Avlägsnande processer av svaveldioxid

Denna artikel lyfter fram de två reduktionsprocesserna av svaveldioxid. Minskningsprocesserna är: 1. Torra processer och 2. Våta processer.

Abatement Process # 1. Torka processer:

I dessa processer behandlas SO2-bärande avfallsgaser med kemikalier i frånvaro av vatten.

Dry Throwaway Process-Kalksten / Dolomit Process :

I detta förfarande injiceras kalksten eller dolomitpulver i en förbränningskammare i vilken partiklarna och rökgasen strömmar mot tiden. Vid hög ugnstemperatur sönderdelas kalcium / magnesiumkarbonatet till oxid som i sin tur reagerar med SO2 närvarande i rökgasen för att bilda sulfit och sulfat. De övergripande reaktionerna kan uttryckas som

2 CaCO3 + 2 SO2 + ½O2 CaSO3 + CaSO4 + 2CO2 ... .. .............................. (5.1)

2 MgCO3 + 2 SO2 + ½O2 -> MgSO3 + MgSO4 + 2CO2 ............................ (5.2)

Suliten och sulfatet som produceras tillsammans med oreagerade CaO / MgO avlägsnas från ugnen och kasseras. På grund av otillräcklig kontakt mellan CaO / MgO och rökgasen är i flesta fall SO2-avlägsnandeeffektiviteten låg trots det faktum att karbonat tillsätts i stort överskott än den stökiometriska proportionen.

Några typiska resultatdata är:

Dolomitprocess:

Optimal partikelstorlek: 10-15 μm

Optimal dolomittillägg: 2, 5 gånger den stökiometriska mängden.

Avlägsnande effektivitet:

70% med 250 ppm SO2

85% med 130 ppm SO2

Kalkstensprocess :

Optimalt kalkstenstillägg: 10% av kolavskiljningen

Flytningseffektivitet: 40-80% med 550-890 ppm SO2

Högre elimineringseffektivitet kan uppnås när kalksten / dolomit används i en förbränningsbädd med fluidiserad bädd.

Trots att kalksten / dolomitbaserad torrprocess är mindre effektiv än den våta processen med kalk / kalksten slurry, har den följande fördelar:

(i) Rökgas kan behandlas vid förhöjd temperatur,

(ii) Ingen komplex behandlingsenhet krävs.

Denna torra process har en kant över de torra återvinningsprocesserna, eftersom de drabbas av överdriven förlust av absorbent på grund av slitning och hög investeringskostnad på grund av komplexiteten hos regenereringsenheterna.

Torra återvinningsprocesser:

A. Metalloxidprocess:

(i) aktiverad manganoxidprocess:

Denna process har utvecklats av Mitsubishi Heavy Industries. Den består av följande steg:

Steg-I:

Hydrerad manganoxid bringas samtidigt i kontakt med en SO2-bärande rökgas som ett resultat av vilket mangansulfat produceras.

Mn2O3 + 2SO2 + ½O2 -> 2 MnSO4 ....................................... (5.3)

Steg-ll:

Mangansulfat som sålunda produceras reageras i ett separat kärl med vattenhaltig ammoniak och luft, varvid ammoniumsulfat produceras och manganoxid utfälles.

2MnSO 4 + 4 NH4OH + ½O2 -> 2 (NH4) 2S04 + Mn2O3 + 2H20O

Steg-Ill:

Den bildade uppslamningen filtreras. Manganoxid torkas och återvinns. Ammoniumsulfatlösningen koncentreras och de resulterande ammoniumsulfatkristallerna saluförs.

SO 2- borttagningseffektiviteten hos denna process kan vara omkring 90%.

(ii) Kopparoxidprocess :

I detta förfarande reagerar aluminiumoxidbärare kopparoxidpellets med S02 och 02 närvarande i en rökgas för framställning av CuSO4 vid ca 400 ° C

Därefter reduceras CuSO4 med väte eller metan runt 400 ° C, varvid reaktionen är

Användning av metan kan leda till koksavlagring och följd av pluggning av bädden.

