Способ очистки газов от сопровождающих примесей

Способ очистки газов от сопровождающих примесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалнстимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М, Кл.2

В 01 D 5 3/04//

С 01 В 7/22

С 01 В 7/02 (22) Заявлено 05.1173(2!) 1967919/26

I с присоединением заявки М 1967921/26

Государственный номнте

СССР н1 делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 05.06.79 Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 0506.79 (53) УДK 661.546. .1Б1(088.8) А.И.Вулих, М. К.Загорская, Н.А.Фокина, Г.А.Никандров, Л.А.Резниченко, М.П.Зверев, А.Н.Бараш, В.И.Суркова, А .М.Маврин и Н.В.Троян (72) Авторы изобретения (71 3

Заявители Государственный научно-исследовательский институт () цветных металлов и Всесоюзный научно-исследовательский институт искусственного волокна (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СОПРОВОЖДАЮЩИХ

ПРИМЕСЕЙ

Изобретение относится к области очистки газов от сопровождающих примесей, преимущественно фтористого водорода и хлора, находящихся в газообразном или парообразном состоянии, и может быть использовано для санитарной очистки отходящих газов и вентиляционного воздуха.

Известны способы очистки газов 1О от сопровождающих примесей путем адсорбции сильно основными анионита» ми, например анионитом АВ-17 (1), (2), (3) и (4) °

К недостаткам этих способов относится высокое аэродинамическое сопротивление потоку газа, которое создают зернистые аниониты.

Известен также способ очистки газов от сопровождающих примесей путем их сорбции целлюлозными волокнами с анионообменными свойствами. (5) .

Однако известный способ имеет следующие недостатки: а/ удельная емкость целлюлозноанионитных сорбентов сравнительно низка; б/ диапазон относительной влажности газа, при котором происходит эффективная сорбция примесей ограничен 60-90%; в/ материалы иэ целлюлозно-анионит. ных волокон обладают низкой химической устойчивостью, в связи с чем их регенерация не может быть осуществлена.

Целью изобретения является повышение степени очистки и возможности многократного использования сорбента.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе очистки газов от сопровождающих примесей, включающем фильтрацию их через слой волокнистого анионообменного сорбента, в качестве последнего используют структурированное волокно из roïîëèмера акрилонитрила и винилпиридина, а отработанный сорбент подвергают жидкостной обработке.

Другое отличие состоит в том, что отработанный сорбент обрабатывают водой, что позволяет расширить йределы влагосодержания газов, очищаемых от фтористого водорода.

Кроме того, с целью упрощения регенерации сорбента, используемого для поглощения хлора, в качестве сорбента берут структурированное волокно из сополимера акрилонитрила

N винилпиридина, модифицированное эпихлоргидрином.

665932

По предложенному способу ионообменная емкость волокон, благодаря весьма нысокой скорости сорбции сопровождающих примесей, реализуется в динамических услбвиях почти полностью, Волокна используют в ниде слоев нетканого материала, полученного иглопробивным методом или н виде ткани, что упрощает конструктивное оформление фильтрующих устрбйств. Аэродинамическое.сопротивление таких фильтров 10 при скорости газового потока 10 см/сек и толщине слоя 1 см составляет около

10 мм вод.ст.

Ионообменная емкость волокон, используемых по предлагаемому способу, составляет в ОН-форме 2,5-3 мг-экв/г.

Их удельная-сорбционная емкость пб

HF при газоочистке эанисит от исходной концентрации HF в очищаемых газах и в исследованном интервале концент- 20 раций составляет от 12 вес .В при

CH = 50 мг/м до 22 вес.В при СН

1 r/м 3 воздуха { влажность 50 отн . В ) .

Благодаря весьма высокой скорости сорбции HF предлагаемым сорбентом, указанная емко"ть реализуется почти полностью, как емкость до проскока (при контрольном уровне 0,5 мг/м ) в алое нетканого полотна развесом

1 кг/м и более при скорости газового,0

2 потока до 10 см/сек.

