• 5

4.9. ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ПАРОВ РТУТИ

Загрязнение атмосферы ртутью происходит при выбросе газов предприятиями цветной металлургии, теплоэнергетики, химиче­ской и других отраслей промышленности. В отходящих газах ртуть и ее соединения могут находиться в виде паров и аэрозо­лей, а также в составе некоторых пылей (в адсорбированной или растворенной форме). Концентрация ртути изменяется в широких пределах.

Существенные различия в составе и объемах ртутьсодержа- щих отходящих газов определяют значительное число предло­женных для их очистки методов, которые условно разделяют на физические (конденсационные, абсорбционные, адсорбцион­ные, улавливания аэрозолей) и химические (хемосорбционные, газофазные).

Для предварительной очистки концентрированных по ртути газов обычно используют физические методы с последующей глубокой очисткой индивидуальными и комбинированными хи­мическими методами. Хемосорбционные жидкостные методы применяют при необходимости удаления из концентрированных газов сложного состава наряду со ртутыо некоторых других компонентов, особенно таких, очистка от которых сухими мето­дами затруднена или невозможна, и обычно ограничивают небольшими объемами обрабатываемых газовых потоков. При

необходимости глубокой демеркуризации значительных объемов отходящих газов наиболее часто используют адсорбционные методы. Однако промышленные адсорбенты, за исключением активных углей, весьма редко используют для демеркуризации отходящих газов.

Обработка сухих ртутьсодержащих газовых потоков немоди- фицированными активными углями часто осложнена присутстви­ем в них диоксида серы, который дезактивирует адсорбент, рез­ко снижая его поглотительную способность в отношении ртути. Однако при наличии в очищаемых газах кислорода и паров воды в адсорбенте интенсивно идет процесс окисления сорбируемого диоксида серы:

SOs+H20+0,502 —H2S04.            (1.275)

Образующаяся серная кислота взаимодействует с парами ртути с образованием HgS04, что обеспечивает возможность эффективной демеркуризации обрабатываемых газов. В этой связи рационально подвергать очистке влажные газы (относи­тельная влажность 40—100%) с высоким содержанием диокси­да серы —на два-три порядка больше содержания ртути. Остаточная концентрация в газах ртути в этих условиях может достигать «0,0075 мг/м3. Использование термической (450°С) десорбции под вакуумом в 46,6 кПа (350 мм рт. ст.) обеспечи­вает в течение 60 мин 97% -ю регенерацию угля и возможность его повторного использования. Возможны и иные приемы ре­генерации, в частности путем обработки насыщенного адсор­бента осушенным 100%-ным диоксидом серы.

Используемые для демеркуризации отходящих газов актив­ные угли часто предварительно модифицируют путем их обра­ботки различными сульфатирующими, галоидирующими, суль- фидирующими и другими реагентами: серной кислотой, хлори­дами железа и ртути, серой, сульфидами металлов и т. п.

На этом принципе основан способ санитарной очистки от паров ртути вентиляционных выбросов производства витамина В2 (рис. 1-48).

Адсорбент готовят в реакторе путем обработки активного угля типа АР водным раствором хлорида натрия, приготовляемым в смесительной емко­сти, с последующей его подсушкой горячим воздухом, поступающим из ка­лорифера. Модифицированный таким образом адсорбент через верхний люк загружают в концентрические пространства — полости цилиндрического ад­сорбера, образуемые перфорированными вертикальными кольцевыми стенка­ми, и подлежащие очистке отходящие газы фильтруют через располагающие­ся в них слои гранулированного угля. В результате химического взаимодей­ствия с хлоридом натрия пары ртути связываются и удерживаются адсор­бентом. По насыщении ртутью поглотитель выгружают из адсорбера и со­держащуюся в нем ртуть рекуперируют пирометаллургическим методом.

При обработке 40 тыс. м3/ч вентиляционных выбросов с концентрацией ртути 0,13 мг/м3 5,5 т загруженного в адсорбер модифицированного угля (содержание NaCl 3—5%, толщина слоя 0,2 м, поверхность фильтрации 40 м=) обеспечивают степень очистки 99,0±1,0% при скорости фильтрации

 

Рис. 1-48. Схема адсорбционной установки демеркуризации вентиляционных выбросов:

/ — смеситель; 2 — калорифер; 3 — реактор; 4 — адсорбер; 5 — вентилятор

газа 0,28 м/с, общем сопротивлении установки не более 1 кПа и сроке службы угля более полутора лет.

Наряду с активными углями в качестве носителей для хемо- сорбентов-импрегнатов могут быть использованы и другие адсорбенты (силикагели, цеолиты, глинозем) и вещества с вы­сокоразвитой поверхностью (пемза, оксид магния, кремнезем и др.), а также различные волокнистые материалы.

При очистке значительных объемов ртутьсодержащих газо­вых выбросов на ряде производств используют дробленую (размер зерен 4—15 мм) марганцевую руду (пиролюзит).

Очистка основана иа проходящей на поверхности зерен реакции:

2Hg+MnOg —>• HgaMnOi  (1.276)

При наличии в очищаемых газах кислорода и диоксида серы одновре­менно образуются сульфаты марганца и ртути. Поскольку в газовых выбро­сах некоторых производств (например, в отходящих газах ртутных заводов) содержание диоксида серы значительно выше, чем ртути, с целью направ­ленного использования пиролюзита перед контактом с ним газы очищают от диоксида серы (обычно известковым молоком). После удаления основного количества диоксида серы газы подогревают до 50—70 °С с целью предуп­реждения конденсации находящейся в них влаги и контактируют с пиролю­зитом. Демеркуризованные газы эвакуируют в атмосферу.

Насыщенный ртутью пиролюзит после выгрузки из адсорбера подверга­ют обработке в ротационных грохотах с целью разрушения и отсева ртуть- содержащего поверхностного слоя его зерен. Отсев с содержанием 1—2%. ртути с целью извлечения последней обжигают вместе с исходной ртутьсо- держащей рудой и повторно используют для газоочистки.

При обработке отходящих газов ртутных заводов в соответствии с опи­санной технологией в слое пиролюзита высотой 0,6 м при скорости газа в адсорбере 0,2 м/с степень их демеркуризации составляет 90—96% при затра­те 20 т пиролюзита на 1 т уловленной ртути. В то же время при очистке пиролюзитом вентиляционных выбросов производства ртутных термометров остаточная концентрация ртути достигает 0,02 мг/м3 при степени демеркури­зации 80%. Невысокая глубина очистки наряду с токсичностью пыли пиро­люзита, повышением гидравлического сопротивления его слоя за счет само­уплотнения в процессе работы и рядом других факторов ограничивает в по­следнее время интерес к практическому использованию этого метода.

Помимо перечисленных твердофазных методов для очистки отходящих газов от паров ртути могут быть использованы не­которые ионообменные методы, в частности с использованием зернистых или волокнистых материалов: катионита в Нд8+-фор- ме или анионообменной смолы, содержащей соединения иода и адсорбированный иод.

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я