Nedbrytningsprosesser av svoveldioksid
Denne artikkelen kaster lys over de to reduksjonsprosessene av svoveldioksid. Reduksjonsprosessene er: 1. Tørre prosesser og 2. Våt prosesser.
Abatement Process # 1. Tørre prosesser:
I disse prosessene behandles SO 2 bærende avfallsgasser med kjemikalier i fravær av vann.
Dry Throwaway Prosess-Kalkstein / Dolomitt Prosess :
I denne prosessen injiseres kalkstein eller dolomittpulver i et forbrenningskammer hvor partiklene og røykgassen strømmer mot tiden. Ved høyt ovnstemperatur dekomponerer kalsium / magnesiumkarbonatet til oksid som igjen reagerer med SO 2 tilstede i røggassen for å danne sulfitt og sulfat. De samlede reaksjonene kan uttrykkes som
2 CaCO 3 + 2 SO 2 + ½O 2 CaSO 3 + CaSO 4 + 2 CO 2 ... .. .............................. (5.1)
2 MgCO 3 + 2 SO 2 + ½O 2 -> MgSO 3 + MgSO 4 + 2 CO 2 ............................ (5.2)
Sulfitten og sulfatet produsert sammen med uomsatt CaO / MgO fjernes fra ovnen og kasseres. På grunn av utilstrekkelig kontakt mellom CaO / MgO og røggassen i de fleste tilfeller er SO 2- fjerningseffektiviteten lav, til tross for det faktum at karbonat blir tilsatt i stort overskudd enn den støkiometriske andel.
Noen typiske ytelsesdata er:
Dolomittprosessen:
Optimal partikkelstørrelse: 10-15 μm
Optimal dolomitt tillegg: 2, 5 ganger støkiometrisk mengde.
Fjerningseffektivitet:
70% med 250 ppm SO 2
85% med 130 ppm SO 2
Kalkstein Prosess :
Optimal kalksteintilsetning: 10% av kullfyrt
Fjerningseffektivitet: 40-80% med 550-890 ppm SO 2
Høyere fjerningseffektivitet kan oppnås når kalkstein / dolomitt brukes i en kullbrenner med fluidisert seng.
Selv om kalkstein / dolomittbasert tørrprosess er mindre effektiv enn kalk / kalksteinoppslemmingen, har den følgende fordeler:
(i) Flygass kan behandles ved forhøyet temperatur,
(ii) Ingen kompleks behandlingsenhet er nødvendig.
Denne tørre prosessen har en kant over de tørre gjenvinningsprosessene, da de lider av overdreven tap av absorberende grunn av slitasje og høy investeringskostnad på grunn av kompleksiteten til regenereringsenhetene.
Tørre gjenoppretting prosesser:
A. metalloksydprosess:
(i) Aktivert manganoksydprosess:
Denne prosessen ble utviklet av Mitsubishi Heavy Industries. Den består av følgende trinn:
Step-I:
Hydrert manganoksyd bringes samtidig i kontakt med en SO2-bærende røggass som et resultat av hvilket mangansulfat fremstilles.
Mn 2 O 3 + 2 SO 2 + ½ O 2 -> 2 MnSO 4 ....................................... (5.3)
Step-ll:
Mangansulfat som således blir produsert, omsettes i en separat beholder med vandig ammoniakk og luft, hvorved ammoniumsulfat fremstilles og manganoksyd utfelles.
2MnSO 4 + 4 NH4OH + ½O2 -> 2 (NH4) 2SO4 + Mn2O3 + 2H2O ....................................... (5.4)
Step-Ill:
Oppslemmingen som produseres, filtreres. Manganoksyd tørkes og resirkuleres. Ammoniumsulfatoppløsning konsentreres og de resulterende ammoniumsulfatkrystaller markedsføres.
SO 2- fjerningseffektiviteten av denne prosessen kan være rundt 90%.
(ii) Kobberoksidprosess :
I denne prosess reagerer alumina-støttede kobberoksydpellets med S02 og O2 tilstede i en røggass for å produsere CuSO4 ved ca. 400 ° C
Deretter reduseres CuSO4 med hydrogen eller metan rundt 400 ° C, idet reaksjonen er
Bruk av metan kan føre til koksavsetning og følgelig plugging av sengen.