I nästa steg oxideras koppar med luft och reaktorn sätts på nätet.

SO2 som produceras kan omvandlas till svavelsyra eller elementär svavel.

Eftersom processen arbetar i en cykel krävs minst två reaktorer.

Processen verkar vara lovande. Det kräver emellertid dyra reaktorer och en stor tillförsel av en reducerande gas (H2 / CH4).

(iii) Alkaliserad aluminiumprocess:

Denna process utförs genom att man i kontakt med disken använder för närvarande aluminium-natriumoxidpellets med en diameter av ca 1, 60 mm med SO2-bärande rökgas vid ca 330 ° C vilket resulterar i bildning av alumino-natriumsulfat.

Aluminium-natriumsulfatpelletsna reduceras sedan i en annan tornräknare för närvarande med H- och CO vid ca 650 ° C för att regenerera aluminium-natriumoxid och för att producera H2SH2S behandlas sedan behandlas för svavelåtervinning.

Denna process kan ha en SO2-borttagningseffektivitet av ca 90%. Det stora problemet som uppstår i denna process är emellertid avgång av pelletsna vilket resulterar i dess förlust. Denna förlust påverkar processens ekonomi negativt. Det är ännu inte att hitta kommersiell ansökan.

B. Aktiverade kolprocesser:

(i) Reinluft Process:

Denna process utförs i två steg. I det första steget adsorberas en rökgas innehållande SO2 på en rörlig bädd av aktiverade kolpartiklar vid ca 150-200 ° C. Absorbenten drivs mot-för närvarande. Aktiverade kolpartiklar som används i denna process framställs genom vakuumkarbonisering av torv eller liknande material. Nyckeln till den ekonomiska potentialen i denna process ligger i tillgängligheten av en billig adsorbent.

Under adsorptionsprocessen sker följande reaktion på adsorbentytan:

I det andra steget behandlas kolpartiklarna laddade med svavelsyra som kommer ut från adsorberingen för återvinning av H2S04 som sådan eller som SO2. De regenererade kolpartiklarna återvinns tillbaka till adsorberingen.

Det finns två alternativa processer för återvinning av svavelbärande föreningar från de laddade kolpartiklarna:

(a) Tvätta kolpartiklarna med vatten. Detta resulterar i produktion av utspädd svavelsyra-lösning. De våta kolpartiklarna torkas och återvinns tillbaka. Nackdelen med denna process är de svårigheter som uppstår vid lagring, transport och marknadsföring av den utspädda svavelsyralösningen.

(b) Värm de svavelsyra laddade kolpartiklarna till ca 380-450 ° C. Vid upphettning av SO2, CO2, CO och H20 produceras och kolpartiklarna återaktiveras. Den producerade gasen innehåller ca 10-15% SO2, som kan användas för framställning av svavelsyra. De regenererade kolpartiklarna återvinns till adsorberingen.

Avlägsnandeeffektiviteten hos Reinluft-processen är ca 90%.

(ii) Westvaco Process :

Westvaco-processen utnyttjar aktiverade kolpartiklar i en rörlig säng. Den mellanprodukt som bildas under processen är svavelsyra men slutligen återvinns svavel som elementär svavel.

Processen utförs genom följande steg.

Steg-I:

SO 2, O 2 och fukt närvarande i en rökgasskombination på aktiverade kolpartiklar för framställning av svavelsyra.

Steg-ll:

Adsorberad svavelsyra reageras med H, S för att producera elementär svavel på kolpartiklarnas ytor.

Steg-Ill:

Kolpartiklarna innehållande elementära svavelpartiklar uppvärmes för att ge svavelånga, vilken kondenseras och uppsamlas som smält svavel.

Steg-IV:

Återstående svavel som är närvarande på kolpartiklarna omvandlas till H2S genom omsättning med väte (H2) och därigenom reaktivering av kolpartiklarna. H2S genererad används i steg II och kolpartiklarna återanvänds. Denna process har drivits i pilotskala. Den rapporterade SO 2- borttagningseffektiviteten är 90%. Det har hävdats att 99% borttagningseffektivitet kan uppnås genom användning av en djupare kolbädd.

