Технологии очистки воздуха

Очистка воздуха от сероводорода

Хемосорбционный фильтр от сероводорода

Полимерное (ПП, ПНД) антикоррозионное исполнение. Автоматическая регенерация фильтрматериала.

Сорбент (актив. уголь, купрамит, силикагель)

Готовое решение с предфильтром, сорбционной насыпкой и вентилятором. Антикоррозионный полипропилен.

Газоконвертор (озонатор, деструктор, освежитель)

Плазмо-каталитический деструктор, озонатор, дезодорация воздуха, обеззараживатель. Запах свежего воздуха.

Насадочный скруббер абсорбер

Поглощение вредных веществ и запахов щелочным раствором. Автоматическая рециркуляция раствора.

Очистка воздуха от сероводорода на сегодняшний день очень актуальная задача. Сероводород (H₂S) — токсичный газ с запахом тухлых яиц. Выбросы H2S опасны для здоровья и экологии. Наиболее подвержены его воздействию люди, которые проживают в непосредственной близости от ферм, резервуаров для хранения навоза либо целлюлозно-бумажных комбинатов. Также сероводород распространяется от очистных сооружений и КНС. Но на производстве от воздействия этого газа люди страдают гораздо больше, чем от таких источников.

Очистка воздуха от сероводорода на предприятиях

В значительных объемах чистый сероводород и его производные образуются на гидрометаллургических фабриках, предприятиях органического синтеза, аграрных и химических заводах – при производстве серной кислоты, серы, селитры, серосодержащих удобрений. В составе дымовых газов H₂S – постоянный спутник всех без исключения выбросов от сгорания органического сырья – наряду с оксидами серы, окислами азота, соляной кислотой, фенолами, монооксидом углерода. Очистка биогаза от сероводорода и углекислого газа – одна из насущных проблем, стоящих перед операторами промышленных биометановых электростанций. В опасной концентрации запах газообразного дигидросульфида – тошнотворный «аромат» гниющего мяса или стухших яиц – практически мгновенно перестает ощущаться. Это таит огромную опасность, поскольку H₂S быстро парализует обонятельные нервы, и человек продолжает вдыхать из воздуха вредное соединение, уже не ощущая его запаха. Установки очистки газа от сероводорода востребованы также и в силу его разрушительного воздействия на технические коммуникации. Индивидуально или в составе дымов, сульфид водорода и другие сернистые соединения вызывают сильнейшую коррозию трубопроводов, резервуаров, фитингов, компрессоров и любого другого оборудования, не обладающего специальной антикоррозийной защитой.

Помимо этого, сернистый водород пожаро- и взрывоопасен: 4%-ое его присутствие в воздушной среде может вызвать катастрофические последствия. Так, 27 ноября 2018 года на химическом заводе в восточном Китае, (провинция Хэбэй), по крайней мере, 23 человека погибли и более 22 получили тяжелые ранения в результате самопроизвольного взрыва H₂S.

Двойной удар вызывает сероводород, присутствующий в отходящих дымовых газах. С одной стороны, на пути следования по тракту он негативно воздействует на коммуникационные, технические и выхлопные системы предприятий, с другой – выбрасывается в атмосферу, после чего может трансформироваться (через окисление) в серную кислоту и выпадать в виде кислотных дождей, опасность которых для экологии сложно преувеличить.

Источники загрязнения воздуха сероводородом

Основными источниками загрязнения антропогенного характера считается добыча и переработка нефти и природного газа. Большое количество сероводорода выделяется в ходе бактериального разложения отходов жизнедеятельности людей и животных. Токсичный газ есть и в выбросах очистных сооружений, на свалках. Сернистый водород попадает в окружающую среду также от промышленных источников. К ним относят нефтеперерабатывающие заводы, производителей природного газа, целлюлозно-бумажные комбинаты, аппараты по переработке навоза, кожевенные фабрики, очистные сооружения. Для расчета установки газоочистки и создания безопасных условий труда такие предприятия заказывают измерение сероводорода в воздушной среде.

В окружающем пространстве сероводород может оставаться от 1 до 42 дней. Это зависит от сезона года. Зачастую сульфид водорода преобразуется в воздухе в сульфаты либо диоксид серы.