I neste trinn oksideres kobber med luft og reaktoren settes på nettet.
SO 2 produsert kan omdannes til svovelsyre eller elementært svovel.
Siden prosessen opererer i en syklus, behøves minst to reaktorer.
Prosessen ser ut til å være lovende. Det krever imidlertid dyre reaktorer og en stor tilførsel av en reduserende gass (H 2 / CH 4 ).
(iii) Alkalisert aluminiumprosess:
Denne prosess utføres ved å kontakte teller for tiden aluminium-natriumoksydpellets med en diameter på ca. 1, 60 mm med SO2-bærende røykgass ved ca. 330 ° C, hvilket resulterer i dannelse av alumino-natriumsulfat.
Aluminium-natriumsulfatpelletsene blir deretter redusert i en annen tårn-mot-for tiden med H- og CO ved ca. 650 ° C for å regenerere aluminiumnatriumoksyd og for å fremstille H2S. H2S blir så fremstilt behandlet for svovelutvinning.
Denne prosessen kan ha en SO2-fjerningseffektivitet på ca. 90%. Imidlertid er hovedproblemet som oppstår i denne prosessen slitasje av pellets som resulterer i tap. Dette tapet påvirker prosessens økonomi negativt. Det er ennå å finne kommersiell søknad.
B. Aktiverte karbonprosesser:
(i) Reinluft-prosess:
Denne prosessen utføres i to trinn. I det første trinn adsorberes en røykgass som inneholder SO2 på en bevegelig seng av aktiverte karbonpartikler ved ca. 150-200 ° C. Absorbenten drives mot tiden. Aktiverte karbonpartikler anvendt i denne fremgangsmåte fremstilles ved vakuumkarbonisering av torv eller lignende materiale. Nøkkelen til det økonomiske potensialet i denne prosessen ligger i tilgjengeligheten av en billig adsorbent.
Under adsorpsjonsprosessen skjer følgende reaksjon på adsorbentoverflaten:
I andre trinn behandles karbonpartiklene lastet med svovelsyre som kommer ut av adsorberen for gjenvinning av H2S04 som sådan eller som S02. De regenererte karbonpartiklene resirkuleres tilbake til adsorberingen.
Det er to alternative prosesser for gjenvinning av svovelbærende forbindelser fra de ladede karbonpartiklene:
(a) Vask karbonpartiklene med vann. Dette resulterer i produksjon av fortynnet svovelsyreoppløsning. De våte karbonpartiklene tørkes og resirkuleres tilbake. Ulempen med denne prosessen er vanskelighetene som oppstår i lagring, transport og markedsføring av den fortynnede svovelsyreoppløsningen.
(b) Varm svovelsyrebelastede karbonpartikler til ca. 380-450 ° C. Ved oppvarming SO 2, CO 2, CO og H 2O produseres og karbonpartiklene blir reaktivert. Den produserte gass inneholder ca. 10-15% SO2 som kan benyttes for å fremstille svovelsyre. De regenererte karbonpartiklene blir resirkulert til adsorberingen.
Avhendingseffektiviteten til Reinluft-prosessen er ca. 90%.
(ii) Westvaco Prosess :
Westvaco-prosessen benytter aktiverte karbonpartikler i en bevegelig seng. Mellomproduktet dannet under prosessen er svovelsyre, men til slutt blir svovel gjenvunnet som elementært svovel.
Prosessen utføres ved hjelp av følgende trinn.
Step-I:
SO 2, O 2 og fuktighet til stede i en røykgass-kombinasjon på aktiverte karbonpartikler for å fremstille svovelsyre.
Step-ll:
Adsorbert svovelsyre blir omsatt med H, S for å produsere elementært svovel på karbonpartiklernes overflater.
Step-Ill:
Karbonpartiklene som inneholder elementære sulfatpartikler oppvarmes for å produsere svoveldamp, som kondenseres og oppsamles som smeltet svovel.
Trinn-IV:
Resterende svovel tilstede på karbonpartiklene omdannes til H2S ved å reagere med hydrogen (H2) og derved reaktivere karbonpartiklene. H 2 S generert brukes i trinn II og karbonpartiklene gjenbrukes. Denne prosessen har blitt operert på pilotskala. Den rapporterte SO 2- fjerningseffektiviteten er 90%. Det er hevdet at 99% fjerningseffektivitet kan oppnås ved å bruke en dypere karbonbunn.