Nackdelarna med processen är:

(i) Storleken på det kärl som krävs för att hålla kolpartiklar är stort och tryckfallet över sängen är högt.

(ii) Mängden väte som behövs för avlägsnande av kvarvarande svavel (steg IV) är mycket högre än den stökiometriska mängden.

C. Smält karbonatprocess:

Atomics International Molten Carbonate Process använder en eutektisk smält innehållande 32% Li2C03, 33% Na2C03 och 35% K2C03 i vikt för att absorbera SO2 från en spillgas vid ca 450 ° C. SO2-avlägsnandeeffektivitet av denna process har befunnits vara ca 99% från en influensgas med 0, 1 till 3% SO2.

Reaktionerna kan uttryckas som under:

SO2 + M2C03 -> M2S03 + CO2 ........................ (5.11)

SO 2 + ½ O, + M 2 CO 3 -> M 2 SO 4 + CO 2 ................ (5.12)

Den laddade smältan reduceras sedan med en blandning av H och CO, varigenom en gasström innehållande H2S, CO och H20 produceras tillsammans med regenererade karbonater. Regenereringsprocessen utförs vid ca 525 ° C. En alternativ process är att reducera sulfit-sulfatsmältningen till sulfid med kol och luft vid ca 750 ° C. Sulfidkarbonatsmältningen reageras vidare med ånga och CO2 vid ca 450 ° C vilket resulterar i bildningen av H2S och karbonatsmältning.

H2S som produceras kan användas antingen för produktion av svavelsyra eller för produktion av elementär svavel. Även om driften av en komplett integrerad enhet som använder denna process ännu inte ska genomföras är processen av intresse på grund av den unika tekniken som är inblandad. Denna process kan användas för svavelåtervinning från dammfri stapelgas.

Abatement Process # 2. Våta processer:

Dessa förfaranden utförs genom att skura SO2-bärande avfallsgaser antingen med en vattenhaltig uppslamning eller med en vattenhaltig lösning.

Wet Throwaway Processer:

A. Lime / kalkstenbaserade processer:

(i) Konventionella processer:

Vid denna process skruvas en rökgasström fri från partikelformigt material med en vattenhaltig suspension av pulverformig kalk / kalksten med 5-10 viktprocent fast vikt. SO 2, borttagningseffektivitet för denna process är ca 80 till 95%.

Även om kalksten är mycket billigare än kalk, föredrages kalk för vissa applikationer på grund av dess högre reaktivitet. Den skrubbade gasen återuppvärmes innan den laddas i atmosfären genom en stapel.

Den förbrukade suspensionen från skrubberns botten matas in i en cirkulationsbehållare, där en del av den matas tillbaka till skrubbern med sminkvatten och färskt kalk / kalkstenspulver. Den återstående delen släpps ut i en sedimenterande damm. Det sedimenterade slammet från dammen kasseras och supernatantvätskan återcirkuleras till skrubberna tillsammans med den vattenhaltiga suspensionen. I skrubber produceras huvudsakligen bi-sulfit och bi-sulfat. Dessa genomgår ytterligare reaktioner i recirkulations / fördröjningstanken.

Reaktionerna som äger rum i skrubbern är:

2CaCO3 + 4 SO2 + O2 + 2H20 -> Ca (HSO3) 2 + Ca (HSO4) 2 + 2CO2 ....... (5.13)

2 Ca (OH) 2 + 4 SO2 + 02 -> Ca (HSO3) 2 + Ca (HSO4) 2 ..................... (5, 14)

I recirkulations- / fördröjningstanken kan de reaktioner som uppstår sammanfattas som nedan:

CaCO3 + Ca (HSO3) 2 -> 2 CaSO3 + H2O + CO2 ............. .. (5, 15)

