневих газів //Вісник ДУ “Львівська політехніка” до 125-річчя хіміко-технологічного факультету. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів, 1998. - С. 51-53.

Калимон Я.А. Флотація сірки із поглинального розчину при очищенні газів від сірководню хінгідронним методом //Вісник ДУ “Львівська політехніка”, № 316. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів, 1997. - С. 174-176.

Калимон Я.А. Десорбція сірководню із пластових вод //Вісник ДУ “Львівська політехніка”, № 316. Хімія, технологія речовин та їх застосування. -Львів, 1997. - С. 176-178.

Я.Калимон. Теоретичні основи і технологія очищення кисневмісних газів від сірководню хінгідронним методом // Журнал Українського інженерного товариства “Технічні вісті. Technical News”. - Львів, 1998/1(6), 2(7). - С.23-25.

Калимон Я.А. Дослідження кінетики окислення натрію гідросульфіду в лужному розчині. //Вісник ДУ “Львівська політехніка”, № 339. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів, 1998. - С. 155-157.

Яворський В.Т., Калимон Я.А., Чайко Н.Й. Десорбція сірководню в скруберній камері з S-подібними розбризкувачами. //Вісник ДУ “Львівська політехніка”, № 339. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів, 1998. - С. 163-165.

Яворський В.Т., Калимон Я.А., Чайко Н.Й. Дослідження десорбції сірководню із пластової води в колоні з провальними тарілками //Вісник ДУ “Львівська політехніка” до 125-річчя хіміко-технологічного факультету. № 333. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів, 1998. - С. 53-55.

Регенерация поглотительного раствора при очистке газов от сероводорода с получением элементарной серы /В.Т.Яворский, М.А.Менковский, В.Ф.Мельник, Я.А.Калымон, З.Л.Коноваленко //Хим. пром.-сть.- 1978.- № 7. - С.524-526.

Семенова В.И., Яворский В.Т., Калымон Я.А. Исследование растворимости в системе Nа2S2О3-Nа2СО3-Н2О и кристализационный метод разделения поглотительного раствора при очистке газов от сероводорода хингидронным методом //Журн. прикл. химии, 1981. - 54, № 5. - С. 1011-1017.

Дослідження процесу очистки пластових вод від сірководню озонованим повітрям / І.О.Ковальський, Я.А.Калимон, В.І.Кроквенко, З.Л.Коноваленко Вісник Львівського політехнічного інституту, № 130. Хімія та хімічна технологія. - Львів: Вища школа, 1979. - С. 21-24.

Калымон Я.А., Кроквенко В.И., Коноваленко З.Л. Выделение серы из поглотительного раствора при очистке газов от сероводорода //Вестник Львовского политехнического института, № 139. Химия, технология веществ и их применение. - Львов: Выща школа, 1980. - С. 92.

Калымон Я.А., Кроквенко В.И., Чайко Н.И. Влияние хингидрона на растворимость сероводорода в поглотительном растворе // Вестник Львов.политехн.ин-та, №161. Химия, технология веществ и их применение.- Львов: Выща школа, 1982. - С.68-69.

Калымон Я.А., Куротчин И.Н. Установка для исследования процесса хемосорбции сероводорода из газа щелочным раствором хингидрона Вестник Львов.политехн. ин-та, №181. Химия, технология неорганических веществ и их применение.- Львов: Выща школа, 1984.- С. 81-82.

Куротчин И.Н., Яворский В.Т., Калымон Я.А. К вопросу об определении параметров неустановившегося движения крупных капель //Вестник Львов. политехн. Ин-та, № 191. Химия, технология неорганических веществ и их применение. - Львов: Выща школа, 1985. - С. - 68-70.

Чайко Н.Й., Калимон Я.А., Чайко М.А. Кінетика окислення сульфідної сірки //Вісник Львівського політехнічного інституту.- №241.- Львів: Світ, 1990. - С. 64-66.

Калымон Я.А., Чайко Н.И., Оленыч Р.Р. Абсорбция диоксида сери в процессе очистки вод от сероводорода //Вестник Львовского политехни-ческого института.- №231. - Львов, 1989. - С. 70-72.

Ковальський І.О., Калимон Я.А., Чайко Н.Й. Промислові випробування реконструйованої установки для очишення вентгазів від сірководню на Роздольському ВО "Сірка" // Вісник Львів. політехн. ін-ту, N 260. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів: Світ, 1992. - С. 49-50.

