Фильтры очистки сероводорода: методы и установки для удаления, улавливания или нейтрализации H₂S

Завод-производитель газоочистного оборудования ООО «ПЗГО» тепло приветствует своих Клиентов и Посетителей и предлагает к рассмотрению такие технологические установки как фильтры очистки от сероводорода, а также методы утилизации, улавливания, нейтрализации и ликвидации H₂S, широко востребованные в современной промышленности.

Сульфидводород является одним из распространенных индустриальных загрязнителей, в больших количествах образующихся на множестве предприятий энергетического комплекса, химической, нефтехимической и нефтегазовой сферы.

Наряду с аммиаком, в немалых количествах дигидросульфид образуется и на крупных свинофермах и птицефабриках, в телятниках, конюшнях, овчарнях, навозохранилищах.

^{Трагическая гибель трех человек в канализационном септике, Караганда, Казахстан}

В микроскопических количествах эндогенный сульфид водорода выполняет важные функции сигнального клеточного газотрансмиттера. В малых дозах нередко используется в составе лечебных сероводородных ванн.

Промышленная же фильтрация выбросов сернистого водорода обеспечивает не только сохранение здоровья персонала и людей, но защиту металлических газовоздушных коммуникаций, газопроводов, воздуховодов, насосов, компрессоров, вентиляторов. Так же, в силу высокой кислой активности крайне негативно влияние сероводорода на стальные трубы очистных сооружений.

Запросить расчет или задать вопрос по оборудованию

Опасность для рабочего персонала и оборудования

Сернистый водород при обычных условиях – сладковатый газ. Одно из наиболее реакционных соединений серы, которое, как и все серосодержащие вещества, обладает крайне неприятным запахом. Относится к сильнодействующим ядовитым веществам (СДЯВ).

Таблица характеристик воздействия на организм

Вторичную опасность представляет H₂S как соединение, способное связываться другими окислителями, (например, хлороводородом в дымовых и отходящих газах), что ведет к образованию в прилегающей к предприятию атмосфере серной кислоты.

^{Водоем после осаждения газового облака, Китай}

Помимо прочего, дигидросульфид очень пожаро- и взрывоопасен, причем взрывоопасные воздушные смеси могут образовываться в очень широком диапазоне концентраций. Так, в 2003 году из-за взрыва сероводородного хранилища в Китае, (провинция Чуангдонгбей), погиб, по меньшей мере, 191 человек.

Основные типы фильтров и методов утилизации, нейтрализации и устранения сероводорода

Несмотря на все негативные эффекты H₂S, его химические и физические свойства хорошо изучены, и на сегодняшний день фильтры удаления сероводорода показывают высокую результативность в утилизации, устранении или ликвидации опасного газа.

^{Сиборд-комплекс компании Seaboard Overseas & Trading Group, Канада}

Основными методами нейтрализации, захвата и утилизации сероводорода являются адсорбционная очистка, мокрая сорбция / хемосорбция (щелочные сиборд-процессы), аминовая очистка, ликвидация с помощью каустика – фенолята натрия – и термическое разложение / сжигание.

ПДК вредных газов нормируется в России через гигиенический стандарт ГН 2.2.5.1313-03.

Среди других подходов к нейтрализации H2S и полисероводородов (сульфанов) можно выделить никель- и феррокс-процессы, метод Куэтта-Тейлора, хемосорбцию через фирменные калий-фосфатные абсорбенты «AlkaCid» немецкого технологического концерна «BASF» и некоторые другие, не находящие широкого применения.

Адсорбционные / угольные очистители

Промышленный каталитический захват газов через сухую угольную адсорбцию известен с начала прошлого века. С тех пор разработано множество новых адсорбентов, а технологии активации угля драматически улучшились, что позволяет современным маркам актикарбона осуществлять эффективный и тонкий захват широкого спектра загрязнителей газовой природы.

Адсорбция, представляющая собой частный тип сорбции, описывает удержание атомных или молекулярных конденсатов на поверхности адсорбционного материала.

Наиболее высокий КПД устранения сульфидоводорода показывают очистительные фильтры на базе слоя активированного угля, алюмосиликатов (цеолитов), металлизированных полимеров, высокопористых керамических субстратов.

