|
Активный уголь не только адсорбирует H2S из газовой среды, но и катализирует реакцию окисления поглощенного Н28 в адсорбированной фазе кислородом, если он имеется в газе, до элементарной серы:
2H2S + O2 → 2S + 2H2O + 220 кДж.
Если очистке подвергают газ, не содержащий кислорода, его добавляют с таким расчетом, чтобы выходящий газ содержал не более 0,1% O2.
Трудность использования активного угля для решения задачи сероочистки заключается в том, что при улавливании H2S углем в присутствии кислорода основная реакция преобразования адсорбата в элементную серу сопровождается побочным сильно экзотермическим процессом образования серной кислоты.
H2S + 2O2 → H2SO4 + 790 кДж.
Удельный вес побочной реакции, протекающей в порах активных углей обычных типов, настолько значителен, что при высокой концентрации H2S в очищаемом воздухе слой угля сильно разогревается и возникает опасность возгорания. Интенсивность образования серной кислоты зависит от содержания в угле тяжелых металлов, в первую очередь железа. При их высоком содержании более одной трети H2S превращается в серную кислоту.
Образующуюся серную кислоту нейтрализуют газообразным аммиаком, который одновременно ускоряет процесс окисления H2S, так как, по-видимому, поддерживает необходимую щелочность поверхности активированного угля. Аммиак может вводиться в систему периодически в стадии регенерации (охлаждения) адсорбента или непрерывно примешиваться к очищаемому газу. В этом случае наряду с основной реакцией протекают и побочные с образованием сульфата аммония и углекислого аммония:
...
Ввиду высокой экзотермичности процесса окисления верхним пределом концентрации H2S в очищаемом газе считают 5 г/м3. При более высокой концентрации H2S температура угля повышается до 70-100оС.
Для регенерации насыщенного серой угля обычно применяют водный раствор сульфида аммония, который при взаимодействии с серой превращается в многосернистый аммоний:
...
Отработанный раствор разлагают острым паром с выделением серы чистотой выше 99,9%:
|