CaCO3 + Ca (HSO4) 2 -> 2 CaS04 + 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)

Kalksten av kemisk kvalitet innehållande 95% eller mer CaCO3 är mest lämplig för denna process. Dolomiten är relativt inert är inte lämplig för denna process. För kalkstenbaserad process måste massförhållandet L / G överstiga 65, men för den kalkbaserade processen har L / G-massförhållandet omkring 35 visat sig vara tillräckligt. För avlägsnande av kalk till SO2-förhållandet är det omkring 1, 05-1, 15 gånger den stökiometriska proportionen på grund av dess högre reaktivitet medan kalksten är det önskade förhållandet omkring 1, 25 till 1, 6.

Kalksten är billigare jämfört med kalk, men en kalkstensbaserad skrubberstorlek skulle vara större än den för en kalkbaserad skrubber på grund av högre L / G-förhållande för den tidigare. För en stor installation skulle kalkprocessen vara ekonomisk, medan för en liten installation kalkprocessen skulle vara mer ekonomisk

Drift av en skrubber vid ett lågt pH-värde (pH inte mindre än 5) främjar bildandet av hårda kalciumsulfatvågar (i skrubberna och cirkulationssystemen), medan drift vid ett högre pH-värde (influens-scrubber-pH överstigande 8) främjar bildning av mjuka kalciumsulfitpartiklar .

Det optimala pH-värdet för ett kalkstenssystem är mellan 5, 8 och 6. För ett limsystem är något surt pH mest lämpligt. Reaktion mellan kalk och CO2 i rökgas orsakar utfällning av CaCO3 över pH 6, 7, vilket resulterar i en högre kalkförbrukning. Därför får pH för ett limsystem inte överstiga 6, 7.

Uppehållstiden i en recirkulationstank är ca 10 minuter för ett kalkstenssystem och detsamma är ca 5 minuter för ett limsystem.

De ungefärliga slamkompositionerna av ett kalkstenssystem och det för ett kalksystem anges i tabell 5.1.

(ii) Chiyoda Thoroughbred 121 Process :

Kalkstensuppslamning används som absorberande i denna process. Det skiljer emellertid från den konventionella kalkstenprocessen i tre avseenden, nämligen (1) det absorberande pH-värdet. (2) reaktorns konstruktion och (3) införande av luft i reaktorns bottendel. Luft används för oxidation av SO2, till SO3.

PH som upprätthålls i denna process är omkring 4 till 5; som en följd oxideras sulfiten till sulfat. Processen utförs i en speciell typ en reaktor kallad jetbubblingsreaktor. Eftersom processen producerar gips som slutprodukt, är det inte nödvändigt att återvinna vätska.

Problemfri smidig drift och SO 2- borttagningseffektivitet i intervallet 97-99% med rökgas SO 2 -koncentration från 1000-2000 ppm har rapporterats. Hög kalkstensutnyttjande och högt gipsinnehåll i slammet har observerats.

Den övergripande reaktionen kan sammanfattas som under:

CaCO3 + S02 + 1 / 2O2 + 2 H20 -> CaS04. 2H20 + CO2 ............ .. (5, 19)

(iii) dubbelalkaliprocess :

I denna process behandlas en rökgas med en lösning av natriumsulfit, vilken absorberar SO2,

Den huvudsakliga reaktionen kan uttryckas som nedan:

Na2S03SO2 + H20 -> 2 NaHS03 .................. .. (5.20)

De andra kemikalierna som finns i den förbrukade lösningen kan vara natriumsulfit, natriumsulfat och natriumkarbonat. En del av den förbrukade vätskan återvinns till absorberaren. Den andra delen behandlas med kalk eller kalkstenspulver.

Reaktionsprodukterna är olösliga kalciumsulfit och sulfat, löslig natriumsulfit (och hydroxid). Fällningen förtjockas i en bosättare. Slammet filtreras och kakan tvättas. Den klara vätskan från sedimenterings-och filtreringsoperationerna tillsammans med make-up-natriumkarbonat returneras till absorberaren.