Яворський В.Т., Курилець О.Г., Калимон Я.А. Очищення сірководневих вентиляційних газів стічними цинковмісними водами //Вісник ДУ "Львівська політехніка", N 270. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів, 1993. - С. 84-86.

Курилець О.Г., Калимон Я.А. Аналіз низькоконцентрованих сірковмісних газів з вентиляційних викидів виробництва. //Вісник ДУ “Львівська політехніка”. Львів - № 276. - 1994. - С. 87-88.

Калымон Я.А., Кроквенко В.И., Коноваленко З.Л. Определение хинона и его производных в поглотительном растворе при очистке газов от сероводорода //Охрана окружающей среды и очистка пром.выбросов: Экспресс-информация НИИТЭХИМ. -Вып. 1. - М., 1981.- С. 32-34.

Застосування органічних реагентів для інтенсифікації процесів технології неорганічних речовин /В.Яворський, Т.Перекупко, Л.Савчук, З. Знак, Я.Калимон та інш. //Наукові записки наукового Товариства ім. Т.Г.Шевченка. - Львів, 1993. - С. 283-291.

А.с. 574223 СССР, МКИ2 В 01 D 53/16; С 01 В 17/04. Раствор для очистки газов от сероводорода /В.Т.Яворский, Я.А.Калимон, З.Л.Коноваленко и др. № 2336594/23-26; Заявл. 22.03.76; Опубл. 30.09.77, Бюл. № 36.

А.с. 617883 СССР, МКИ2 В 01 D 53/15; С 01 В 17/04. Состав для очистки газов от сероводорода /В.Т.Яворский, Я.А.Калымон, В.Ф.Мельник, З.Л.Коноваленко, А.Ф.Гресько - № 2122262/23-26, Заявл. 10.04.75.

А.с. 937349 СССР, МКИ3 С 02 F 1/74. Способ очистки вод от сероводорода /В.Т.Яворский, Я.А.Калымон, В.И.Кроквенко, В.Ф.Мельник, А.Ф.Гресько - № 2911343/23-26, Заявл. 19.04.80, Опубл. 23.06.82, Бюл. 23.

А.с. 1143444 СССР, МКИ4 В 01 D 53/14; С 01 В 17/64. Способ переработки отработанного поглотительного раствора /В.Т.Яворский, В.И.Семенова, В.И.Кроквенко, Я.А.Калымон. - № 3495016/23-26, Заявл. 29.09.82, Опубл. 07.03.85, Бюл. № 9.

А.с. 1589459 СССР, МКИ5 В 01 53/16; С 01 В 17/04. Раствор для очистки газов от сероводорода /В.Т.Яворский, З.О.Знак, В.Л.Левашова, Я.А.Калымон. - № 4617914/31-26; Заявл. 12.12.88.

А.с. 1607161 СССР, МКИ5 В 01 53/16; С 01 В 17/04. Состав для очистки газа от сероводорода /В.Т.Яворский, З.О.Знак, В.Л.Левашова, Я.А.Калымон.- № 4643398; Заявл. 30.01.89.

Калымон Я.А., Кроквенко В.И., Чайко Н.И. Исследование процесса очистки пластовых вод от сероводорода сернистым ангидридом.- Черкассы, 1981.- 8с. Деп. в НИИТЭХИМ .

Сенькив С.И., Калымон Я.А. К вопросу о выборе массообменного апарата для осуществления процесса очистки серы от летучих органических примесей . - Черкассы, 1981.- Деп. в НИИТЭХИМ. № Вып. 2.

Абсорбция сероводорода из газа хинонным методом в камере с S-образными разбрызгивателями. /В.Т.Яворский, В.Ф.Мельник, Я.А.Калымон, З.Л.Коноваленко, М.А.Менковский - М., 1976. - Деп. в ВИНИТИ 22.03.76, № 894-76.

Абсорбция сероводорода из газа хинонным методом в камере с S-образными разбрызгивателями. /В.Т.Яворский, В.Ф.Мельник, Я.А.Калымон, З.Л.Коноваленко, М.А.Менковский //Журн. Прикл. Химии. - 1976. - № 9. - С. 2110. - Крат. Сообщ. о ст., деп. в ВИНИТИ 22.03.76, № 894-76.