Ulempene ved prosessen er:
(i) Størrelsen på fartøyet som kreves for å inneholde karbonpartikler er stort og trykkfallet over sengen er høyt;
(ii) Mengden hydrogen som er nødvendig for fjerning av resterende svovel (trinn IV) er mye høyere enn den støkiometriske mengde.
C. Smeltet karbonatprosess:
Atomics International Molten Carbonate Process benytter en eutektisk smelte som inneholder 32% Li2C03, 33% Na2C03 og 35% K2C03 i vekt for å absorbere SO2 fra avfallsgass ved ca. 450 ° C. SO 2- fjerningseffektivitet av denne prosessen har vist seg å være ca. 99% fra en tilførselsgass som har 0, 1 til 3% S02.
Reaksjonene kan uttrykkes som under:
SO 2 + M 2 CO 3 -> M 2 SO 3 + CO 2 ........................ (5.11)
SO 2 + ½ O, + M 2 CO 3 -> M 2 SO 4 + CO 2 ................ (5.12)
Den ladede smelten reduseres deretter med en blanding av H og CO, hvorved en gassstrøm inneholdende H2S, CO og H20 fremstilles sammen med regenererte karbonater. Regenereringsprosessen utføres ved ca. 525 ° C. En alternativ prosess er å redusere sulfittsulfatsmelten til sulfid med karbon og luft ved rundt 750 ° C. Sulfid-karbonatsmelten blir ytterligere omsatt med damp og CO 2 ved ca. 450 ° C, hvilket resulterer i dannelsen av H2S og karbonatsmelte.
H 2 S produsert kan brukes enten for produksjon av svovelsyre eller for produksjon av elementært svovel. Selv om driften av en komplett integrert enhet som bruker denne prosessen ennå ikke skal gjennomføres, er prosessen av interesse på grunn av den unike teknologien som er involvert. Denne prosessen kan brukes til svovelutvinning fra støvfri stabelgass.
Nedbrytningsprosess # 2. Våt prosesser:
Disse prosessene utføres ved å rense S02-bærende avfallsgasser enten med en vandig oppslemming eller med en vandig oppløsning.
Wet Throwaway Prosesser:
A. Lime / kalksteinbaserte prosesser:
(i) Konvensjonelle prosesser:
I denne prosessen skrues en røggassstrøm frigjort fra partikkelformet materiale med en vandig suspensjon av pulverisert kalk / kalkstein med 5-10 vekt% fast vekt. SO 2, fjerningseffektiviteten av denne prosessen er ca. 80 til 95%.
Selv om kalkstein er mye billigere enn kalk, er det for noen applikasjoner kalk foretrukket på grunn av sin høyere reaktivitet. Den skrubbede gassen blir oppvarmet før den lades ut i atmosfæren gjennom en stabel.
Den brukte suspensjonen fra skrubberbunnen blir matet inn i en resirkuleringstank hvorfra en del av den blir matet tilbake til skrubberen med sminkevann og fersk tilsatt kalk / kalksteinpulver. Resterende del blir tømt i en bosatt dam. Det sedimenterte slammet fra dammen kastes og supernatantvæsken blir resirkulert til skrubberen sammen med den vandige suspensjon. I skrubberen produseres hovedsakelig bi-sulfitt og bi-sulfat. Disse gjennomgår ytterligere reaksjoner i resirkulerings- / forsinketanken.
