Обзор методов десульфуризации продуктов сгорания

к.т.н. Вострикова М.А.

СПбГАСУ

Загрязнение атмосферного воздуха - сложная и многоаспектная проблема. Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве серной кислоты. Основными способами защиты окружающей среды от серы и её соединений считается удаление серы из топлива, повышение качества процессов горения, создание принципиально новых технологий по очистке продуктов сгорания [1].

Десульфуризация (сероочистка) отходящих газов занимает ключевое место в области охраны окружающей среды. Классификация методов десульфуризации отходящих SO₂-содержащих газов может осуществляться по различным признакам: по типу и характеру процесса, типу применяемого сорбента, типу получаемого продукта и т.д. Мировой опыт располагает большим разнообразием теоретически обоснованных способов очистки дымовых газов от диоксида серы, однако, практическое применение нашли только экономически выгодные и технически несложные процессы [3].

Десульфуризация делится на:

1. Жидкофазные методы десульфуризации газов:

· нерегенерационные абсорбционные методы десульфуризации основаны на применении различных абсорбентов без их регенерации после поглощения диоксида серы.

· регенерационные абсорбционные методы десульфуризации. Наиболее технологически освоенными процессами этого класса являются процессы некаталитической группы абсорбционно-окислительного и абсорбционно-десорбционного типа.

2.Смешанные (полусухие методы) десульфуризации газов:

· абсорбционно-термические методы. Сущность данных процессов заключается в тонком распылении высокоактивного абсорбента (суспензия тонкоизмельченной извести, раствор соды, раствор гидрооксида натрия и т.д.) в потоке горячего очищаемого газа. При этом наряду с очисткой газов от диоксида серы происходит полное испарение влаги из абсорбента за счет тепла дымовых газов. Часть воды переходит в твердую фазу в виде кристаллогидратов сульфата и сульфита кальция. Образующиеся сухие соли отделяют в электрофильтре или рукавном фильтре.

· абсорбционно-адсорбционные методы. Данные технологии отличаются от рассмотренных методов полусухой абсорбции дополнительной стадией, заключающейся в проведении сопутствующих SO₂ примесей таких, как HCl, HF.

3.Газофазные методы десульфуризации:

· термические

· адсорбционные методы. Определяющими требованиями к твердым сорбентам (адсорбентам – оксиды металлов, перлит, микулит и т.д.), применяемым в процессах десульфуризации дымовых газов, является их прочностные характеристики и доступность.

· гетерогенно-каталитические заключаются в проведении каталитической реакции окисления SO₂ в SO₃ с последующим поглощением триоксида серы водой с получением серной кислоты [2].

Также существуют методы, предназначенные для совместной очистки дымовых газов от оксидов серы и оксидов азота, данные технологии представляют собой совмещение известных технологий постадийной очистки газа от SO_x, а затем от NO_x. В большей степени это характерно для газофазных процессов, а также для так называемых полусухих методов. Последние представляют собой совмещение жидкофазного процесса с газофазным, например, сочетание известного известнякового процесса и адсорбционного, либо сочетание известнякового метода очистки от оксидов серы и аммиачно-каталитического метода очистки от оксидов азота. И только жидкофазные методы позволяют осуществлять одновременную очистку газа, как от оксидов серы, так и от оксидов азота, в силу того, что продукты абсорбции этих соединений способны вступать в реакции между собой с образованием экологически неопасных соединений.

В заключении стоит отметить, что самые дешевые мероприятия по очистке дымовых газов – это изменение топочного процесса, в том числе с вводом поглотителей-сорбентов непосредственно в топочное пространство; самые разработанные установки очистки дымовых газов от оксидов серы – это установки на основе абсорбционных методов, в том числе на основе распылительной абсорбции; самые перспективные методы очистки – это совместная очистка газов от SO₂ и NO_x [2].

Литература:

1. Комплексная очистка дымовых газов теплогенерирующих установок. Монография. / Комиссаров К.Б., Лутков С.А., Филь А.В. – Ростов н/Д.: Филиал ФГОУ ВПО «Морская государственная академия имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» в г. Ростове-на-Дону, 2007. – 134 с.

2. Носков А.С., Пай З.П. Технологические методы защиты атмосферы от вредных выбросов на предприятиях энергетики / СО РАН. Ин-т катализа; ГПНТБ. - Новосибирск, 1996. - 156 с.

3. Раевски П. Снижение уровня эмиссии оксидов серы на судах морского флота. // Двигателестроение,2007, №1. – С. 43-45