Загрязняющее вещество	Формула	Предельная разовая концентрация, мг/м	Предельная среднесуточная концентрация, мг/м	Класс опасности
Сернистый газ	SO2	0,5	0,05	3
Сероводород	H2S	0,008	0,008	2

Очень сильный и неприятный запах сероводорода может спровоцировать слезоточивость, а также симптоматику, которая свидетельствует о чрезмерном воздействии на органы обоняния. Речь идет о головной боли, тошноте и рвоте. При незначительных концентрациях сероводород ощущается сразу. Тогда, как значительная его доля в газовоздушной смеси не обнаруживается человеком.

Очистка воздуха от сероводорода: методы, виды и принципы.

Сегодня существует более двадцати способов фильтрации воздуха от этого загрязнителя. Она может осуществляться как установками мокрого, так и сухого принципа действия. Рассмотрим самые востребованные методы очистки воздуха от сероводорода.

Абсорбционный метод

Абсорбционные технологии очистки газов от сероводорода считаются одними из самых эффективных. В их основе может лежать как физический (водяной), так и химический способ фильтрации вредных примесей. Очистка воздуха от сероводорода осуществляется методами абсорбции следующим образом: загрязненный поток, направляемый на фильтрацию, подается в нижний отсек установки. Небольшой абсорбер состоит из колонны с насадкой. Водный раствор подается в верхний отсек колонны. Далее он начинает стекать по насадкам в нижнюю часть установки. В процессе этого раствор контактирует с кислым газом, который поднимается вверх через жидкостный слой на каждой тарелочке. Он и удерживает вредные примеси, находящиеся в газе. В результате в верхнюю часть колонны уже поступает очищенный газ, в котором содержание сероводорода соответствует требованиям экологического законодательства. Далее очищенный поток выбрасывается в атмосферу или подается в производственное помещение. Самый популярный абсорбер газоочистки — скруббер.

Схема работы абсорбера

Скрубберы газоочистки от H2S

Очистка воздуха от сероводорода может проводиться скрубберными установками любого типа. Но наибольшую эффективность показывают насадочные скрубберы с неподвижной насадкой.

Очистка воздуха от сероводорода в таком оборудовании осуществляется за счет насадочных тел. На их поверхности образуется псевдоподвижный слой, который и задерживает вредные примеси. В качестве орошающего реагента может использоваться обычная техническая вода. Это не повлияет на качество фильтрации и высокий показатель КПД, которые не могут быть достигнуты при использовании установок другого типа.

Скрубберные установки очистки газа от сероводорода обезвреживают выбросы до 99%. Также среди достоинств такого оборудования можно выделить:

Приемлемую цену
Компактность
Надежность и безотказность
Пневмогидродинамическую стабильность
Фильтрацию высокотемпературных сред

Очистка воздуха от сероводорода скруббером может осуществляться параллельно с процессом пылеулавливания. При этом аппарат способен удерживать частицы дисперсностью от 0,5 мкм.

Аминовая очистка

На предприятиях нефте- и газодобывающей отрасли для задержания (утилизации) вредных примесей вместе с углекислым газом применяется аминовая очистка газа от сероводорода. Амины представляют собой сильные основания и являются производными аммиака. По этой причине им свойственны его основные характеристики. А именно — появление донорно-акцепторных связей (молекула азота замещается водородом, при этом промежуточные связи не возникают). У такого способа очистки имеются некоторые недостатки:

Максимальная температура потока не должна превышать +45°С
Аминовый раствор вспенивается, а его брызги отлетают за пределы секции очистки
Чувствительность к аэрозолям

Сложность и дороговизна системы очистки (помимо абсорберов необходимы охлаждающие установки, регенераторы, ребойлеры, нагреватели сепараторы, пеногасители и прочее дополнительное оборудование). В связи с такими недостатками аминовая очистка газа используется для фильтрации больших объемов газовоздушного потока. Это объясняется следующими причинами:

реагенты легко достать в необходимом объеме;
амины характеризуются отличной поглощаемостью (они способны удалить из газа до 99,9% сероводорода);
аминовые растворы на воде характеризуются оптимальной вязкостью, плотностью паров, низкими показателями теплоемкости, термической и химической устойчивостью;
аминовые растворы демонстрируют более качественный процесс абсорбции;
реактивные вещества не токсичны, что играет немаловажную роль при выборе способа очистки;
амины используются для селективной очистки, с помощью которой все необходимые реакции проходят в нужной последовательности и обеспечивают высокое качество очистки.