Reaksjonene som finner sted i skrubberen er:
2CaCO3 + 4S02 + O2 + 2H20-> Ca (HSO3) 2 + Ca (HSO4) 2 + 2C02 ....... (5.13)
2 Ca (OH) 2 + 4 SO2 + 02 -> Ca (HSO3) 2 + Ca (HSO4) 2 ..................... (5.14)
I resirkulerings- / forsinketanken kan reaksjonene oppsummeres som nedenfor:
CaCO3 + Ca (HSO3) 2 -> 2 CaS03 + H20 + CO2 ............ .. (5, 15)
CaCO3 + Ca (HSO4) 2 -> 2 CaSO4 + H20 + CO2 ............ .. (5, 16)
Ca (OH) 2 + Ca (HSO3) 2 -> 2 CaSO3 + 2H2O .................. (5.17)
Ca (OH) 2 + Ca (HSO4) 2 -> 2 CaSO4 + 2H2O .................. (5, 18)
Kalkstein av kjemisk kvalitet som inneholder 95% eller mer CaCO3, er mest egnet for denne prosessen. Dolomitt er relativt inert, er ikke egnet for denne prosessen. For kalksteinbasert prosess må L / G masseforholdet overstige 65, men for kalkbasert prosess har L / G massevolumet rundt 35 funnet å være tilstrekkelig. For fjerning av kalk til SO2-forhold er ca. 1, 05-1, 15 ganger den støkiometriske andel på grunn av dens høyere reaktivitet, mens kalkstein er nødvendig forhold mellom 1, 25 og 1, 6.
Kalkstein er billigere sammenlignet med kalk, men en kalksteinbasert skrubberstørrelse ville være større enn den for en kalkbasert skrubber på grunn av høyere L / G-forhold for det tidligere. For en stor installasjon ville kalksteinprosessen være økonomisk, mens for en liten installasjon ville kalkprosessen være mer økonomisk
Drift av en skrubber ved lav pH (pH ikke mindre enn 5) fremmer dannelse av harde kalsiumsulfatskalaer (i skrubber og resirkuleringssystemer), mens drift ved høyere pH (innflytelseskrubber pH over 8) fremmer dannelse av myke kalsiumsulfittpartikler .
Den optimale pH for et kalksteinsystem er mellom 5, 8 og 6. For et kalksystem er litt sur pH mest egnet. Reaksjon mellom kalk og CO 2 i røggass fører til utfelling av CaCO 3 over pH 6, 7, noe som resulterer i et høyere kalkforbruk. Derfor bør pH for et kalksystem ikke overstige 6, 7.
Oppholdstiden i en resirkuleringstank er ca 10 minutter for et kalksteinsystem, og det samme er ca. 5 minutter for et kalksystem.
De omtrentlige slammesammensetningene av et kalksteinsystem og det for et kalksystem er oppført i tabell 5.1.
(ii) Chiyoda Thoroughbred 121 Prosess :
Kalkstein slurry brukes som absorberende i denne prosessen. Imidlertid adskiller den seg fra den konvensjonelle kalksteinprosessen i tre henseender, nemlig (1) den absorberende pH. (2) reaktorutformingen og (3) innføring av luft inn i reaktorens nedre del. Luft brukes til oksydasjon av SO 2, til SO 3 .
PH opprettholdt i denne prosessen er rundt 4 til 5; Som et resultat oksideres sulfitten til sulfat. Prosessen utføres i en spesiell type enkeltreaktor kalt jetboblingsreaktor. Siden prosessen produserer gips som sluttprodukt, er det ikke nødvendig med flytende resirkulering.
Feilfri glatt drift og SO 2- fjerningseffektivitet i området 97-99% med røggass SO 2 konsentrasjon i området fra 1000-2000 ppm er rapportert. Høy kalkstoffutnyttelse og høyt gipsinnhold i slammet er observert.
Den samlede reaksjonen kan oppsummeres som under:
CaCO3 + SO2 + 1 / 2O2 + 2 H20 -> CaS04. 2H20 + CO2 ............ .. (5, 19)
(iii) Dobbelt Alkali Prosess :
I denne prosessen behandles en røykgass med en oppløsning av natriumsulfitt som absorberer SO2,
Den store reaksjonen kan uttrykkes som nedenfor:
Na2SO3 + S02 + H20 -> 2 NaHS03 .................. .. (5.20)
De andre kjemikaliene som er tilstede i den brukte løsningen, kan være natriumsulfitt, natriumsulfat og natriumkarbonat. En del av den brukte væsken blir resirkulert til absorberen. Den andre delen behandles med kalk eller kalksteinpulver.
Reaksjonsproduktene er uoppløselig kalsiumsulfitt og sulfat, oppløselig natriumsulfitt (og hydroksyd). Bunnfallet er fortykket i en bosetter. Slammet filtreres og kaken vaskes. Den klare væsken fra sedimenterings- og filtreringsoperasjoner sammen med sminke-natriumkarbonat returneres til absorberen.
