1148441929

Usuwanie rtęci

W przypadku usuwania rtęci z gazu procesowego stosowane są reaktory ze stałym złożem sorbentu, którym najczęściej jest węgiel aktywny impregnowany siatką. Dla uzyskania wysokiej skuteczności oczyszczania proces realizowany jest na gazie ochłodzonym do temp. 30-40°C. Reaktory zlokalizowane są przed układem odsiarczania gazu. Wraz z rtęcią z gazu usuwane są również iime metale ciężkie. Możliwe jest również ulokalizowanie układu za instalacją odsiarczania. Usunięcie rtęci i innych zanieczyszczeń przed instalacją odsiarczania przyczynia się do zwiększenia efektywności pracy i wydłużenia żywotności rozpuszczalników. Czas przebywania gazu w reaktorze wynosi ok. 20 s. a jego średnia prędkość przepływu ok. 0,3 m/s (prędkość gazu limitowana jest ze względu na wynoszenie cząstek stałych adsorbentu ze złoża oraz straty ciśnienia)¹’. W trakcie typowej, przemysłowej eksploatacji reaktora wymiana złoża następuje co 18-24 miesięcy. Konieczność wymiany złoża wynika, nie tyle z pojemności sorpcyjnej w stosunku do rtęci, ile ze wzrostu strat ciśnienia, gromadzenia się wody i zanieczyszczeń w złożu". Złoże węgla aktywnego z zaadsorbowaną rtęcią (po wymianie) kierowane jest do składowania i traktowane jako odpad niebezpieczny.

Usuwanie składników kwaśnych z gazu

Najczęściej stosowanymi metodami usuwania składników kwaśnych z gazów procesowych pochodzących za zgazowania węgła są metody absorpcyjne. Inne technologie odsiarczania gazu i separacji ditlenku węgla oparte na procesach adsorpcji, separacji membranowej i kriogenicznej wykorzystywane są w mniejszej skali łub znajdują się na etapie prac badawczych i testów pilotowych. Układ absorpcyjnego usuwania kwaśnych składników gazu zasadniczo składa się z dwóch głównych części: absorbera, w którym usuwane są zanieczyszczenia z gazu oraz regeneratora, w którym są one desorbowane z rozpuszczalnika. Kluczowym kierunkiem rozwoju i optymalizacji procesu jest redukcja ciepła desorpcji i regeneracji rozpuszczalnika, wpływająca zarówno na sprawność układów technologicznych, jak i ekonomikę procesu.

Procesy absorpcji, w zależności od mechanizmu, dzielą się na absorpcję fizyczną i absorpcję chemiczną. W procesie absorpcji fizycznej ditlenek węgla absorbowany jest przez rozpuszczalnik zgodnie z prawem Henry'ego i regenerowany poprzez obniżenie ciśnienia lub/i wzrost temperatury. Efektywność procesu rośnie wraz ze wzrostem całkowitego ciśnienia gazu i stężenia separowanych związków. Proces ten prowadzony jest w niskich temperaturach zapewniając odpowiednią rozpuszczalność wydzielanych składników^: gazów¹.

Absorpcja fizyczna stosow ana jest do oczyszczania gazów o dużej zawartości składników kwaśnych (C0₂, H,S) znajdujących się pod wysokim ciśnieniem. Procesy charakteryzują się niską krotnością cyrkulacji absorbentu, co obniża zużycie energii a także koszty eksploatacyjne. Wadą tych proccsów^: są wysokie ceny rozpuszczalników oraz ich skłonność do pochłaniania węglowodorów cięższych zawartych w oczyszczanym gazie. Przykładami procesów opartych na absorpcji fizycznej są: Rectisoł (alkohol metylowy). Selexoł (etery glikolowe). Fluor (węglan propylenu). Purisol (A -metylopirolidon) (tabela 5).

Table 5. Characterislics ofthe main lechnologies ofacidic gas removal from syngas (AGR) by absorption melhods

Tabela 5. Charakterystyka głównych technologii usuwania składników kwaśnych z gazu (AGR) metodami absorpcyjnymi

Nazwa technologii/procesu	Rodzaj i parametry procesu	Zastosowanie procesu, inne uwagi
Rectisoł””' (Lurgi GmbH i Linde AG)	absorpcja fizyczna, roztwór absorpcyjny: metanol, zakres temp.-40-62°C, zakres ciśnień: 2.1-17.2 MPa. jaz surowy: składniki kwaśne: 5-45%, jaz oczyszczony: związki siarki<0.1 ppm. "02~ 2 ppm,	oczyszczanie gazów po procesie zgazowania węgla oraz gazów stosowanych do syntez chemicznych: usuwane składniki gazu: C02, H2S, COS. merkaptany. HCN, karbonylki metali, węglowodory: wysoki stopień odsiarczania: otrzymanie bogatego w siarkowodór gazu kierowanego bezpośrednio do instalacji Clausa: duże straty rozpuszczalnika: konieczność stosowania aparatury ze stali stopowej: wymagana wysoka czystość azotu stosowanego w procesie regeneracji metanolu: proces złożony i kosztowny (potrzeba pracy w niskich temperaturach):
Sele.\oI (Ałlied Chemical Corporation)	absorpcja fizyczna, roztwór absorpcyjny: etery dimetylowe glikolu polietylenowego, zakres temp. -7-38°C, zakres ciśnień: 2,2-13,8 MPa, jaz surowy: składniki kwaśne: 5-60%, gaz oczyszczony: H;S~1 ppm. COS~l ppm.	oczyszczanie gazów^: po procesie zgazowania węgla (IGCC). gazu ziemnego, gazu syntezowego i biogazu; usuwane składniki gazu: C02, H2S. COS. merkaptany. NH,, HCN, węglowodory^1: niew ielkie straty rozpuszczalnika: możliwość stosowania aparatury ze stali węglowej: wysoka selektywność procesu wobec siarkowodoru: łączna desorpcja H2S i C02: desorpcja związków siarki w procesie regeneracji rozpuszczalnika:
Fluor Solvent^5S-^4*"^5’^1(Fluor Daniel)	absorpcja fizyczna, roztwór absorpcyjny: węglan propylenu. zakres temp. -18-65°C, zakres ciśnień: do 13,8 MPa. gaz surowy: H2S<200 ppm. jaz oczyszczony: H2S~kilka ppm. CO2<0,l%,	oczyszczanie gazu syntezowego, gazu ziemnego i wodoru: usuwane składniki gazu: C02,H2S. węglowodory: wysoka skuteczność usuwania ditlenku węgla: wymagana duża ilość cyrkulującego rozpuszczalnika; wysoka cena rozpuszczalnika: prostota procesu, nie wymaga nakładu energii na regenerację rozpuszczalnika: sekcji mycia wodnego oraz monitoringu stężenia roztworu;
Purisol^1' (Lurgi GmbH)	absorpcja fizyczna, roztwór absorpcyjny: V-metylopirolidon (NMP), zakres temp. -15-25°C, zakres ciśnień: 2-14 MPa. jaz surowy: składniki kwaśne 5-60%, jaz oczyszczony: H,S~kilka ppm.	oczyszczanie gazów po procesie zgazowania węgla (IGCC), gazów do syntez chemicznych; usuwane składniki gazu: H2S. C02. merkaptany. COS. węglowodory: wysoka selektywność procesu wobec siarkowodoru: