Литературный обзор 1 Основные формы содержания серы в газах 3

1.2 Классификация методов очистки

Существует множество способов удаления серосодержащих веществ из газовой среды, а выбор конкретного варианта зависит от множества параметров, таких как: начальная концентрация загрязнителя, требуемая степень очистки, физико-химический состав газовой смеси, температура, величина расхода и т.д. Однако в общем случае можно выделить три основных направления:
абсорбционное поглощение жидкостями;
адсорбционное поглощение твердыми веществами;
каталитические методы.
Абсорбционные методы
В данном случае следует говорить преимущественно о жидкостной абсорбции – процессе поглощения элементов газовой среды всем объемом жидкого сорбента. Механизм связывания молекул серосодержащего загрязнителя может быть физическим, то есть происходит растворение соединений серы в жидкости (физическая абсорбция), или химическим, когда загрязнитель вступает в химическое взаимодействие с активным компонентом абсорбента (химическая абсорбция или хемосорбция). Для повторного использования сорбента его подвергают процессу регенерации, при котором тем или иным способом из него выводится поглощенный загрязнитель.
Абсорбенты, работающие по механизму химической абсорбции, обладают сравнительно больше избирательностью, поэтому могут обеспечить более глубокую очистку газовой смеси, однако их регенерация, как правило, сопряжена с рядом трудностей, что может значительно удорожить процесс очистки. В свою очередь для регенерации физического абсорбента в большинстве случаев достаточно повышения температуры.
Для осуществления абсорбционной очистки газов используются массообменные аппараты, называемые скрубберами, к основным типам которых относят: центробежный, барботажно-пенный, насадочный, Вентури.
Адсорбционные методы
В отличие от абсорбционного механизма, при адсорбции поглощение загрязнителя происходит только в поверхностном слое сорбента, обычно представляющего собой твердое тело. Также различают физическую адсорбцию, при которой молекулы серосодержащих веществ удерживаются поверхностными силами, и химическую адсорбцию, когда молекулы загрязнителя вступают в химическую связь с поверхностным слоем адсорбента. Наибольшее распространение получил первый вариант, поскольку сорбенты, основывающиеся на физической адсорбции, могут обеспечить глубокую очистку газового потока и достаточно хорошо регенерируются, в то время как при химической адсорбции регенерация сорбента может создавать определенные трудности. Наибольшее распространение в качестве адсорбентов получили активированные угли и различные цеолиты искусственного происхождения. В технологическом плане адсорбционные установки имеют существенное отличие от абсорбционных, поскольку преимущественно работают в периодическом режиме с перерывами на регенерацию сорбента, в то время как в абсорбционной установке гораздо легче организовать безостановочную циркуляцию поглощающего агента между абсорбером и регенератором.
Каталитические методы
В основе каталитических методов очистки лежит химическое превращение серосодержащих компонентов газа в иную безопасную или легко отделяемую форму. Так сероводород окисляют кислородом воздуха до атомарной серы по реакции , что является необратимым процессом. В естественных условиях такой процесс не протекает, поэтому для его реализации используют катализаторы, обеспечивающие перенос кислорода. В качестве катализаторов в процессах очистки газовых смесей могут выступать: горячие растворы мышьяковых солей щелочных металлов, гидрат окиси железа в растворе соды и т.д. В свою очередь с помощью катализаторов окисляют до , который используется в производстве серной кислоты.