Två oberoende kostnadsstudier har visat att kostnaden för att installera och driva ett dubbelalkalysystem är mindre än det för ett kalkstensslamssystem för behandling av en relativt hög svavelhaltig rökgas.

(iv) Tunnelsyraprocess:

Denna process är ett alternativ till dubbel alkaliprocessen. I denna process absorberas SO2 i en utspädd svavelsyra (2-3% H2S04) lösning med järn som katalysator.

De reaktioner som uppstår är:

2 SO2 + O2 + 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 H2S04 .................. .. (5.23)

Svavelsyra som sålunda produceras reageras med kalksten för utfällning av gips.

SO 2- borttagningseffektiviteten hos denna process har rapporterats vara ca 90%.

B. Alkali Metalbaserad Process :

Detta är också en kasta bort process där varken kalk eller kalksten används direkt eller indirekt. Det är lämpligt för behandling av en relativt liten rökgasström innehållande SO2. Alkali som används för skrubbning är natriumhydroxid eller karbonat.

Vid denna process kyles en rökgasström först genom att passera den genom en venturi-skrubber. Därefter skruvas den rengjorda kylda gasen med en alkalilösning i en enda siktbrickans kolonn. Slutligen uppvärmes den behandlade gasen genom att tillsätta varmluft och släpps ut i atmosfären genom en stapel.

Venturi-skrubbaren matas med en återvunnen lösning medan silskivans kolonn matas med en frisk alkalilösning.

Fördelen med denna process är låg kapitalkostnad. Den totala driftskostnaden på grund av den kemiska kostnaden och kostnaden för bortskaffad förbrukning av avfall överstiger emellertid den låga kapitalkostnaden. Den rapporterade SO2-borttagningseffektiviteten hos denna process är ca 85%

Våta återvinningsprocesser:

A. Metalloxid / hydroxidprocesser:

(i) Magnesiumoxidprocess :

Denna process utförs i tre steg.

Steg-I:

I det första steget skruvas en förrenad SO2-bärande gasström med en vattenhaltig magnesia-suspension.

De resulterande reaktionerna är:

MgO + 2 SO2 + H20 -> Mg (HSO3) 2 ..................... (5.24)

Mg (HSO3) 2 + MgO-> 2 MgS03 + H2O ................ (5, 25)

2 mg SO3 + 02 -> 2 mg SO4 ........................ (5, 26)

Steg-ll:

I detta steg recirkuleras en del av magnesiumsulfit-sulfatuppslamningen tillsammans med den oreagerade magnesia till skrubberblandningen blandad med sminkmagnesia och vatten. Den andra delen av uppslamningen filtreras och kakan torkas.

Steg-Ill :

I det tredje steget blandas den torkade kakan med koks och kalcineras i en ugn vid ca 850-900 ° C.

Under kalcinering sker följande reaktioner:

Mg (HSO3) 2 -> MgO + 2SO2 + H2O ................ (5, 27)

MgS03 -> MgO + SO2 ............... .. (5, 28)

MgS04 + C + ½O2 -> MgO + SO2 + CO2 .................. (5, 29)

Det regenererade MgO-materialet återvinns till skrubbern och den producerade SO2 användes för svavelsyraproduktion.

SO2-borttagningseffektiviteten hos PECOs Craumby Unit 1-anläggning har rapporterats vara 96-98%.

(ii) Mitsubishi Manganoxi-hydroxidprocess :

Denna process utförs genom rengöring av en förrenad avfallsgas innehållande SO2 med en tre procentig manganoxi-hydroxiduppslamning, varigenom mangansulfit och sulfat framställes såsom visas nedan.

Mn (OH) 2 + SO2 -> MnSO3 + H2O ............ .. (5, 30)

Mn (OH) 2 + S02 + ½O2 -> MnSO4 + H2O .................. (5, 31)

Uppslamningen från skrubberutloppet omsattes med ammoniak och syre vilket resulterar i bildningen av en ammoniumsulfatlösning och regenererade Mn (OH) 2- partiklar. Suspensionen filtreras för att separera Mn (OH) 2, som återvinns till skrubbern. Ammoniumsulfatlösningen koncentreras för att kristallisera (NH4) 2S04, som marknadsförs.