Яворский В.Т., Калымон Я.А., Кроквенко В.И. Технологическая схема очистки природных газов от сероводорода с получением элементарной серы //Тез. докл. Всесоюз. Совещ. “Перспективы расширения пр-ва попутной серы”. - М.: НИИТЭХИМ, 1978. - С. 28-31.

Яворский В.Т., Калымон Я.А., Коноваленко З.Л. Исследование процесса выделения серы из поглотительного раствора при очистке газов от сероводорода хингидронным методом //Тез. докл. Всесоюз. совещ. “Перспективы расширения пр-ва попутной серы”. - М.: НИИТЭХИМ, 1978. - С. 91-93.

Яворский В.Т., Калымон Я.А., Кроквенко В.И. Технологическая схема утилизации выводимого раствора при очистке газов от сероводорода //Тез. докл. Всесоюз. совещ. “Перспективы расширения пр-ва попутной серы”. - М.: НИИТЭХИМ, 1978. - С. 93-95.

Изучение регенерации поглотительного раствора при очистке природного газа от сероводорода //Тезисы докладов Х Всесоюзной научной межвузовской конф. по технологии неорг. веществ и минер. удобрений. - Днепропетровск, 1976. - С. 154.

Извлечение катализатора из выводимого раствора при очистке газов от сероводорода /В.Т.Яворский, Я.А.Калымон, В.И.Кроквенко, З.Л.Коноваленко //Тезисы докладов ХІ Всесоюзной научной межвузовской конференции по технологии неорганических веществ и минер. удобрений. - Новочеркасск, 1978. - С. 183-185.

Калымон Я.А., Кроквенко В.И., Чайко Н.И. Исследование процесса окисления сероводорода сернистым ангидридом в жидкой фазе Материалы ХІІ Всесоюзной научн.-техн. конфер. “Технология неорг. веществ. и мин..удобрений”. - Ч.11. - Чимкент, 1981. - С.489.

Яворский В.Т., Калымон Я.А., Кроквенко В.И. К вопросу о термическом разложении сероводорода //Тезисы докладов 11 Всесоюзного совещания “Перспективы расширения производства попутной серы”.- Львов, 1982.- С. 57-58.

Исследование процесса очистки от сероводорода газов, содержащих аммиак /Б.А.Алексеенко, С.А.Колесникова, Я.А.Калымон и др. //Тезисы докладов 11 Всесоюзного совещания “Перспективы расширения производства попутной серы”. - Львов, 1982. - С.27-29

Исследование кинетики окисления сероводорода при низком его содержании в смесях /Я.А.Калымон, В.И.Кроквенко, Н.И.Чайко, З.Л.Коноваленко //Тезисы докладов Х111 Всесоюзной научной конф. по технологии неорг. веществ и минер. удобрений.- Ч.11.- Горький, 1985. - С. 17-18.

Яворский В.Т., Калымон Я.А., Коноваленко З.Л. Технология очистки вентиляционных газов от сероводорода //Тезисы докладов 11 Всесоюзной науч-техн. конф. “Повышение эффективности тепломасообм. и гидродинам. процессов в текстил.пром.-сти и производстве хим.волокон”. - Москва, 1985.- С. 113-114.

Яворский В.Т., Ковальский И.О., Калымон Я.А. Очистка пластовых вод от сероводорода озонированным воздухом // Тез. VII Всесоюз. симпоз. по современным пробл. прогнозирования, контроля качества воды водоемов и озониролвания . ІV секция. - Таллин, 1985. - С. 124-125.

Яворский В.Т., Чайко Н.И., Калымон Я.А. Очистка сточных вод от сероводорода безреагентным методом //Тез. VII Всесоюз. симпозиума по современным пробл. прогнозирования, контроля качества воды водоемов и озонирования. ІІІ секция. - Таллин, 1985. - С. 114-115.

Чайко Н.И., Калымон Я.А., Оленыч Р.Р. Исследование процесса десорбции сероводорода из дренажных вод //Тезисы докладов ХІV Всесоюзной научн.-техн. конф. по технологии неорг. в-в и минер. удобрений. - Ч.I. - Львов, 1988.- С.88.

Яворский В.Т., Чайко Н.И., Калымон Я.А. Очистка пластовых вод от сероводорода //Тезисы докладов ХІV Всесоюзной научн.-техн. конф. по технологии неорг. в-в и минер. удобрений. - Ч.I. - Львов, 1988.- С.89.

