सल्फर डाइऑक्साइड की कमी प्रक्रिया
यह लेख सल्फर डाइऑक्साइड की दो घृणा प्रक्रियाओं पर प्रकाश डालता है। घृणा प्रक्रियाएँ हैं: 1. सूखी प्रक्रियाएँ और 2. गीली प्रक्रियाएँ।
प्रक्रिया प्रक्रिया # 1. सूखी प्रक्रियाएं:
इन प्रक्रियाओं में पानी की अनुपस्थिति में SO 2 असर अपशिष्ट गैसों का रसायनों के साथ व्यवहार किया जाता है।
सूखी फेंकने की प्रक्रिया-चूना पत्थर / डोलोमाइट प्रक्रिया :
इस प्रक्रिया में चूना पत्थर या डोलोमाइट पाउडर को एक दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है जिसमें कण और फ्ल्यू गैस का प्रवाह वर्तमान में होता है। उच्च भट्टी के तापमान पर कैल्शियम / मैग्नीशियम कार्बोनेट ऑक्साइड के लिए विघटित हो जाता है जो बदले में सल्फ 2 और सल्फेट बनाने के लिए ग्रिप गैस में मौजूद SO 2 के साथ प्रतिक्रिया करता है। समग्र प्रतिक्रियाओं के रूप में व्यक्त किया जा सकता है
2 CaCO 3 + 2 SO 2 + COO 2 CaSO 3 + CaSO 4 + 2 CO 2 … .. ……………………… (5.1)
2 MgCO 3 + 2 SO 2 + --O 2 -> MgSO 3 + MgSO 4 + 2 CO 2 ……………………। (5.2)
अप्रकाशित सीएओ / एमजीओ के साथ उत्पादित सल्फाइट और सल्फेट को भट्ठी से हटा दिया जाता है, और त्याग दिया जाता है। ज्यादातर उदाहरणों में सीएओ / एमजीओ और फ्ल्यू गैस के बीच अपर्याप्त संपर्क के कारण एसओ 2 हटाने की दक्षता इस तथ्य के बावजूद कम है कि कार्बोनेट को स्टोइकोमेट्रिक अनुपात से अधिक मात्रा में जोड़ा जाता है।
कुछ विशिष्ट प्रदर्शन डेटा हैं:
डोलोमाइट प्रक्रिया:
इष्टतम कण आकार: 10-15 माइक्रोन
इष्टतम डोलोमाइट जोड़: स्टोइकोमेट्रिक राशि का 2.5 गुना।
हटाने की दक्षता:
250 पीपीएम एसओ 2 के साथ 70%
130 पीपीएम एसओ 2 के साथ 85%
चूना पत्थर प्रक्रिया :
इष्टतम चूना पत्थर के अलावा: कोयले का 10% निकाल दिया गया
हटाने की दक्षता: 550-890 पीपीएम एसओ 2 के साथ 40-80%
उच्चतर निष्कासन दक्षता तब प्राप्त की जा सकती है जब चूना पत्थर / डोलोमाइट का उपयोग द्रवित बिस्तर के कोयले के दहन में किया जाता है।
चूना पत्थर / डोलोमाइट आधारित शुष्क प्रक्रिया चूने / चूना पत्थर की गीली प्रक्रिया की तुलना में कम कुशल होने के बावजूद, इसके निम्नलिखित फायदे हैं:
(i) फ्ल्यू गैस को एक ऊँचे तापमान पर उपचारित किया जा सकता है,
(ii) किसी जटिल उपचार इकाई की आवश्यकता नहीं है।
इस सूखी प्रक्रिया में सूखी वसूली प्रक्रियाओं पर एक बढ़त है क्योंकि वे उत्थान की अत्यधिक हानि से पीड़ित हैं और उत्थान इकाइयों की जटिलताओं के कारण उच्च निवेश लागत।
सूखी वसूली प्रक्रिया:
A. धातु ऑक्साइड प्रक्रिया:
(i) सक्रिय मैंगनीज ऑक्साइड प्रक्रिया:
यह प्रक्रिया मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज द्वारा विकसित की गई थी। इसमें निम्न चरण होते हैं:
स्टेप-मैं:
हाइड्रेटेड मैंगनीज ऑक्साइड को एसओ 2 असर ग्रिप गैस के संपर्क में लाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मैंगनीज सल्फेट का उत्पादन होता है।
Mn 2 O 3 + 2 SO 2 + - O 2 -> 2 MnSO 4 ……………………………… (5.3)
कदम दर डालूँगा:
इस प्रकार उत्पादित मैंगनीज सल्फेट जलीय अमोनिया और हवा के साथ एक अलग बर्तन में प्रतिक्रिया की जाती है, जिससे अमोनियम सल्फेट का उत्पादन होता है और मैंगनीज ऑक्साइड अवक्षेपित होता है।
2MnSO 4 + 4 NH 4 OH + - O 2 -> 2 (NH4) 2 SO 4 + Mn 2 O 3 + 2 H 2 O …………………………… (5.4)
कदम दर बीमार:
उत्पादित घोल को छान लिया जाता है। मैंगनीज ऑक्साइड सूख जाता है और पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। अमोनियम सल्फेट समाधान केंद्रित है और परिणामस्वरूप अमोनियम सल्फेट क्रिस्टल का विपणन किया जाता है।