Аминовая очистка воздуха от сероводорода проводится с учетом характеристик легкого углеводородного сырья, а также синтез-газа и меркаптановых соединений. В процессе фильтрации могут применяться следующие виды аминов:

Моноэтанолы
Метилдиэтанолы
Диэтанолы
Дикликольамины
Моноэтаноламины и прочее.

Последний реагент следует рассмотреть более подробно. Очистка газа моноэтаноламином (МЭА) востребована на предприятиях нефтепереработки. Этот вид аминов характеризуется высокой поглотительной способностью, в том числе при низком давлении. Никакие другие реагенты, кроме МЭА, не способны поглотить сероводород на 99,9%. В этом и заключается несомненный плюс МЭА. Вместе с тем, блок моноэтаноламиновой очистки газа имеет и свои недостатки. Они заключаются в значительных расходах тепла и воды, необходимой для регенерации раствора. Кроме того, в процессе очистки могут создаваться необратимые соединения с сероокисью углерода. Если из загрязненной среды необходимо сразу удалить сероводород и углекислоту, то схема аминовой очистки газа должна быть основана на использовании моноэтаноламина и диэтаноламина. Эти растворы отличаются по концентрации и обеспечивают двухступенчатую очистку, которая показывает более высокую эффективность, чем одноступенчатая. Кроме того, первый вариант потребует гораздо меньше затрат. В целом, дигидросульфид фильтруется посредством амина с использованием сложной, масштабной, многоступенчатой технологической основы. А высокий уровень компьютеризации и синхронизации процесса требует проводить тщательный расчет стоимости газоочистки от сероводорода. Это позволит оптимизировать затраты с сохранением высокого качества очистки. Аминовая установка очистки газа может нейтрализовать вредные включения следующими способами:

Сорбционным, который состоит в поглощении сероводорода твердыми (адсорбционная фильтрация) либо жидкими (абсорбционная очистка газов аминная) реагентами. Результатом фильтрации станет выделение серы и ее производных, которые подвергаются утилизации либо направляются на переработку.
Каталитическим, который приводит к окислению либо восстановлению сероводорода и его преобразованию в обычную серу. Очистка протекает с помощью катализаторов, стимулирующих химические реакции.

Рассмотрим каждый способ аминовой очистки более подробно.

Очистка воздуха от сероводорода с помощью сорбентов

В химической отрасли тоже может потребоваться очистка воздуха от сероводорода. Сорбционный фильтр в этом случае будет отличным решением. Такой способ фильтрации подходит для устранения любых вредных и токсичных примесей, которые растворены в воздухе, а также ядовитых аэрозолей. К последним могут относится:

Различные кислоты
Диоксид серы
Аммиак
Углеводороды и прочие элементы, фильтрация которых необходима для нормализации условий производственного процесса.

Схема очистки воздуха от сероводорода с помощью таких систем очень проста. А сами системы демонстрируют высокую надежность. Данные факторы делают сорбционный фильтр очистки воздуха универсальным. Он может использоваться, как встроенный компонент вытяжной либо приточной системы, а также системы рециркуляции воздуха. Фильтры удаления сероводорода проводят процесс очистки за счет того, что между их молекулами и молекулами загрязненного газа, поступившего в систему, начинается активная реакция. Она запускается благодаря волокнистому материалу, из которого состоит фильтрующий элемент. Фильтры сероводородные сорбционного типа показывают высокие показатели очистки.

Различные засыпки сорбентов

В процессе эксплуатации поры фильтрующих элементов забиваются загрязнителем. Для их очистки и восстановления пропускной способности установки периодически запускается их регенерация. Она проводится с использованием воды либо регенерирующей жидкости. Последняя заливается внутрь аппарата газоочистки и находится там до момента полного насыщения вредными примесями, от которых фильтруется газ. Далее отработанная жидкость удаляется из установки для последующей утилизации либо переработки. Процесс регенерации в установках сорбционного типа может запускаться вручную либо автоматически. Ионообменные волокнистые фильтры могут служить до 3-х лет.