Чайко Н.И., Калымон Я.А. Исследование процесса абсорбции диоксида серы при очистке вод от сероводорода // Тезисы докладов VII Республ. конф. “Повышение эффективности, совершенствование процессов и аппаратов химических производств.- Ч.II.- Львов, 1988.- С. 45-46.

Чайко Н.И., Калымон Я.А.,Оленыч Р.Р. Технология очистки вод от соединений сульфидной серы // Тезисы докладов ХV Всесоюзн. конф. по технологии неорг. веществ. - Казань, 1991. - С. 139-140.

Совершенствование работы промышленной установки для очистки вентиляционных газов от сероводорода /В.Т.Яворский, Я.А.Калымон, И.О.Ковальский, Н.И.Чайко //Тезисы докладов ХV Всесоюзн. конф. по технологии неорг. веществ. - Казань, 1991. - С. 140-141.

Яворский В.Т., Калымон Я.А., Курилец О.Г. К вопросу улучшения экологической обстановки на Сокальском заводе химического волокна Тезисы докладов ХV Всесоюзн. конф. по технологии неорг. веществ. - Казань, 1991. - С. 153-154.

Яворський В.Т., Калимон Я.А., Знак З.О. Виділення сірки із поглинального розчину при очищенні газів від сірководню. //Тези наукової конференції до 150-річчя "Львівської політехніки" "Стан і перспективи розвитку хімічної науки та промисловості в Західному регіоні України". - Львів, 1994. - С. 171.

Теоретичні основи і технологія очищення природного газу від сірководню хінгідронним методом з одержанням елементної сірки Я.А.Калимон, В.Т.Яворський, З.О.Знак та інш.. //Тези доповідей і повідомл. науково- практичної конф. "Стан, проблеми і перспективи розвитку нафтогазового комплексу Західного регіону України. - Львів, 1995. - С. 200-201.

Яворський В.Т., Калимон Я.А., Чайко Н.Й. Кінетика окислення сірководню // Збірник наукових праць VІ наукової конференції “Львівські хімічні читання-97” - Львів, 1997. - С. 172.

АНОТАЦІЇ

Калимон Я.А. Теоретичні основи і технології очищення газів і рідин від сульфідної сірки. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.01 - технологія неорганічних речовин.- Державний університет "Львівська політехніка", Львів, 1999

Дисертацію присвячено питанням вибору окисників розчиненого сірководню та технологічного оформлення процесів очищення газів і рідин від сульфідної сірки. Розроблено новий напрямок в технології вилучення сірководню із газів і рідин, який грунтується на застосуванні активних і недорогих окисників розчиненого сірководню та апаратурного оформлення, що відповідає фізико-хімічним умовам очищення. Запропоновано нові ефективні методи очищення газів і рідин від сульфідної сірки і наведено дані щодо їх економічної ефективності. Основні результати праці знайшли впровадження при проектуванні промислових установок для очищення газів від сірководню.

Ключові слова: очищення, сірководень, абсорбція, десорбція, хінгідрон, двооксид сірки, сульфіди, сірководеньвмісні води.

Калымон Я.А. Теоретические основы и технологии очистки газов и жидкостей от сульфидной серы. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.17.01. - технология неорганических веществ. Государственный университет "Львивська политэхника", Львов, 1999.

Диссертация посвящена вопросам выбора окислителей растворенного сероводорода и технологического оформления процессов очыстки газов и жидкостей от сульфидной серы. Разработано новое направление в технологии извлечения сероводорода из газов и жидкостей, основаное на использовании активных и недорогих окислителей растворенного сероводорода и апаратурного оформления, которое отвечает физико-химическим условиям процессов.

Установлены оптимальные условия приготовления на основе хингидрона поглотительного раствора, который является более активным, чем другие известные поглотительные растворы. При условии использования поглотительного раствора, содержащего 5 кг/м3 хингидрона и 10 кг/м3 кальцинированной соды, хемосорбция H2S в скрубберной камере с ковшеобразными разбрызгивателями относится к процессам, сопровождающимися быстрой химической реакцией. Использование предложенного поглотительного раствора и высокоэффективного массообменного аппарата - скрубберной камеры с ковшеобразными разбрызгивателями дало возможность при очистке воздуха с содержанием H2S до 2 % проводить одновременно в одном аппарате все три главные стадии процесса.