MnS03 + 2NH4OH + ½O2-> Mn (OH) 2 + (NH4) 2S04 (5, 32)

MnSO4 + 2NH4OH-> Mn (OH) 2 + (NH4) 2S04 (5, 33)

SO 2- borttagningseffektiviteten hos denna process kan vara omkring 97%.

B. Aktiviserad kol (Lurgi-sulfid) -process :

Lurgi-sulfacidprocessen utförs genom att man leder en avfallsgas innehållande ca 0, 1 till 1, 5 procent SO2 genom en bädd av aktivt kol. Kolbädden katalyserar oxidation av SO2 till SO3, som reagerar med vatten som sprutas på sängen.

En utspädd svavelsyralösning med en koncentration av 10-15% H2S04 framställes. Den utspädda syran koncentreras till ca 60-70% genom utnyttjande av värmen hos den inkommande gasen (190-210 ° C) för att därigenom kyla gasen till 40-50 ° C innan den går in i kolbädden. Gassen som kommer ut från kolbädden uppvärmes före stackavhämtning.

SO 2- borttagningseffektiviteten hos denna process är ca 95%.

C. Citratprocess:

Denna process baseras på det faktum att lösligheten av SO2 i vatten är låg men den ökar avsevärt när vatten buffras med natriumcitrat. Den grundläggande reaktionen som äger rum under processen är:

SO2 + H20 -> H2S03 .................. .. (5, 34)

Under absorption av SO2 i citratbuffrad lösning kan vissa SO2 oxideras till SO3, som i sin tur omvandlas till H2SO4. För att undertrycka oxidationsreaktionen tillsättes tiosulfatet till skrubblösningen. Den framställda svavelsyran (H2SO3) -lösningen reageras därefter med H2S, vilket resulterar i bildning av elementär svavel. Den elementära svaveln separeras från lösningen genom flytning. Lösningen återvinns till skrubbern.

Denna process har utvecklats av Salt Lake City Metallurgy Research Center i US Bureau of Mines för återvinning av SO 2 från smältgaser. Därefter genomfördes pilotprovningsskalan på koleldad panna stackgas. Resultaten av försöken på både smältverk och panna stack gas har visat sig vara lovande. Svavelavlägsnandeffektiviteten har rapporterats vara 95-97%.

D. Sulfidinprocess :

Sulfidinprocessen använder en blandning av xylidin och vatten med ett ungefärligt förhållande av 1: 1 som skurvätskan. Xylidin och vatten är ej blandbara men när vissa SO2 reagerar med xylidin blir systemet blandbart.

Processen utförs i en uppsättning av två absorptionsmedel som arbetar mot-för närvarande i serie. Dammfri SO 2 -bärande gas införs i botten av den första absorberaren i toppen av vilken vätskeströmmen som lämnar den andra absorberingen matas. Gasen som lämnar den första absorberingen införs i botten av den andra absorberaren, vilken skruvas med en utvunnen xylidin-vattenblandning.

Den skrubbade gasen, som lämnar den andra absorberaren, skruvas vidare med utspädd svavelsyra för återvinning av xylidinånga innan den slutgiltiga ventilationen av den behandlade gasen avlägsnades. Vätskan som lämnar den första absorberen avlägsnas termiskt indirekt för återvinning av SO2. Gasen från avdrivaren innehållande xylidin och vattenånga förutom SO2 passeras genom en kylare-kondensor för kondensation av xylidin och vatten. Gasen (huvudsakligen SO 2 ) tvättas nästa vatten för ytterligare återvinning av xylidinånga.

Vätskeströmmen som kommer från den termiska avdrivaren kyles och blandas med:

(1) Vätskan från kylkondensorn,

(2) Vätskan från vattentvättkolonnen och

(3) Vätskan från den utspädda svavelsyra-skrubbern.

