Способ извлечения кислых или основных компонентов из газовых смесей

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11) 311492 61) Дополните ое к авт. свнд-в 1) 13705 99/23 аявлено 1 1) Я, Кл,2 В 013 59/30 аявкис присоединением Государственный комитет Совета Министров СССР по делан изобретений и открытий) Дата опубли нация описания 09,05.7 И. Вулих, М. К. Загорская, Г. А. Никандро и. Л. В. Лесковская72) Авторы изобретения 71) Заявитель осударственныи научно-исследоветельскнститут цветных металлов ИЗВЛЕЧЕНИЯ КИСЛЫХ ИЛИ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТ ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ(54) СП 2 при раств в воде, с последшейся соли водой.В качестве слабоионизированных ионитовиспользуют слабокислотный карбоксильныйкатионит, например КБ, и слабоосновныйанионит, содержащий вторичные и третичныеаминогруппы, например АНФ.Для извлечения кислых компонентов пзгазовой смеси применяют слабокислотныйкатионит в солевой форме, например карбоксильный катионит КБ, обладающий большей терма- и химической стойкостью, чтозначительно повышает верхний предел темпе.ратуры очищаемой газовой смеси и упрощаетего использование в санитарно защитныхфильтрах, Основные компоненты извлекаютслабоосновным анионитом, например АНФ,в солевой форме,При этом газ, образующий при растворении в воде кислоту или основание, с большей константой ионизации, чем константа монизации соответствующего ионита в Н -или ОН-Форме, расщепляет солевую формуионита, связывая соответственно катион ил Изобретение относится к области очистки газов адсорбционными методами и можетбыть использовано в технике газоочисткии санитарной зашиты,Известен способ извлечения из газовыхсмесей кислых или основных компонентов,например сернистого газа, галоидоводородов,аммиака, адсорбцией соответственно на анионитах в ОН-форме или катионитах в Н-формес последующей десорбцией образовавшихсясолей щелочью или кислотой, Однако этотспособ требует для регенерации избытка кислоты или щелочи, а полученные растворы содержат наряду с образовавшейся солью регенерируюший агент, что осложняет утилиза цию растворов и удорожает процесс. Кроме того, при сорбции кислых компонентов температура очищаемой газовой смеси ограничена низкой термостойкостью анионитов.Цель изобретения - повысить производи тельность и упростить процесс,Для этого сорбцию осуществляют на увлажненном слабоионизированном катионите или анионите в солевой форме, которая расщепляется кислотой или основанием, образующиминии поглощаемого вещества в уюшей десорбцией образовавЗаказ 813/78 Тираж 902 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 анион и переводя ионит в водородную илигидроксильную форму,2 ЯМа+50 +Н 0 -+2 КН+йа 502 2 2 5Я Н 504+ 2 ИН НО Й ОН Н 4)ЯЭтот процесс протекает практически нацело,если константа диссоциации (Кдис ) кислоты или основания, эбразуемых поглощаемымгазом ( Н 50, МН 40 Н ), более чем на порядок превышает величину Кдис соответствующего ионита в Н - или ОНорме,Карбэкс ильные катиониты, имеющие ф ункциональные группы-СООН с р К 6, и слабоос новные аниониты с вторичными аминогр уппами- НОНрК и7 соответствуютэтому 1условию при взаимодействии с сернистымангидридом (рКд, Н 0-., - 2), аммиаком(рК иНМС 1) и т,д, При десэрбции вэдэйполучаются кэнцентрирэванные растворы сэлей, 20не сэдержашие свэбэднэй кислоты или основания. Иэнит регенерируют эснэванием или кислотэй с расходом, близким к стехиэметрическэму,П р и м е р 1, В колонну диаметром 50 мм загружают 125 г карбоксильного катионита КБв Йа-форме ( в пересчете на сухую смолу), что соответствует 100 г катионита в Н-форме с полной обменной емкостью 10,5 мг . экв/г, Влажность катионита 40 вес, % размер зерен 0,5-1,0 мм, Высота слоя катионита в начале опыта 95 мм.Через слой катионита пропускают газ при комнатной температуре с содержанием 5 + 0,5 мг/л 50 и 13 + 0,5 мг/л НО 35 со скоростью 25 л/мин (0,2 м/сек). До появления 50 в выходящем газе былозпропущено 6,05 м газа и поглощено 30 г, 50, Влажность катионита при этом умень шается до 20 вес. %, высота слоя - до 4 О80 мм.Далее катионит промывают 400 мл горячей воды (70 С) и собирают фильтрат фракциями. Первые 200 мл раствора содержат 57 г Ма 50 (95% обшегоколичес -4 Б тва ) и представляют 25%-ный раствор сульфита натрия, остальной объем фильтрата сэхраняют для использования в следующем цикле. Катионит регенерируют 3%-ным раствором Ма ОН . При пятикратном повторении ю цикла сэрбция - десорбция - регенерация получают полную воспроизводимость результатов, Выход Иа 50 по израсходованнымколичествам ЙаОН и ЬОа составляет 98%,П р и м е р 2, В условиях, аналогичныхпримеру 1, сэрбируют сернистый ангидрид изсмеси с воздухом на катионите КБв МН 4-форме. Удельная динамическая емкость сорбента составляет 25 вес, % 50, При десорбции образовавшегося сульфита аммония водойполучают 20%-ный раствор, после чего катионит регенерируют 2/о-ным водным раствором аммиака. Выход сульфита аммония составляет 97%,П р и м е р 3. В колонку диаметром50 мм загружают 100 г анионита АНФв 504 -форме ( в расчете на сухой ионит).При этом содержание 504 составляет0,68 гэкв, влажность ионита 25%; размер зерен 0,5-1 мм, Через слой анионитапропускают воздух (20 оС), содержащий2 мг/л ИНз и 13 мг/л Н О, со скоростью 25 л/мин (0,2 м/сек), До проскозка МН 4 пропускают 5,3 м газа, при этомпоглощается 10,6 г ЙН . При промывании ионита водой получают 15%-ный раствор сульфата аммония, после чего ионит регенерируют 5%-ной Н 504 . Выход соли поизрасходованным аммиаку и кислоте составляет 98%,Формула изобрете ния 1. Способ извлечения кислых или основных компонентов из газовых смесей, например сернистого газа, галоидоводородов, аммиака, путем сорбции на ионитах с последующей десорбцией, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения производительности и упрощения процесса, сэрбцию эсушествляют на увлажненном слабоионизированном катионите или аниэните в солевой форме, которая расщепляется кислотой или основанием, образующимися при растворении поглощаемого вещества в воде, с последующей десорбцией образовавшейся соли водой,2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что в качестве слабоионизированных ионитов используют слабокислотный карбоксильный катионит, например КБ, и слабо эснэвный аниэнит, содержащий вторичные и третичные аминогруппы, например АНФ.