Оптимальный гидродинамический режим в скрубберной камере с ковшеобразными разбрызгивателями создается при линейной скорости вращения концов ковша разбрызгивателя 12 м/с и количеством разбрызгивателей 3...3,5 шт/м длины вала. Оптимальной температурой процесса является 288...303 К. При рН = 8,8...9,0 и концентрации Na2S2O3 в поглотительном растворе 200 кг/м3 достигается минимальная скорость протекания побочной реакции.

Сера, образовавшаяся при очистке газов от сероводорода хингидронным методом являет размер 2...3 мкм, заряд -0,14...-0,15 В, практически не фильтруется и медленно оседает. Выделять серу из поглотительного раствора можно двумя путями: осаждением и флотацией. Подобраны коагулянты и флотореагенты, которые испытаны в промышленных условиях. Перерабатывать выделенную из поглотительного раствора серу, можно в жидкую, комовую или кристаллическую. Однако, наиболее рациональной является переработка её в препараты "80%-ый смачивающийся порошок" или "коллоидную пасту".

Изучена утилизация поглотительного раствора, выведенного из цикла очистки. Хингидрон предложено извлекать сорбционно-десорбционным методом с помощью активированного угля, а содово-тиосульфатную смесь разделять, используя процессы испарения и кристаллизации.

Исследован процесс очистки безкислородных газов от сероводорода. Предложено две главных стадии проводить отдельно в скрубберных камерах с ковшеобразными разбрызгивателями. Изучено влияние температуры, концентрации расстворенного сероводорода и удельного расхода воздуха на процесс регенерации. Частичную декарбонизацию поглотительного раствора проводить при температурах 313...323 К, используя скрубберную камеру с ковшеобразными разбрызгивателями.

Показано, что использование двуоксида серы для очистки жидкостей от сероводорода может быть целесообразным и экономичным лишь при условии получения его непосредственно в самом процессе очистки и проведении взаимодействия между SO2 и H2S не в специальных аппаратах а в трубопроводах, бессейнах и т.п. Установлено, что десорбцию H2S из воды а абсорбцию SO2 целесообразно проводить в сетчатых колоннах с провальными тарелками, а окисление десорбированного сероводорода в печах с керамзитовой насадкой. Процесс взаимодействия H2S c SO2 в жидкой фазе целесообразно проводить в специальных аппаратах лишь на 80...90 %, а дальше в трубопроводах и бассейнах.

Высокая скорость десорбции сероводорода из вод достигается при рН = = 5,0...5,5 в барботажном режиме работы провальных сетчатых тарелок. Минерализация вод мало влияет на парциальное давление SO2 над ними и на скорость взаимодействия между SO2 и H2S в жидкой фазе. На еффективность процесса абсорбции двуоксида серы минерализованными водами особое влияние оказывает степень насыщения воды, оптимальное значение которой составляет 40...50 %. Оптимальная температура процесса окисления сероводорода до двуоксида серы зависит от содержания сероводорода в сероводород воздушной смеси и находится в пределах 783...803 К.

На основании приведенных исследований разработаны новые еффективные технологии очистки газов и жидкостей от сульфидной серы и приведены данные относительно их экономической эффективности. Основные результаты работы нашли внедрение при проектировании промышленных установок для очистки газов от сероводорода.

Ключевые слова: очистка, сероводород, абсорбция, десорбция, хингидрон, двуоксид серы, сульфиды, сероводородсодержащие воды.

Kalymon Ya.A. Theoretic basis and technologies of gases and liquids purification from sulphide sulphur.

Thesis for a doctor`s degree by speciality 05.17.01- technology of inorganic substanses.- State University “Lvivska Polytechnica”, Lviv,1999.

The dissertation is devoted to problem of dissolved hydrogen sulphide oxidizer selection and technological mounting of liquids and gases purification from sulphide sulphur. A new direction in technology of hydrogen sulphide extraction from liquids and gases is elaborated, which based on using of active and inexpensive oxidizers and apparatus mounting which meet the phisico-chemical purification conditions.

The new effective methods of gases and liquids purification from sulphide sulphur are proposed and the data concerning to their economic effectiveness are submitted. The results of the work have found an industrial utility in the design of the industrial plants for gases purification from hydrogen sulphide.

Key words: purification, hydrogen sulphide, absorption, desorption, quinhydron,sulphur dioxide, sulphide, hydrogen sulphide containing water.

Размещено на Allbest.ur