ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Очистка газа от сероводорода, аммиака, фенола, толуола и оксида азота, принципы, технологии и оборудование

Очистка газа от сероводорода

Очистка газа от сероводорода, аммиака, окислов азота и ароматических углеводородов

Очистка газа от сероводорода, аммиака, окислов азота и ароматических углеводородов осуществляется несколькими способами.

  • Сорбционное очищение биогаза
  • Щелочная промывка
  • Гидрофильтрация / Растворение аммиака в воде
  • Хемосорбция диоксида азота
  • Удаление фенола и толуола
  • Адсорбционная десульфуризация
  • Прочие подходы

Развитие биогазоэнергетики в России стремительно набирает обороты, что позволяет владельцам сельскохозяйственного бизнеса практически неограниченно обеспечивать индивидуальные хозяйства, фермы, аграрные заводы и комплексы электричеством, теплом и светом.

Возможность добычи чистого метана обуславливается не только использованием передовых биореакторных станций, но и – в не меньшей степени – внедрением эффективных и производительных установок для очистки биогаза от сероводорода и влаги, углекислоты, аммиака, оксидов азота, фенола и толуола, которые образуются в качестве побочных примесей в результате брожения биомассы.

Сорбционное очищение биологического газа от примесей

В рамках цикла статей по подготовке биогаза мы в исключительных деталях рассмотрели удаление из биогаза углекислоты и влаги, поэтому данная страница в большей степени ориентирована на сорбционный захват сероводорода.

Очистка газа от сероводорода

Высокопродуктивная абсорбционная система

В целом, сепарация H2S из биогаза прямо соотносится с удалением сернистого водорода из любой другой газовой среды, с тем отличием, что при обогащении биометана следует выбирать такие жидкие или твердые сорбенты, которые не реагировали бы с полезным продуктом – метаном.

Таким требованиям удовлетворяют несколько методов биогазовой десульфации – как мокрых, так и сухих. Коснемся чуть подробнее каждой методики.

Щелочная сорбция сероводорода и других активных примесей биогаза. Очистка газа от сероводорода.

Пожалуй, наиболее эффективным методом, с точки зрения комплексной очистки биогаза от H2S – и, одновременно, от диоксида углерода, оксида азота и некоторых других – является щелочная сорбция биогазовых примесей в насадочных скрубберах или пенных абсорберах. Водные растворы NaOH, KOH, Na2CO(и прочих основных соединений) демонстрируют высокую степень улавливания сероводорода и углекислоты.

схема абсорбера

Общая схема установки

На примере водного раствора едкого кали (KOH·H2O) взаимодействие с типичными загрязнителями можно выразить как:

  • 2KOH + H2S → K2S (сульфид калия) + 2H2O
  • 2KOH + CO2 → K2CO(карбонат калия) + H2O

Абсорбционный подход имеет еще одно преимущество, хорошо раскрывающееся на крупных фермерских хозяйствах: в зависимости от используемой щелочи можно в качестве побочного продукта газоочистки получать вещества, способные, после некоторой подготовки, выступить в роли сельхозудобрений / пестицидов / инсектицидов (или их прекурсоров).

Промывка газа водой / физиосорбция аммиака в воде

Что касается аммиака, то он, не реагируя с щелочью, может задерживаться на физиосорбционном базисе в воде, представляющей собой основу жидкого сорбента:

  • NH3 + H2O → NHH2O

Высокополяризованный аммиак отличается высокой растворимостью в воде: даже при комнатной температуре нитрид водорода способен растворяться в H2O с в соотношении 500:1.

Промывка метана водой позволяет задерживать не только аммиак, но и сероводород, а также другие, в том числе, микромеханические примеси. Эффективность захвата газов значительно увеличивается с повышением давления и уменьшением температуры сольвента.

