Очистка вентиляционного воздуха от аминов в насадочном скруббере

Наиболее широко распространенной альтернативой абсорбционно-биохимическим установкам очистки вентиляционного воздуха от аминов является химический метод очистки.

Химический метод очистки реализуется в насадочном скруббере при помощи орошения вентиляционного воздуха насыщенного аминами 10%-30% раствором серной кислоты при рН раствора 2-3. При этом происходит химическая реакция связывания амина (триэтиламина) серной кислотой:

2(С2Н5)3N + H2SO4     —>          [(C2H5)3NH)]2SO4

триэтиламин                             сульфат амина

Для получения требуемой эффективности очистку вентиляционного воздуха проводят до тех пор пока рН раствора не достигнет определенной величины (например рН 5-6). Максимальная концентрация аминов в воздухе после очистки в скруббере по данным разработчика составляет 5 мг/м3,. Это не менее чем в 2 раза ниже, чем ПДК выбросов в атмосферу для триэтиламина (ТЭА).

Затем отработанный раствор собирают, нейтрализуют раствором щелочи (NaOH) до рН 7.

2NaOH + H2SO4    —>     Na2SO4 + 2H2O.

При этом для нейтрализации 1 кг аминов требуется:

— 1,5 кг 5-% раствора Н2SO4,

— 0,5 кг 15-% раствора NaOH.

В соответствии с материалами технологического регламента фирмы Laempe полученные отходы на 88% состоят из воды, 10%- сульфата амина, 1% — сульфата Na, 0,02% — низкомолекулярных соединений, около 1% — пыли. В процессе кислотной очистки сульфиды не образуются.

В США, Европе, и в частности, в Германии, применяют в основном 2 типа утилизации отходов такого типа:

а) слив продукта (не нейтрализованного щелочью с рН 4,3-4,5) для дальнейшей переработки фирмами-поставщиками исходных реагентов. Это наиболее распространенный вариант. Когда в литейном цехе накапливается достаточно большое количество отработанного раствора (например, около 9 тонн), раствор отвозят на специальное предприятие фирмы Ashland, на котором производится удаление амина из раствора серной кислоты (т.е. восстановление амина и раствора для дальнейшего использования)

б) слив продукта нейтрализации в канализацию с предварительным разбавлением водой.

Допустимая концентрация сульфатов определяется локальным немецким законодательством. В среднем она составляет 0,4-0,6 г/л воды (в России, Беларуси – 0,5 г/л). Поэтому при сливе в канализацию его предварительно разбавляют водой в пропорции 1:(167-250).

Следует отметить, что в процессе очистки воздуха от амина происходит кристаллизация сульфатов на поверхности элементов скруббера (насадке, каплеуловителе). Это приводит к снижению эффективности и повышению гидравлического сопротивления аппарата. Для предотвращения кристаллизации необходимо производить регулярное ополаскивание абсорбентом и водой проблемных участков. Также существует проблема кристаллизации NaOH при температуре менее 50 °C.

В связи с этим установлены требования к жесткости воды – не более 178,5 ppm CaCO3, и положительной температуре в помещении, где происходит нейтрализация отработанного раствора NaOH – не менее 100 °С.

Исходя из анализа действующих установок кислотной очистки вентиляционного воздуха от триэтиламина, данная технология не лишена и других недостатков. Так на сброс отработанного раствора в канализацию в связи с превышением ПДК по сульфатам от 20 до250 раз (в зависимости от региона), по фенолу – до 2860 раз отсутствуют разрешения санитарных органов, что приводит к накоплению на территории предприятия отходов. К обслуживанию кислотных скрубберов предъявляются повышенные требования по технике безопасности в связи с использованием в техпроцессе серной кислоты и едкого натра; имеют место подтеки абсорбента по разъемам скрубберов, капель из лючков, разливы в помещениях. Наряду со сложностью в обслуживании кислотных скрубберов, их существенным конструктивным недостатком является унос капель абсорбента в атмосферу с превышением ПДК по серной кислоте – до 30000 раз. От выносимого с вентиляционным воздухом раствора серной кислоты в окружающую среду ржавеют воздуховоды и металлоконструкции, Н2SO4 накапливается на кровле. Санитарными органами на некоторых предприятиях эксплуатация кислотных скрубберов, а, следовательно, и стержневого оборудования, может быть приостановлена. Для применения данного способа необходимо иметь реагентное хозяйство (приготовление химических реактивов). По указанным причинам установки кислотной очистки должны полностью изолироваться в отдельном помещении.

Надеемся, что приведенная практика использования очистки вентиляционного воздуха от аминов в насадочном скруббере с использование химических реагентов и применение абсорбционно-биохимических установок АБХУ поможет в выборе оборудования для очистки вентиляционного воздуха от органических соединений.