ОСОБЕННОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ОКСИДОМ КАЛЬЦИЯ В ПРИСУТСТВИИ АКТИВАТОРОВ

А. А. Осовская О.В Куликовская,
научный руководитель проф. В.В Шаповалов
Донецкий национальный технический университет

Источник: Сучасні екологічно безпечні та енергозберігаючі технології в природокористуванні – 2011 / Міжнародна науково-практична конференція молодих вчених і студентів. – Київ – 2011, С. 161-163.

Проблема энергосберегающих технологий стоит достаточно остро для современной промышленной Украины. Для Донецкой области, имеющей большую промышленную базу, эта проблема актуальна Решать ее необходимо на всех этапах технологического процесса Интересным в этом смысле является этап очистки отходящих газов от сернистого ангидрида. Выбросы диоксида серы в Украине составляют около 1,02 млн тонн, из них 0,36 млн. тонн приходится на Донецкую область. Основным источником выбросов являются тепловые электростанции, работающие на угпях, содержащих примеси серы.

Существует два основных способа очистки выбросов от сернистого газа Первый способ относится к так называемым «жидкостным» методам - абсорбция, осуществляется при сравнительно низких температурах. Второй способ основан на взаимодеиствии между газом и твердой фазой – адсорбция. Жидкостные методы требуют больших энергетических затрат и большой расход воды, предварительное охлаждение отходящих газов.

Для тепловых электростанций более удобным является метод адсорбции. Как поглотители чаще всего используются оксиды марганца кальция, железа, уголь, цеолиты При использовании в качестве адсорбента оксида кальция процесс поглощения сернистою ангидрида при отсутствии кислорода происходит согласно реакции:

СаО+SO₂→CaSO₃

Энергия Гиббса составляет - (-172) кДж/моль тепловой эффект реакции равен - (-227) кДж/моль

В продуктах сгорания присутствует углекислый газ:

СаО+CO₂→CaCO₃

Энергия Гиббса составляет - (-129) кДж/моль. тепловой эффект реакции равен - (-178) кДж/моль.

Процесс поглощения сернистого ангидрида карбонатом кальция в отсутствии кислорода имеет следующий вид:

CaCO₃ +SO₂→CaSO₃ +CO₂

Энергия Гиббса составляет - (-42) кДж/моль, тепловой эффект реакции равен - (-50) кДж/моль.

Приведенные процессы протекают самопроизвольно в широком интервале температур с выделением теплоты. Эффективно реакция (1) протекает при температуре 400°С (рисунок), потому необходим дополнительный разогрев поглотителя для прохождения взаимодействуй во всем объеме образца.

Согласно данным полученным с помощью дифференциально- термического анализа добавления нитратов щелочных металлов (5-10 % масс) к оксиду кальция позволяет снизить температуры взаимодействия и локализировать тепловой эффект (рисунок)

Рис 1. - Термограмма взаимодействия оксида кальция с диоксидом серы

Использование таких смесей в качестве поглотителей сернистого газа привело бы к более полной отработке оксида кальция, и позволило бы использовать данный метод в качестве дополнительного источника тепла.