Очистка газов от двуокиси серы

Было подсчитано, что в 80-е годы масса выбросов оксидов серы составляла 15,6 млн. тонн в год, а мировые потребности в серной кислоте (для получения синтетических моющих средств, для заливки аккумуляторов автомобилей и т.д.) составляли около 25 млн. тонн в год. Таким образом, потребности в серной кислоте были значительно меньше того количества, которое можно было произвести из выбрасываемых оксидов серы. 

В настоящее  время разработано и используется много методов для улавливания SO2 из отходящих дымовых газов. Весьма привлекательными являются скрубберные  установки, позволяющие получить продукты, имеющие спрос на рынке. Один из таких скрубберов может производить серу высокой чистоты, другой - разбавленную серную кислоту. Последнюю невыгодно перевозить на большие расстояния, тогда как высокочистая сера, находящая применение в производстве лекарственных препаратов, промышленных реагентов, удобрений и т.д., привлекает и далеких потребителей в развитых странах. 

В России проблему загрязнения атмосферы оксидами серы удалось решить на большей части  европейской территории. Так, в Москве на единственном нефтеперерабатывающем заводе в Копотне с 1997 года запрещено использовать серосодержащие нефтепродукты. В то же время трудности, связанные с транспортировкой серной кислоты, затрудняют решение этой проблемы для азиатской территории. В результате огромные массы оксидов серы комбината «Норильский никель», выбрасываемые 100-метровыми трубами, достигают через Северный полюс берегов Канады.

  Очистка газов от оксида серы (IU). 

      Сернистый газ – одно из основных загрязнений  атмосферного воздуха, оказывающее сильное негативное воздействие на живые организмы. В обычных  условиях это бесцветный газ с резким характерным запахом.  В атмосфере он постепенно окисляется до серного ангидрида, а последний при взаимодействии с водой образует серную кислоту. Из атмосферы  сернистый газ и продукты его химических превращений  вымываются с осадками, поступая в водоемы, почву. Время пребывания сернистого газа в атмосфере зависит от многих факторов и составляет от нескольких часов до 4-5 суток. Предельно допустимая концентрация этого вещества  в воздухе  (среднесуточная) составляет 0,005 мг/м³.

      Сернистый газ – кислотный оксид, способы  улавливания SO₂ из загрязненных промышленных  газов основаны на  способности его взаимодействовать с водой, основными оксидами, некоторыми солями.

                                                                                                                                                          Таблица 5

Методы  очистки газов от  SO₂. 

      Известковый метод очистки  газов от SO₂. Это один из наиболее простых в техническом отношении методов. Однако в процессе очистки образуются твердые отходы, которые не находят практического применения, сбрасываются в отвалы. Поэтому метод применим только при небольших содержаниях SO₂ в очищаемом газе. Метод основан на необратимом химическом взаимодействии сернистого газа с известняком (известью или мелом), в результате чего образуется сульфит кальция, который на воздухе окисляется до сульфата кальция.

      Аммиачный метод очистки газов от SO₂ имеет несколько вариантов, отличающихся условиями проведения процесса. Однако во всех вариантах этого метода первая стадия одинакова - это поглощение сернистого газа водным раствором сульфита аммония с образованием гидросульфита аммония. Далее варианты метода отличатся по направлениям переработки гидросульфита аммония. Наибольший интерес с точки зрения эколога представляют те методы, в которых происходит  превращение SO₂ в какой-либо  продукт, используемый в других производствах или в сфере потребления. При таком подходе  более интересен аммиачно-автоклавный метод. Здесь на второй стадии процесса  гидросульфит амония разлагается в автоклаве при  повышенных температурах и давлениях  с получением в качестве товарных продуктов серы и сульфата аммония:

2 NH₄HSO₃    +  (NH₄)₂SO₃   =  2(NH₄)₂SO₄   +  S  + H₂O

      Поглощение  SO₂ углеродными пористыми сорбентами является одним из наиболее перспективных методов. При контакте содержащего SO₂ газа с пористым сорбентом вначале происходит сорбция SO₂ и других компонент загрязненного газа  на активной поверхности сорбента. Далее в результате взаимодействия сорбированных веществ между собой образуются вещества, представляющие  собой товарные продукты. Так образование серной кислоты может быть представлено следующей схемой: 
 

SO₂           H₂O     О₂                    SO₂ + H₂O  = H₂ SO₃

                                                H₂ SO₃ + ½ O₂  = H₂ SO₄