To uavhengige kostnadsstudier har indikert at kostnaden ved installasjon og drift av et dobbelt-alkalisystem er mindre enn det for et kalkstensgassvasksystem for behandling av en relativt høy svovelbrennstoffgass.
(iv) fortynnet syreprosess:
Denne prosessen er et alternativ til dobbelt alkaliprosessen. I denne prosessen absorberes SO2 i en fortynnet svovelsyre (2-3% H2S04) løsning med jern som katalysator.
Reaksjonene som oppstår er:
2 SO2 + 02 + 2 H20 -> 2 H2S04 ..................... .. (5.21)
2 Fe SO4 + SO2 + 02 -> Fe2 (SO4) 3 .................. .. (5, 22)
Fe 2 (SO4) 3 + SO2 + 2 H20 -> 2 Fe SO4 + 2 H2SO4 .................. .. (5.23)
Således produsert svovelsyre blir omsatt med kalkstein for å utfelle gips.
SO 2- fjerningseffektiviteten av denne prosessen har blitt rapportert å være ca 90%.
B. Alkalisk metallbasert prosess :
Dette er også en kasteveisprosess hvor verken kalk eller kalkstein brukes direkte eller indirekte. Den er egnet for behandling av en relativt liten røykgasstrøm som inneholder SO2. Alkali brukt til skrubbing er natriumhydroksyd eller karbonat.
I denne prosessen avkjøles en røykgasstrøm først ved å føre den gjennom en venturi-skrubber. Deretter skrues den rensede, avkjølte gassen med en alkaliløsning i en enkelt silkebrettkolonne. Til slutt oppvarmes den behandlede gassen ved å tilsette varm luft og slippes ut i atmosfæren gjennom en stabel.
Venturi-skrubberen er matet med en resirkulert løsning mens silkebrettkolonnen er matet med en fersk alkaliløsning.
Fordelen med denne prosessen er lav kapitalkostnad. Den totale driftskostnaden på grunn av den kjemiske kostnaden og kostnaden for brukt bortskaffelse av væske overveier imidlertid den lave kapitalkostnaden. Den rapporterte SO 2- fjerningseffektiviteten av denne prosessen er ca. 85%
Våre gjenopprettingsprosesser:
A. Metaloksyd / Hydroksidprosesser:
(i) Magnesiumoksidprosess :
Denne prosessen utføres i tre trinn.
Step-I:
I det første trinnet vaskes en forrenset SO2-bærende gassstrøm med en vandig magnesia suspensjon.
De resulterende reaksjonene er:
MgO + 2S02 + H20 -> Mg (HSO3) 2 ..................... (5, 24)
Mg (HSO 3 ) 2 + MgO -> 2 Mg S03 + H20 ................ (5.25)
2 mg SO3 + 02 -> 2 mg SO4 ........................ (5, 26)
Step-ll:
I dette trinnet resirkuleres en del av magnesiumsulfitt-sulfatoppslemmingen sammen med den uomsatte magnesia til skrubberen blandet med sminkemagnesia og vann. Den andre delen av oppslemmingen blir filtrert og kaken tørkes.
Trinn-Ill :
I det tredje trinnet blir den tørkede kaken blandet med koks og kalsinert i en ovn ved ca. 850-900 ° C.
Under kalsinering skjer følgende reaksjoner:
Mg (HSO3) 2 -> MgO + 2S02 + H20 ................ (5.27)
MgS03 -> MgO + SO2 ............... .. (5, 28)
Mg SO 4 + C + ½ O 2 -> MgO + SO 2 + CO 2 .................. (5, 29)
Det regenererte MgO blir resirkulert til skrubberen og den produserte SO 2 benyttes for svovelsyreproduksjon.
SO2-fjerningseffektiviteten av PECOs Craumby Unit 1-anlegg har blitt rapportert å være 96-98%.
(ii) Mitsubishi Mangan-oksyhydroksydprosess :
Denne prosessen utføres ved å rense en forrenset avfallsgass inneholdende SO2 med en tre prosent manganoksydhydroksydoppslemming hvorved mangansulfitt og sulfat fremstilles som vist nedenfor.