Водная регенерация волокон, насы щенных HF, при расходе воды 2030 мл/г, позволяет вымыть HF до остаточного содержания F в волокне

4-5 вес.В. Регенерированное волокно во F-форме поглощает в указанных выше условиях от 8 до 18 вес.В HF °

При промывке волокон, насыщенных

HF, в динамических условиях и рециркуляции заключительных фракций де- 40 сорбата на следующий цикл, из процесса можно выводить, как попутный продукт, планиковую кислоту, содержащую до 100 г/л HF.

При очистке воздуха с более высо- 45 кой влажностью достигается большая емкость сорбента.

Сорбент по предлагаемому способу целесообразно испольэовать для газоочистных фильтров, преимущественно 50 н виде нетканого полотна. Аэродинамическое сопротивление таких фильтров при скорости газового пбтока 10 см/сек и толщине слоя 1 см составляет около

1.0 мм,вод.ст.

Пример 1. Очищают воздух, содержащий 50 мг НГ/нмВ, с температурой 2ООС и влажностью 50 отн.ú%, пропуская через фильтр иэ нетканого иглопробивного.полотна;на основе воло кон из сополимера акрилонитрила с 2-метил-5-винилпиридином (35 вес.В

ИВЦ), имеющих статическую обменную емкость 2,5,мг-экв/г и метрический номе 2800. 65

Рабочая площадь фильтрации состав ляет 15 см, нес волокна в рабочей

Я части фильтра 0,76 r (разнес волокна в нетканом полотне 500 г/м ), толщина фильтрующего слоя 5 мм фильтр предварительно промыт ЗВ-ным раствором Ыа СО и водой, Волокно переведено в основную форму.

Воздух пропускают через фильтр со скоростью 2 л/мин. Аэродинамическое сопротинление фиЛьтра потоку воздуха составляет 0,7 мм вод.ст.

До проскока HF в очищенный воздух (определение с чувствительностью

0,5 HF/м ) пропускают 1360 л га3 за, поглощая 68 мг HF (9 вес.В по от. ношению к несу сорбента) . До выравнивания концентрации HF в исходном и профильтрованном воздухе пропускают ,дополнительно 700 л газа ;, и поглощают

25 мг HF (ЗВ к весу сорбента) .

Фильтр регенерируют, пропуская

30 мл воды и получая в фильтрате

60 мг HF.

При повторной очистке воздуха регенерированным фильтром в тех же условиях очищают 900 л воздуха до проскока HF. Эта величина сохраняется постоянной при многократных циклах очистки воздуха и водной регенерации . в приведенных условиях.

Пример 2. Очищают воздух с теми же параметрами тем же сорбентом, что и в примере 1, но фильтр площадью

15 см состоит иэ двух слоев нетканого полотна развесом 1 кг/м . Вес полотна н рабочей части фильтра 2,5 r

l толщина слоя 20 мм. Воздух пропускают со скоростью 4 л/мин. йэродинамическое сопротивление фильтра 6 мм вод.ст.

До проскока HF пропускают 5, 8 м .. газа, поглощая 280 мг HF (11,2В к весу сорбента); до выравнивания концентрации HF в исходном-и профильтрованном воздухе пропускают дополнительно 0,8 м газа и поглощают 30 мг

НР (1,2 нес.В).

Фильтр регенерируют, пропуская

75 мл воды и получая в фильтрате

200 мг HF.

При повторных циклах очистки воздуха регенерированным фильтром (в F-Форме) и водной регенерации в тех же условиях очищают 3,5-4 м газа до проскока HF, поглощая 175200 мг HF (7-8В к весу сорбента).

Пример 3, В условиях примера 2, но при влажности воздуха

80 отн.В очищают 7 м ноэдуха до проскока НР, поглощая 350 HF

{14В к весу волокна), а после водной регенерации очищают 5 мЗ воздуха

{емкость сорбента 10 вес.В).

