Методы и оборудование для очистки воздуха от сероуглерода

CS₂ при комнатной температуре представляет собой тяжелую прозрачную жидкость, имеющую в чистом виде благородный запах эфирного масла. Кипит при 46 °C. В силу высокой летучести и способности к воспламенению хранится под слоем воды или в атмосфере азота.

Сернистый углерод – высокотоксичное вещество, способное, как и многие серосодержащие химические конгломераты, приводить как острым, так и к хроническим отравлениям. Очистка воздуха от сероуглерода является критической мерой для поддержания нормального индустриального и природного климата.

^{Краткий обзор соединения}

Основная сфера применения – вискозная и целлюлозная промышленности, но используется сероуглерод и в химической промышленности для растворения сложных каучуков, масел, жиров, а также элементарной серы, фосфора, йода.

Одна из особенностей сероуглерода – как вещества, используемого в промышленных масштабах, – его способность создавать с воздухом взрывоопасные и самовоспламеняющиеся смеси в почти неограниченном диапазоне концентраций.

CS₂ представляет угрозу как при ингалятивном воздействии (судороги, возбуждение ЦНС, кома), так и при контакте с кожей (ожоги) и при попадании внутрь (смерть от нескольких граммов).

Задайте вопрос или запросите расчет стоимости

Методы улавливания, конверсии и нейтрализации сероуглерода

На сегодняшний день методов нейтрализации сульфида углерода в воздушных потоках разработано множество. Впрочем, многие из подходов представляют чисто экспериментальный интерес, но некоторые могут быть успешно использованы для конверсии / утилизации / улавливания паров сероуглерода на промышленных предприятиях.

Угольная адсорбционная очистка

Одним из самых старых методов селективной очистки газовой среды от CS₂ является сухая адсорбция. Впервые адсорбционный подход с применением активированного угля SuperSorbon был опробован еще в 1917 году, в Германии.

Кстати, сульфид углерода широко использовался во время Второй Мировой Войны – в качестве основы для коктейлей Молотова. Первые самодельные зажигательные ручные гранаты представляли собой смесь фосфора и серы в жидком сероуглероде.

На сегодняшний день разработано множество новых методов активации и химической модификации угля, что драматически повысило его реакционную и сорбционную способность по сравнению с началом 20 века.

Помимо прочего, улавливание сероуглерода в адсорбционных колоннах с наполнителем из Carbo Activatus относится к т.н. регенеративным методам, то есть, при необходимости, уловленный компонент можно в практически неизменном виде извлечь, десорбировать из адсорбента (активированного угля) и вернуть в производственный цикл.

^{Активированный уголь в гранулах: наполнитель для адсорбционного блока}

Относящиеся к устройствам тонкой воздухоочистки, адсорбционные башни способны на захват и множества других опасных или технологически нежелательных соединений: серооксид углерода (COS), сероводород (H₂S), пары ртути, летучие углеводороды, фтор, бром, хлор, диоксины, цианиды.

Пожалуйста, взгляните более детально на промышленные адсорберы, особенности их работы, принципы действия, типы адсорбентов и методы, очистки воздуха, реализуемые аппаратами данного класса.

Конверсия сероуглерода до сероводорода

Интересным методом нейтрализации сероуглерода является его предварительная конверсия (превращение) в сероводород.

^{Адсорбционно-десорбционная батарея для обработки H2S}

В присутствии кислорода воздуха и железно-хромовых (или медных катализаторов), при температуре 400-500 градусов Цельсия, CS₂ превращается в сероводород.

На производственных участках, в технологических циклах которых присутствует CS₂, запрещено использование ручного инструмента и оснастки из углеродистых сталей. Черные стали способны высекать искру, возникновение которой в воздушно-сероуглеродистой атмосфере сулит неминуемую катастрофу.

В присутствии алюминиевого катализатора и баритовой воды, эффективность реакции термической гидратации проявляется уже при температуре 150-200 градусов.

Взаимодействие можно выразить как CS₂ + 2H₂O → CO₂ + 2H₂S

После конверсии может быть произведен «более традиционный» адсорбционный или абсорбционный захват H₂S в угольных фильтрах или мокрых насадочных абсорберах.

Абсорберы со стационарной насадкой

Часто в производственной практике абсорбционный (хемосорбционный) захват сульфида углерода является предпочтительным.