Mn (OH) 2 + S02 -> MnSO3 + H20 ............ .. (5, 30)
Mn (OH) 2 + S02 + ½O2 -> MnSO4 + H20 .................. (5, 31)
Slurryen fra skrubberutløpet blir reagert med ammoniakk og oksygen som resulterer i dannelsen av en ammoniumsulfatløsning og regenererte Mn (OH) 2- partikler. Suspensjonen filtreres for å separere Mn (OH) 2, som resirkuleres til skrubberen. Ammoniumsulfatoppløsningen konsentreres for å krystallisere (NH4) 2S04, som markedsføres.
MnS03 + 2NH4OH + ½O2-> Mn (OH) 2 + (NH4) 2S04 (5, 32)
MnSO4 + 2NH4OH-> Mn (OH) 2 + (NH4) 2S04 (5, 33)
SO 2- fjerningseffektiviteten av denne prosessen kan være rundt 97%.
B. Aktivert karbon (Lurgi sulfosyre) prosess :
Lurgi-sulfosid-prosessen utføres ved å føre en avfallsgass inneholdende ca. 0, 1 til 1, 5% SO2 gjennom en seng av aktivert karbon. Karbonlaget katalyserer oksidasjon av S02 til S03, som reagerer med vann sprøytet på sengen.
En fortynnet svovelsyreoppløsning med en konsentrasjon på 10-15% H2SO4 fremstilles. Den fortynnede syre konsentreres til ca. 60-70% ved å utnytte varmen til den innkommende gassen (190-210 ° C) og derved kjøle gassen til 40-50 ° C før den kommer inn i karbonbunnen. Gassen som kommer ut av karbonplaten blir oppvarmet før stablering.
SO 2- fjerningseffektiviteten av denne prosessen er ca. 95%.
C. Citratprosess:
Denne prosessen er basert på det faktum at oppløseligheten av SO 2 i vann er lav, men det øker betraktelig når vann er buffret med natriumcitrat. Den grunnleggende reaksjonen som foregår under prosessen er:
S02 + H20 -> H2S03 .................. .. (5, 34)
Under absorpsjon av SO2 i citratbuffert løsning, kan noen SO2 bli oksidert til SO3, som i sin tur omdannes til H2SO4. For å undertrykke oksidasjonsreaksjonen blir tiosulfat tilsatt til skrubbeoppløsningen. Den oppnådde svovelsyre (H2SO3) -oppløsningen blir deretter omsatt med H2S, noe som resulterer i dannelsen av elementært svovel. Det elementære svovelet skilles fra løsningen ved flytning. Løsningen resirkuleres til skrubberen.
Denne prosessen ble utviklet av Salt Lake City Metallurgy Research Center av det amerikanske Bureau of Mines for gjenvinning av SO 2 fra smeltegasser. Derefter ble det gjennomført pilotprosessforsøk på kullbrennstoffpumpe. Resultatene av forsøkene på både smelteverk og kjelebunns-gass har vist seg å være lovende. Svovelfjerningseffektiviteten er rapportert å være 95-97%.
D. Sulfidinprosess :
Sulfidinprosessen bruker en blanding av xylidin og vann som har et omtrentlig forhold på 1: 1 som skrubbevæsken. Xylidin og vann er ikke blandbare, men når noen SO 2 reagerer med xylidin, blir systemet blandbart.
Prosessen utføres i et sett med to absorpsjoner som opererer mot-for tiden i serie. Støvfri SO 2- bærende gass blir introdusert i bunnen av den første absorberen på toppen av hvilken væskestrømmen som forlater den andre absorberen, tilføres. Gassen som forlater den første absorber, blir introdusert i bunnen av den andre absorber, som skrubbes med en gjenvunnet xylidin-vannblanding.
Den skrubbede gassen som forlater den andre absorber, skrubbes videre med fortynnet svovelsyre for utvinning av xylidin-damp før det endelig utluftes den behandlede gass. Væsken som forlater den første absorber, blir termisk fjernet indirekte for utvinning av S02. Gassen fra strippen som inneholder xylidin og vanndamp i tillegg til SO2, føres gjennom en kjølekondensor for kondensering av xylidin og vann. Gassen (hovedsakelig SO 2 ) blir neste vannskrubbet for ytterligere utvinning av xylidin-damp.