En del av vattenskiktet i denna blandning kasseras så att en xylidin-vattenblandning har ett förhållande av 1: 1 i den återstående strömmen. Denna ström matas tillbaka i den andra absorberaren som absorberande. Från tid till gång tillsätts en vattenhaltig soda-lösning till recirkulationsflödet så att xylidinsulfat närvarande i strömmen omvandlas till xylidin. Denna process är inte ekonomisk när SO 2 -halten i en spillgas är låg på grund av förlust av xylidin.

E. Dimetylanilin (ASARCO) Förfarande :

AS ARCO Process är en bättre än sulfidprocessen i den meningen att den kan behandla en spillgas med SO 2 -halt 3, 5% eller mer.

En SO2-bärande avloppsgas skruvas först med dimetylanilin och sedan med en soda-lösning för att avlägsna spåren av SO2 från den behandlade gasen. Slutligen skruvas avgasen ut med utspädd svavelsyra för att avlägsna dimetylanilin innan den rensas genom en stapel.

SO2-rik dimetylanilin är ångstrippad för återvinning av SO2. Den erhållna ång-SO2-blandningen skruvas med svavelsyra för att erhålla torr SO2. Den utvunna SO2 kan antingen vara flytande eller omvandlas till svavelsyra. Upp till 99% SO 2 återvinning har rapporterats. Regenererad dimetylanilin återvinns till skrubbern. Fördelarna med denna process under sulfidprocessen är låga reagensförluster, låg ångförbrukning och mindre arbetskravet.

F. Ammoniak (COMINCO) Process :

Denna process utförs i två steg. I det första steget SO 2 avlägsnas från avfallsgaser från rosterplanter genom skrubbning med vattenhaltig ammoniaklösning varvid ammoniumbisulfit produceras:

NH4OH + S02-> NH4 (HSO3) .................. (5, 35)

I andra etappen behandlas bi-sulfitlösningen med svavelsyra. Den resulterande blandningen avluftas luft. Den luftborttagna lösningen innehåller ammoniumsulfat medan gasflödet innehåller SO2, luft och fukt.

2NH4 (HSO3) + H2S04-> (NH4) 2S04 + 2H2S03 .................. .. (5, 36)

(NH4) 2S04 + 2H2SO3 + luft -> (NH4) 2SO4 + 2SO2 + 2H2O + luft ............. .. (5, 37)

Ammoniumsulfatlösningen koncentreras för att producera ammoniumsulfatkristaller. SO 2 -air gasblandning efter torkning används för framställning av svavelsyra.

SO2-borttagningseffektivitet har observerats att variera från 85-97%.

De viktigaste faktorerna för avlägsnande av effektiviteten beror på:

(i) Höjd på den packade sängen,

(ii) Driftstemperatur, och

(iii) Massförhållandet vätska till gas (L / G) i absorbenten.

G. Natriumsulfit (Wellman-Lord) Process :

Ursprungligen var denna process baserad på kaliumsulfit-bi-sulfitcykel. Emellertid används för närvarande billigare natriumsalter. I denna process skruvas en avfallsgasström innehållande SO2 med en natriumsulfitlösning, vilket resulterar i bildning av natriumbisulfit. Reaktionen kan summeras som

Na2SO3 + S02 + H20 -> 2 NaHSO3 ............ (5, 38)

Den sålunda bildade bi-sulfitlösningen koncentreras i en tvångs-cirkulationsindunstare under vakuum. Den koncentrerade lösningen utsattes sedan för ångstrippning vid en högre temperatur vilket medför sönderdelning av bi-sulfit till sulfit. Sodiumsulfit som sålunda framställs kristalliserar från lösningen. Reaktionen kan uttryckas som:

2 NaHSO3 -> Na2S03 + S02 + H2O ......... .. (5, 39)

Na2SO3-kristaller separeras, upplöses och lösningen returneras till absorberaren. Fuktig SO2-gas torkas och matas till en svavelsyraanläggning.