Насадочные скрубберы (абсорберы со стационарным слоем) имеют в рабочей камере одну или несколько секций, заполненных т.н. насадочными телами – элементами с малым объемом и высокой удельной поверхностью.

• Поверх массообменной секции распыляется абсорбент, выбор которого производится с учетом захватываемого загрязнителя, (в данном случае – CS₂).
• Микропленка, создающаяся в результате орошения, образует в массобменной секции активный межфазный слой огромной поверхности, на границе которого и происходит сорбция нежелательных компонентов воздухопотока.

Распылительно-абсорбционный подход эксплуатирует свойство сернистого углерода вступать в реакцию со щелочами, например, каустической содой (NaOH) и хлорноватистокислым натрием (NaOCl).

^{Полипропиленовый абсорбер производства ООО "ПЗГО" для обработки химически активных газов и аэрозолей}

Щелочная реакция протекает с выделением следующих результантов:

NaOH (едкий натр) + CS₂ → Na₂S (сульфид натрия) + Na₂CO₃ (карбонат натрия) + H₂O (вода)

На первом этапе реакции, протекающей абсорбере, в качестве побочного продукта образуется токсичный сульфид натрия.

При достаточной концентрации щелочи сульфид натрия продолжает реагировать с сероуглеродом с образованием в шламе тритиокарбоната:

Na₂S + CS₂ → Na₂CS₃ (Sodium Trithiocarbonate)

Реакции с KMnO₄

Раствор сульфида натрия хорошо взаимодействует с перманганатом калия с образованием щелочей, которые, в свою очередь, эффективно нейтрализуются слабыми кислыми растворами.

Вдобавок, сероуглерод хорошо напрямую взаимодействует с сильными окислителями, например, с KMnO₄. В результате реакции с раствором перманганата калия в присутствии щелочи образуется чистая элементарная сера, карбонат калия (поташ) и оксид марганца (пиролюзит), которые – после дегидратации шламовой пульпы – могут быть экономически выгодно утилизированы.

CS₂ + KMnO₄ + KOH → S + MnO₂ (нерастворимый в воде оксид марганца) + K₂CO₃ (поташ) + H₂O

^{Круглые гранулы (алюмосиликатные шарики), пропитанные перманганатом калия}

Нейтрализация CS₂ через гипохлорит натрия

Пожалуй, самым эффективным способом необратимой нейтрализации сульфида углерода является его деактивация с помощью 10-%-ного раствора гипохлорита натрия.

Этот метод очистки легкостью может быть реализован посредством насадочного абсорбера или жидкостного скруббера путем загрузки в абсорбентный бак основной или вспомогательной секции – (если речь идет о многоступенчатой установке) – водного раствора NaOCl.

^{Ликвидация утечки сероуглерода из цистерны, 2012 год, Даугавпилс, Латвия}

Этот же способ дезактивации используется при ликвидации аварий, связанных с крупными утечками сернистого углерода, (а также сернистого водорода, гидросульфидов, фенолов и других опасных серосодержащих соединений).

Окисление / сжигание сероуглерода

В силу высокой горючести CS₂ может быть утилизирован через сжигание (термическое окисление), конечно же, с предельно аккуратным соблюдением пожарных норм.

CS₂ + O₂ → CO₂ + SO₂

^{Холодное пламя CS2 низкой концентрации в воздухе}

Бытует мнение, что сероуглерод горит холодным пламенем. Оказывается, температура горения смеси зависит от концентрации. При очень низком содержании CS₂ в воздухе пламя, действительно, может быть холодным.

Заказ, расчет, изготовление, доставка и ввод в эксплуатацию

Для получения ответов на любые вопросы, связанные с калькуляцией стоимости, индивидуальным проектированием, изготовлением и приобретением оборудования для очистки воздуха от сероуглерода на предприятиях вискозной и химической промышленности, пожалуйста, связывайтесь с нами через страницу контактов нашего сайта или заполняйте Анкету Заказчика.

Осуществим быструю доставку по России, СНГ, Европе, Азии. При необходимости проведем быстрый бесшовный монтаж абсорберов или адсорбционных модулей. Модернизация и создание новых газоочистных инфраструктур. Обучение персонала.

ООО «ПЗГО» – дышите легко!