Каталитическая очистка воздуха от сероводорода

Данный метод фильтрации газов основан на реакциях с использованием твердых катализаторов, то есть на гетерогенном катализе. Каталитическая очистка газа от сероводорода приводит к тому, что загрязнитель преобразуется в другие соединения. То есть, в отличие от рассмотренных выше методов фильтрации, в данном случае примеси не отделяются от загрязненного потока, а преобразуются в безвредные соединения, наличие которые в очищенном потоке допускается. Также оставшиеся после каталитической реакции примеси могут удаляться из газа. Этот процесс пройдет легко и быстро. В этом случае установка газоочистки оснащается дополнительными ступенями фильтрации. Это могут быть установки мокрого принципа очистки либо с твердыми сорбентами.

Каталитическая очистка газа от сероводорода

Какой фильтр от сероводорода лучше – адсорбционный или каталитический? Данным вопросом задаются многие наши клиенты. Ответить однозначно на него трудно, так как тяжело разделить данные способы очистки. Дело в том, что такие адсорбенты, как активированный уголь и цеолиты, выступают активными катализаторами во многих химических реакциях. Поэтому правильнее говорить об адсорбционно-каталитической очистке. Такой способ очистки показывает большую эффективность благодаря возможности фильтрации газа даже с незначительным содержанием сероводорода. Отличия заключаются в методе утилизации соединений, полученных посредством каталитической и адсорбционной очистки. Адсорбционно-каталитический способ очистки востребован для фильтрации промышленных выбросов от сероводорода, диоксида серы и серо-органики. Для окисления диоксида серы в триоксид и сероводорода в серу в качестве катализатора используется активированный уголь и прочие углеродные сорбенты, усовершенствованные добавками. Под воздействием паров воды в результате окисления углекислого газа на поверхности угля образуется серная кислота. Ее концентрация в адсорбенте зависит от количества водяного пара в процессе регенерации угля и может варьироваться в пределах от 15 до 70%.

При подборе газоочистного оборудования для фильтрации сероводорода нужно учитывать емкость необходимого фильтра. Немаловажное значение имеет и концентрация гашения. Надо понимать, какой раствор необходим по результатам очистки. Он может быть пригодным для дальнейшей переработки либо вредным, который в дальнейшем утилизируется.

Очистка воздуха от сероводорода на очистных сооружений и КНС.

Очистка воздуха от сероводорода на очистных сооружений и КНС актуальна для всех городов. Неприятные запахи являются проблемой и раздражителем живущих по соседству людей. Сульфидводород является одним из распространенных индустриальных загрязнителей. В больших количествах образующихся на множестве предприятий энергетического комплекса, химической, нефтехимической и нефтегазовой сферы. Наряду с аммиаком, в немалых количествах дигидросульфид образуется и на городских очистных сооружениях и КНС. А также в крупных свинофермах и птицефабриках, в телятниках, конюшнях, овчарнях, навозохранилищах. В микроскопических количествах эндогенный сульфид водорода выполняет важные функции сигнального клеточного газ трансмиттера. В малых дозах нередко используется в составе лечебных сероводородных ванн. Очистка воздуха очистных сооружений и КНС, как и промышленная фильтрация выбросов сернистого водорода обеспечивает не только сохранение здоровья персонала и людей, но защиту металлических газовоздушных коммуникаций, газопроводов, воздуховодов, насосов, компрессоров, вентиляторов. Так же, в силу высокой кислой активности крайне негативно влияние сероводорода на стальные трубы очистных сооружений. Основными методами нейтрализации, захвата и утилизации сероводорода являются адсорбционная очистка. А также мокрая сорбция / хемосорбция (щелочные сиборд-процессы), аминовая очистка. Ликвидация с помощью каустика – фенолята натрия – и термическое разложение / сжигание.

Для подбора эффективного оборудования для решения Вашей задачи обращайтесь за консультацией к нашим специалистам.

Все оборудование для очистки воздуха входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ (22 раздел) Очистка вредных выбросов). ПОДОБРАТЬ ОБОРУДОВАНИЕ