Væskestrømmen som kommer fra termisk stripper avkjøles og blandes med:
(1) Væsken fra kjølekondensatoren,
(2) Væsken fra vannkolonnen, og
(3) Væsken fra den fortynnede svovelsyre-skrubberen.
En del av vannlaget av denne blandingen kastes for å ha en xylidin-vannblanding som har et forhold på 1: 1 i den gjenværende strømmen. Denne strømmen føres tilbake i den andre absorber som absorberende. Fra tid til annen tilsettes en vandig sodaoppløsning til resirkuleringsstrømmen slik at xylidinsulfat til stede i strømmen omdannes til xylidin. Denne prosessen er ikke økonomisk når SO 2 innholdet i avfallsgass er lavt på grunn av tap av xylidin.
E. Dimetylanilin (ASARCO) Prosess :
AS ARCO Prosess er en bedre enn sulfidprosessen i den forstand at den kan behandle en avfallsgass som har SO 2 innhold på 3, 5% eller mer.
En SO 2 bærende avfallsgas skrus først med dimetylanilin og deretter med en sodaoppløsning for å fjerne sporene av SO 2 fra den behandlede gassen. Endelig vaskes eksosgassen med fortynnet svovelsyre for å fjerne dimetylanilin før den renses gjennom en stabel.
SO 2 rik dimetylanilin blir dampstrippet for gjenvinning av S02. Den resulterende damp-SO2-blandingen skrubbes med svovelsyre for å oppnå tørr S02. Den gjenvunnet SO2, kan enten være flytende eller omdannes til svovelsyre. Opptil 99% SO 2 utvinning er rapportert. Regenerert dimetylanilin blir resirkulert til skrubberen. Fordelene ved denne prosessen over sulfidprosessen er lavt reagenstap, lavt dampforbruk og mindre arbeidskrav.
F. Ammoniak (COMINCO) Prosess :
Denne prosessen utføres i to trinn. I første trinn SO 2 fjernes fra avfallsgasser fra rosterplanter ved skrubbing med vandig ammoniakkløsning, hvorved ammoniumbisulfitt fremstilles:
NH4OH + SO2-> NH4 (HSO3) .................. (5, 35)
I andre trinn behandles bi-sulfittoppløsningen med svovelsyre. Den resulterende blanding blir luftstrippet. Den luftstrippede løsningen inneholder ammoniumsulfat, mens gassstrømmen inneholder SO 2, luft og fuktighet.
2NH 4 (HSO3) + H2SO4 -> (NH4) 2S04 + 2H2SO3 .................. .. (5, 36)
(NH4) 2SO4 + 2H2SO3 + luft -> (NH4) 2S04 + 2SO2 + 2H2O + luft ............ .. (5, 37)
Ammoniumsulfatoppløsningen konsentreres for å fremstille ammoniumsulfatkrystaller. SO 2 -air gassblanding etter tørking brukes til å fremstille svovelsyre.
SO 2- fjerningseffektivitet har blitt observert å variere fra 85-97%.
De viktigste faktorene som fjerningseffektiviteten avhenger av er:
(i) Høyden på den pakkede sengen,
(ii) Driftstemperatur, og
(iii) Væske til gass (L / G) masseforhold i absorberen.
G. Natriumsulfitt (Wellman-Lord) Prosess :
Opprinnelig ble denne prosessen basert på kaliumsulfitt-bi-sulfitt syklus. Imidlertid brukes for tiden mindre dyre natriumsalt. I denne prosessen vaskes en avfallsgasstrøm som inneholder SO 2 med en natriumsulfittløsning, noe som resulterer i dannelse av natriumbisulfitt. Reaksjonen kan oppsummeres som
Na2SO3 + S02 + H20 -> 2 NaHSO3 ............ (5, 38)
Den således dannede bi-sulfittoppløsningen konsentreres i en inndampingsanordning med tvungen sirkulasjon under vakuum. Den konsentrerte oppløsningen blir deretter underkastet dampstripping ved en høyere temperatur, hvilket fører til dekomponering av bi-sulfitt til sulfitt. Natriumsulfitt som således produseres, krystalliserer fra oppløsningen. Reaksjonen kan uttrykkes som:
2 NaHSO3 -> Na2S03 + S02 + H20 ......... .. (5, 39)
Na2SO3 krystaller separeres, oppløses og løsningen returneres til absorberen. Fuktig SO2-gass tørkes og tilføres til en svovelsyre-plante.