Den genomsnittliga borttagningseffektiviteten hos SO har observerats till omkring 91%.

H. Natriumhydroxidprocess :

Skrubbning av rökgas innehållande SO2 med natriumhydroxidlösning resulterar i bildning av bi-sulfit och sulfit.

2 NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O .................. .. (5, 40)

Na2C03 + SO2-> Na2S03 + CO2 .................. .. (5, 41)

Na2S03SO2 + H20-> 2Na (HSO3) .................. .. (5, 42)

NaOH + SO2 -> NaH SO3 .................. .. (5, 43)

Natriumsulfitbisulfitlösningen behandlas sedan med zinkoxid (ZnO) damm, varvid ZnSO3 utfälles och NaOH-lösning regenereras. NaOH-lösningen återvinns till absorberaren.

Den utfällda ZnSO3 stekas efter torkning.

Zn SO3 -> ZnO + SO2 .................. .. (5, 44)

ZnO återanvänds och SO2 matas till en svavelsyraanläggning.

I. Biologisk process :

Denna process har utvecklats gemensamt av Monsanto Enviro-Chem System och UOP-systemet för behandling av FCC-avgaser innehållande N2, 02, H20, CO2, CO, SOx och NOx tillsammans med några katalysatorstoftpartiklar. SO x koncentrationsintervallet var 250-2300 ppm och det för NOx omkring 200 ppm i gasen.

Processen består av att skrubbas avgasen i en vätskeskrubbare med omvänd strålning med NaHCO3-lösning. Den huvudsakliga reaktionen som äger rum under skurning är

NaHCO3 + SO2 -> Na HSO3 + CO2 .................. .. (5, 45)

Några natriumbi-sulfiter kan bli oxiderade till Na2SO4 på grund av närvaron av syre i den gas som behandlas. Gas-vätskeblandningen innehållande vissa fasta partiklar separerar i två strömmar i ett angränsande kärl. Gasen lämnar sig på toppen av kärlet och vätskan strömmar in i en sump. Vätskan från sumpen efter filtrering recirkuleras huvudsakligen till skrubbern medan en del matas till en anaerob bioreaktor

I bioreaktorn reduceras sulfit och sulfat antingen till natriumbisulfid med en begränsad tillförsel av ett lämpligt reduktionsmedel eller till H2S när en större mängd reduktionsmedel används. Reduktionsmedlet kan vara en renhetsgas med låg renhet eller etanol eller metanol. Etanol eller metanol kan användas som kolkälla för mikroorganismerna.

I den anaeroba reaktorn är reaktionerna som äger rum:

(I) med en begränsad tillförsel av ett reduktionsmedel-

NaHSO3 + 3H2-> NaHS + 3H2O .................. .. (5, 46)

Na2SO4 + 4H2 + CO2 -> NaHS + NaHCO3 + 3H2O .................. .. (5, 47)

(II) med en större tillförsel av ett reduktionsmedel:

NaHSO3 + 3H2 + CO2 -> NaHCO3 + H2S + 2H2O .................. .. (5, 48)

Na2SO4 + 4H2 + 2C02 -> 2 NaHCO3 + H2S + 2H2O ............... (5, 49)

När H2S blandat med CO2 produceras, ledes gasen till en aminabsorberare eller någon annan svavelåtervinningsenhet. Vätskan innehållande NaHC03 från det anaeroba reaktorutloppet recirkuleras till absorberaren.

Om NaHS är närvarande i det anaeroba reaktorutflödet matas det emellertid till en aerob reaktor för regenerering av NaHCOs och produktion av elementärt svavel enligt reaktionen:

NaHS + ½ O 2 + CO 2 -> NaHCO 3 + S .................. .. (5, 50)

Uppslamningen innehållande elementär svavel filtreras och filtratet innehållande NaHCO3 återvinns till skrubbern.

Den totala processen för svavelavlägsnande av hela processen kan vara så hög som 98%.