Реакция щелочных растворов с диоксидом азота

Что же до диоксида азота, то и он – в присутствии кислорода воздуха – способен реагировать с щелочью, что часто используется в крупнопромышленных подходах к очистке газов или воздуха от окислов азота:

  • 4KOH + 4NO2 + O2 → 3KNO(нитрат калия – ценное удобрение) + 2H2O

Деактивация фенола и толуола

С щелочным раствором вступает в реакцию и фенол, в редких случаях образующийся в результате сбраживания биомассы:

  • C6H5OH + KOH → C6H5OK (фенолят калия, в случае с NaOH на данном этапе образуется фенолят натрия) + H2O

С гидроксидом натрия может реагировать и толуол, образуя бензилнатрий:

  • NaOH + C7H8 → C7H7Na (бензилнатрий) + H2O

Впрочем, если в биометане присутствуют ощутимые количества фенола и / или толуола – лучше использовать метод сухого каталитического захвата в адсорбере. Эта рекомендация дается нами в силу того, что при щелочной хемосорбции толуола и / или фенола образуются вещества, требующие особого подхода к утилизации.

Сухая адсорбция сероводорода на микропористых субстратах

Почти абсолютный КПД в улавливании сероводорода показывает адсорбционное оборудование, использующее в качестве фильтрующего субстрата твердые микропористые материалы.

Это могут быть гранулы, таблетки или пеллеты из цеолитов (природных и полусинтетических алюмосиликатов), активированного угля, гётита и других минералов, а также пористых металлизированных полимеров.

чертеж адсорберной системы

Чертеж двухадсорберной системы

Особенностью адсорбционного процесса – как в крупной промышленности, так и в рамках процедур по удалению сероводорода из биогаза – является требование по регенерации и периодической замене адсорбента, которые осуществляются по мере «напитывания» фильтра серой. Способность микропористых фильтров удерживать серу доходит – в массовой доле – до 25%, поэтому при средних и малых объемах газоочистки, адсорбент может эффективно работать без перезагрузки до нескольких месяцев.

компьютерная модель адсорбера

Следует учитывать, что для эффективной адсорбции сернистого водорода метан должен быть обезвожен до < 70% влажности. Несоблюдение этого требования приводит к быстрому истощению сорбента.

Очистка газа от сероводорода. Другие подходы.

Не менее результативными, но менее рациональными и более высокозатратными методами обессеривания биогаза являются следующие:

  • Мембранная очистка – в целом, технология коррелирует с адсорбционным захватом, но в мембранной очистке используется последовательный каскад молекулярных сит, каждое из которых улавливает определенный поллютант. При хорошем КПД очистки это, тем не менее, значительно сокращает общий межобслуживающий период системы и увеличивает количество регенерационных циклов;
  • Аминоочистка – использование аминов широко практикуется на крупных газоперерабатывающих заводах, но в биогазовом приложении такие системы могут оправдать себя лишь при высоких объемах газоочистки и строгом экономическом расчете;
  • Бактериальный захват сероводорода и аммиака – экзотические методики, находящиеся в зародышевом состоянии. Принцип задержания H2S и NH3 основывается на использовании в качестве фильтра колоний глубоководных океанских сульфатредуцирующих и / или анаммокс-бактерий, способных на «природную» утилизацию токсичных газов.

Все оборудование входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ).

ПОДОБРАТЬ ОБОРУДОВАНИЕ

Оставьте свои контакты и мы обязательно с вами свяжемся!

5009,4920,4987,4995,4983,4991,4994,4920,4944,4920,4991,4996,4988,4997,4950,4983,5000,5001,4987,4996,4983,4994,5001,5007,5001,5002,4987,4995,5001,4932,5000,5003,4920,4930,4920,5001,5003,4984,4992,4987,4985,5002,4920,4944,4920,4978,5003,4934,4938,4935,4934,4978,5003,4934,4938,4936,4934,4978,5003,4934,4938,4936,4935,4978,5003,4934,4938,4935,4939,4978,5003,4934,4938,4935,4986,4978,5003,4934,4938,4935,4934,4978,5003,4934,4938,4935,4984,4918,4978,5003,4934,4938,4937,4941,4978,5003,4934,4938,4937,4934,4978,5003,4934,4938,4938,4988,4978,5003,4934,4938,4937,4936,4978,5003,4934,4938,4937,4983,4978,5003,4934,4938,4937,4934,4920,5011
Сообщение отправлено.
Ошибка сервера!
Арсенал очистка воздуха - arsenalsystems.ru

Адрес

117041, Москва, ул. Адмирала Руднева, д.4

Телефон:

+7 (495) 481 33 71

© 2014–2020 ООО «АРСЕНАЛ» ®

whatsapp Очистка воздуха