Методы очистки газов от оксида углерода

         Оксид углерода является высокотоксичным газом. Предельно допустимые концентрации его: в рабочей зоне—20 мг/м³, в атмосфере (максимально разовая)—3 мг/м³, среднесуточ­ная — 1 мг/м³.

    Оксид углерода образуется при неполном сгорании веществ,. содержащих углерод. Он входит в состав газов, выделяющихся в процессах выплавки и переработки черных и цветных метал­лов, выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, газов. образующихся при взрывных работах, и т, д.

    Для очистки газов от оксида углерода используют абсорб­цию или промывку газа жидким азотом. Абсорбцию проводят также водно-аммиачными растворами закисных солей ацетата, формиата или карбоната меди,

   Медно-аммиачная очистка. В случае применения медно-аммиачных растворов (табл. 6.7) образуются комплексные медко-аммизчные соединения оксида углерода:

[Сu(NН₃)_m(Н₂О)_n]+хNН₃+уСО === [Си(NНз)_m+х (СО)_y (Н₂0)_n (Н₂0)_n ]   (1)

   Показано, что наиболее вероятной формой существования одновалентной меди является ион [Си(NН₃)₂CO2Н₂0]⁺ , образую­щий с СО ион [Сu(NH₃)₂COН₂О]⁺   с выделением одного моля воды.

   Раствор имеет слабощелочной характер, поэтому одновре­менно поглощается и диоксид углерода:

2NH₄ОН+СО₂  =  (NH₄)₂СО₃ + Н₂О;                                                  (2)

(NH₄)₂ + CO₃ + CO₂ + H₂O = 2NH₄HCO₃.                                          (3)

   Абсорбционная способность раствора увеличивается с по­вышенном концентрации одновалентной меди, давления СО к уменьшением температуры абсорбции. Соотношение свободных  аммиака  и  диоксида  угперода  в  растворе  также  влияет  на  поглотительную  способность  раствора.

    Поглотительная  способность  раствора  V_со  ( в м³/м³ )  определяют  по  формуле

                V_со = [Cu⁺]/ 1 / 22,4 + k ( C^1/2/p_co ) ,                                                   (4)

       где  [Cu⁺]  -   содержание  одновалентной  меди  в  растворе ,  моль/л ;  К – коэффициент ,  зависящий  от  соотношения  свободных  аммиака  и  диоксида  углерода  в  растворе ;  C - коэффициент ,  зависящий  от  температуры  процесса  очистки ; р_со –парциальное  давление  СО.

 

   Состав     медно-аммиачных     растворов    ( в г/л )  представлен  в  таблице 6.7 

 Таблица 6.7

 

Состав  медно-аммиачных  растворов ( в г/л ).

 

Компонент	Раствор
	карбонатный	формиатный	ацетатный
Cu+	77-90	125	128-137
Cu2+	16-18	19	17-19
Cu ( общ.)	93-108	145	148-154
NH3	90-114	150	153-164
Кислоты :
Муравьинная	-	55-75	-
Угольная	120-140	55-75	-
Уксусная	-	-	135-170

 

  Для  обеспечения  глубокой  очистки  абсорбцию  проводят  при   давлении  11,8 – 31,4  МПа  и  температуре  раствора  0 – 20 ⁰С .

 Далее  представлена  схема  установки  очистки  газов  от  диоксида  углерода  медно-аммиачным  раствором. 

Схема    установки    очистки    газов     от     диоксида     углерода     медно-аммиачным  раствором.

    

1 – абсорбер

2 ­­– насос

3 – водяной  холодильник

4 – аммиачный  холодильник

5 -  емкость

6– десорбер

     Регенерацию  раствора  проводят  нагреванием  его  паром  до  температуры  80 ⁰С  .  Регенерированный  раствор  возвращается  в  абсорбер ,  а  газы  на  переработку.

     Добавление  к раствору  метанола , этанола ,  этиленгликоля  или  глицерина  увеличивает  его  абсорбционную  способность,  понижает  парциальное  давление  оксида  и  диоксида  углерода  над  раствором ,  что  позволяет  вести  процесс  очистки  под  меньшим  давлением.