^{Типы адсорбирующих материалов (слева направо – шарики силикагеля, угольные пеллеты, гранулы цеолита)}

При практически 100%-ной эффективности удаления из воздуха сернистого водорода и возможности последующей экстракции полезного вещества из адсорбирующей подложки, адсорбционные установки имеют две особенности, которые нужно брать в расчет еще на этапе проектирования газоочистной системы.

1. Необходимость периодической регенерации и полной перезагрузки фильтра, (первая в некоторых случаях может быть совмещена с десорбцией). По мере работы адсорбера происходит забивание микропор улавливаемым веществом, что ведет к постепенной потере эффективности удаления поллютанта из газовоздушного потока. Для активированного угля полная перезагрузка требуется раз в ≈ 100 фильтрующих циклов.
2. Применимость адсорбционных колонн только для газа с влажностью не выше 70%. В случае присутствия влаги и / или пыли в очищаемой струе необходима установка предварительного осушителя и / или пылеуловителя.

Впрочем, это ничуть не умаляет достоинств сухой каталитической фильтрации. На некоторых крупных производствах системы очистки сероводорода работают в таких тяжелых режимах, что требуется ежедневная перезагрузка десятков тонн адсорбента, и при этом, именно адсорбционный подход является наиболее экономически предпочтительным.

Сиборд-процесс, сорбция и хемосорбция

Аппараты, использующие в своей работе принцип мокрой сорбции, (а также хемосорбции), известны с 19 века. Что же касается непосредственно удаления сернистого водорода, то, наверное, пионером в создании фильтров для H₂S была американская компания «Koppers Company».

Отличие хемосорбции от физиосорбции заключается в том, что в первом случае имеет место образование ковалентных связей. Физиосорбция же подразумевает поглощение абсорбата без возникновения новых химсвязей.

Первые установки прошли успешные испытания в содружестве Пенсильвании в 20-ых годах прошлого столетия, а ключевым абсорбентом был выбран водный раствор карбоната натрия (кальцинированной соды).

Выполненный проект ООО "ПЗГО": внедрение системы очистки кислых газов на гидрометаллургическом предприятии

Хемосорбционное взаимодействие (обратимое) кальцинированной соды с дигидросульфидом в Seabord-процессе выглядит так:

Na₂CO₃ + H₂S ⇌ NaHCO₃ (пищевая сода) + NaHS (гидросульфид натрия)

В целом, свойство сернистого водорода активно реагировать с основаниями и легло в основу его современного отфильтровывания и утилизации.

Хемосорбционный метод взаимодействия с основаниями используется и при аминовой магистральной очистке водород-сульфида в нефтегазовой сфере. Каустик – фенолят натрия C₆H₅ONa – также является основанием и нередко используется для тонкой, управляемой деактивации H₂S.

Абсорберы и газопромыватели

Сорбционный принцип удержания нежелательных компонентов газопотока используется и в абсорберах (поглотителях), и в скрубберах (подробнее об аппаратах можно прочитать по ссылкам).

Добро пожаловать на наш Youtube-канал с презентациями газоочистной аппаратуры

Не вдаваясь в подробности, стоит отметить, что абсорберы в большей степени нацелены на нейтрализацию химически активных компонентов, в то время как преимущественное назначение скруббинг-систем – одновременная обработка потоков, обильно загрязненных и механическими (пылевыми), и газообразными, в том числе, – кислыми – включениями.

^{Скруббер "ШВ" для комплексного улавливания пыли и / или кислых и реактивных газов из отходящих выбросов}

Термическое разложение / сжигание

В силу высокой взрывоопасности газа термическое разложение газа применяется очень редко. Главным недостатком термической диссоциации является продукт реакции горения SO₂ (диоксид серы), который также представляет биологическую опасность и нуждается в обязательной хемосорбционной, каталитической или физиосорбционной дезактивации.

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂

Заказ, изготовление, доставка и монтаж

По любым вопросам, касающимся индивидуального проектирования и изготовления современных и высокопроизводительных промышленных фильтров от сероводорода, пожалуйста, связывайтесь с нами любым удобным способом или заполняйте Анкету Заказчика.

Быстро доставим оборудование до любой точки в России, СНГ, Европе или Азии. При необходимости проведем оперативный монтаж или шеф-монтаж. Гарантия.

ООО «ПЗГО» – дышите легко!