Den gjennomsnittlige fjerningseffektiviteten til SO har blitt observert til rundt 91%.
H. Natriumhydroksidprosess :
Skrubbing av en røykgass som inneholder SO2 med natriumhydroksydoppløsning resulterer i dannelsen av bi-sulfitt og sulfitt.
2 NaOH + CO 2 -> Na2C03 + H2O .................. .. (5, 40)
Na2CO3 + SO2 -> Na2SO3 + CO2 .................. .. (5, 41)
Na2SO3 + S02 + H20 -> 2Na (HSO3) .................. .. (5, 42)
NaOH + SO2 -> NaH SO3 .................. .. (5, 43)
Natriumsulfitt-bi-sulfittoppløsningen behandles deretter med sinkoksyd (ZnO) støv, hvorved ZnSO3 utfelles og NaOH-oppløsning regenereres. NaOH-oppløsningen resirkuleres til absorberen.
Den utfelte ZnSO3 blir stekt etter tørking.
Zn SO3 -> ZnO + SO2 .................. .. (5, 44)
ZnO gjenbrukes og SO2 tilføres til en svovelsyre-plante.
I. Biologisk prosess :
Denne prosessen er utviklet i fellesskap av Monsanto Enviro-Chem System og UOP-systemet for behandling av FCC-eksosgass som inneholder N2, O2, H20, CO2, CO, SO x og NO x sammen med noen katalysatorstøvpartikler. SO x konsentrasjonsområdet var 250-2300 ppm og det for NO x ca. 200 ppm i gassen.
Prosessen består i å skru av eksosgassen i en revers-jet våtskrubber med NaHCO 3- oppløsning. Den store reaksjonen som foregår under skrubbe er
Na HCO 3 + SO 2 -> Na HSO 3 + CO 2 .................. .. (5, 45)
Noen natriumbi-sulfitt kan bli oksidert til Na2SO4 på grunn av tilstedeværelsen av oksygen i gassen som behandles. Gass-væskeblandingen inneholdende noen faste partikler separerer i to strømmer i et tilstøtende kar. Gassen kommer ut på toppen av fartøyet og væsken strømmer inn i en sump. Væsken fra sump etter filtrering blir hovedsakelig resirkulert til skrubberen mens en del blir matet til en anaerob bioreaktor
I bioreaktoren reduseres sulfitten og sulfatet enten til natriumbisulfid med en begrenset tilførsel av et passende reduksjonsmiddel eller til H2S når en større mengde reduksjonsmiddel anvendes. Reduksjonsmidlet kan være en hydrogengass med lav renhet eller etanol eller metanol. Etanol eller metanol kan brukes som karbonkilde for mikroorganismer.
I den anaerobe reaktoren er reaksjonene som finner sted:
(I) med begrenset tilførsel av et reduksjonsmiddel-
NaHSO 3 + 3 H 2 -> NaHS + 3 H 2 O .................. .. (5, 46)
Na2SO4 + 4H2 + CO2 -> NaHS + NaHC03 + 3H2O .................. .. (5, 47)
(II) med en større tilførsel av et reduksjonsmiddel:
NaHSO3 + 3H2 + CO2 -> NaHCO3 + H2S + 2H2O .................. .. (5, 48)
Na2SO4 + 4H2 + 2C02 -> 2 NaHCO3 + H2S + 2H2O ............... (5, 49)
Når H 2 S blandet med CO 2 produseres, ledes gassen til en aminabsorber eller en annen svovelutvinningsenhet. Væsken inneholdende NaHC03 fra det anaerobe reaktorutløpet blir resirkulert til absorberen.
Hvis NaHS er tilstede i det anaerobe reaktorutløpet, blir det imidlertid matet til en aerob reaktor for regenerering av NaHC03 og produksjon av elementært svovel i henhold til reaksjonen:
NaHS + ½ O 2 + CO 2 -> NaHCO 3 + S .................. .. (5, 50)
Slurryholdige elementære svovel filtreres og filtratet som inneholder NaHCO3 resirkuleres til skrubberen.
Den totale prosessen med svovelfjerning av hele prosessen kan være så høy som 98%.