Пример 4. В условиях примера 2, но при концентрации HF в исходном воздухе 500 мг/м, очищают до проскока 960 л газа, поглощая 480 мг

HF (19В к весу сорбента). При водной регенерации 100 мл води вымывают

66593

Формула из обр ет ени я

Составитель Л.Евсеев

Техред,Л. Алферова Корректор А. Власенко

Редактор В.Смирягина

Тираж 876 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 3036/6

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

380 мг HF, причем первые 10 мп фильтрата содержат 25 г/л HF, В последующих циклах очистки воздуха н тех же условиях регенерированный фильтр (н F-форме) очищает 750-800 л воздуха того же состава. При рециркуляции фильтрата от регенерации на вы- 5 мывание HF в последующих циклах достигается концентрация HF в первых фракциях фильтрата 100 г/л.

Пример 5. В качестве сорбента используют нетканое полотно иэ во- 10 локон, синтезиронанных путем сополимерации акрилонитрила и винилпиридина с последующей обработкой эпихлоргидрином. Удельная емкость сорбента.

bio сильноосновным группам l5

1, 0 мг-экв/г, полная емкость

2,5 мг-экв/r; влажность волокна в

ОН-форме 12 вес.%, метрический номер

2400. Нетканый материал, изготовленный иглопробйвным методом, имеет

g r разнес 600 г/м, толщину 6 мм, объемную массу 0,10 г/см

В фильтр помещают два слоя нетканого полотна. Площадь фильтрации д составляет 15 см, вес материала в фильтрующем слое 1,8 г. Пропускают газо-воздушную смесь, содержащую

0,1 мг/л С12, с относительной влажностью 70% (при 20ОС). Скорость фильтрации 2 л/мин, или 2 см/сек.

Время защитного действия (до 30

Проскока хлора, равного 0,001 мг/л) составляет 6 часов, что cоответствует очистке 720 л воздуха и сорбции

75 мл С1 (40 мг/г сорбента) . Сопротивление слоя потоку газа состав- 35 ляет 2 мм вод.ст.

Регенерацию проводят 100 мл

0,1 н.раствора ИаОН, после чего сорбент полностью восстанавливает сорбционные свойства. При многократном 40 использовании материала в цикле сорбции хлора-регенерация разрушения сорбента не происходит. Расход NaOH или Иа СО на регенерацию может быть сокращен до 1,5 г-экв на 1 г-экв кильноосновных групп сорбента. при рециркулировании заключительных фракций фильтрата при регенерации.

Предлагаемый способ может быть использован для очистки отходящих, вентиляционных и технологических

".:н рг,. 1

2,1;,„к | Г(ря газов от вредных газообразных йли---- -= парообразных примесей, Он может быть применен на предприятиях цнетной и черной металлургии, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

1. Способ очистки газов.от сопровождающих примесей, преимущественно фтористого водорода и хлора, путем фильтрации их через слой волокнистого анионообменного сорбента, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки и возможности многократного использования сорбента, в качестве последнего используют структуриронанное волокно из сополимера акрилонитрила и винилпиридина, а отработанный сорбент подвергают жидкостной обработке.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения пределов влагосодержания газов, очищаемых от фтористого водорода, отработанный сорбент обрабатывают водой .

3. Способ по п.l, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упроЬ е- ния регенерации сорбента, используемого для пбглощения хлора, в качестне сорбента берут структурированное волокно из сополимера акрилонитрила и винилпиридина, модифицированное эпихлоргидрином.

Источники инофрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вулих А.И. и др. Докл ° АН СССР

175, 1059 .(1967 г.).

2. Авторское свидетельство СССР

Р 327936, кл. В 01 D 33/04, 18.04.72.

3. Вулих A.È. и др. Докл. АН СССР т .160 1072 (1965).

4. Чернова С.П., Ксензенко В.И °, Химическая промышленность, 1967, Р 5, с.368.

5. Эннан А.А. сб. III Всесоюзный симпозиум по химии неорганических фторидов,. Одесса, 1972, с.6.