इस प्रक्रिया की SO 2 हटाने की क्षमता लगभग 90% हो सकती है।
(ii) कॉपर ऑक्साइड प्रक्रिया :
इस प्रक्रिया में एल्युमिना ने कॉपर ऑक्साइड के छर्रों का समर्थन किया ताकि एसओ 2 और ओ 2 एक फ्ल्यू गैस में मौजूद हो, जो कि CuSO 4 का उत्पादन लगभग 400 ° C है।
इसके बाद CuSO4 को हाइड्रोजन या मीथेन के साथ 400 ° C के आसपास कम किया जाता है, जो कि प्रतिक्रिया है
मीथेन के उपयोग से कोक का जमाव हो सकता है और फलस्वरूप बिस्तर की प्लगिंग हो सकती है।
अगले चरण में तांबे को हवा के साथ ऑक्सीकरण किया जाता है और रिएक्टर को ऑन-लाइन डाल दिया जाता है।
उत्पादित एसओ 2 सल्फ्यूरिक एसिड या मौलिक सल्फर में परिवर्तित हो सकता है।
चूंकि प्रक्रिया एक चक्र में संचालित होती है, कम से कम दो रिएक्टरों की आवश्यकता होती है।
प्रक्रिया आशाजनक प्रतीत होती है। हालांकि, इसके लिए महंगे रिएक्टरों और एक कम करने वाली गैस (एच 2 / सीएच 4 ) की बड़ी आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
(iii) क्षारीय एल्यूमिना प्रक्रिया:
इस प्रक्रिया को वर्तमान में एल्यूमीनियम सोडियम ऑक्साइड के छर्रों के बारे में 1.60 मिमी व्यास के एसओ 2 असर वाले ग्रिप गैस के साथ 330 ° C पर संपर्क करके किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप एलुमिनो-सोडियम सल्फेट बनता है।
एलुमिनो-सोडियम सल्फेट छर्रों को तब एच-के साथ एक और टॉवर काउंटर-वर्तमान में कम किया जाता है, और एल्यूमीनियम सोडियम ऑक्साइड को पुन: उत्पन्न करने के लिए लगभग 650 डिग्री सेल्सियस पर सीओ और इस प्रकार उत्पादित एच 2 एस एच 2 एस का उत्पादन किया जाता है और फिर सल्फर रिकवरी के लिए इलाज किया जाता है।
इस प्रक्रिया में लगभग 90% की SO 2 हटाने की क्षमता हो सकती है। हालांकि, इस प्रक्रिया में आने वाली प्रमुख समस्या छर्रों का क्षरण है जिसके परिणामस्वरूप नुकसान हुआ है। यह नुकसान प्रक्रिया के अर्थशास्त्र पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। अभी कमर्शियल एप्लीकेशन ढूंढना बाकी है।
B. सक्रिय कार्बन प्रक्रियाएं:
(i) रीनलुफ्ट प्रक्रिया:
यह प्रक्रिया दो चरणों में की जाती है। पहले चरण में एसओ 2 युक्त एक ग्रिप गैस सक्रिय कार्बन कणों के बढ़ते बिस्तर पर लगभग 150-200 डिग्री सेल्सियस पर सोख लिया जाता है। अवशोषक वर्तमान में काउंटर-संचालित है। इस प्रक्रिया में प्रयुक्त सक्रिय कार्बन कण पीट या इसी तरह की सामग्री के वैक्यूम कार्बोनाइजेशन द्वारा निर्मित होता है। इस प्रक्रिया की आर्थिक क्षमता की कुंजी कम लागत वाले विज्ञापनदाताओं की उपलब्धता में है।
सोखना प्रक्रिया के दौरान सोखना सतह पर निम्नलिखित प्रतिक्रिया होती है:
दूसरे चरण में adsorber से निकलने वाले सल्फ्यूरिक एसिड से भरे हुए कार्बन कणों को H 2 SO 4 की रिकवरी के लिए या जैसे SO 2 के रूप में देखा जाता है। पुनर्जीवित कार्बन कणों को पुन: विज्ञापनकर्ता में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
लोड किए गए कार्बन कणों से सल्फर असर यौगिकों की वसूली के लिए दो वैकल्पिक प्रक्रियाएं हैं:
(a) कार्बन कणों को पानी से धोएं। इसके परिणामस्वरूप पतला सल्फ्यूरिक एसिड समाधान का उत्पादन होता है। गीले कार्बन कणों को सुखाया जाता है और पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। इस प्रक्रिया का दोष पतला सल्फ्यूरिक एसिड समाधान के भंडारण, परिवहन और विपणन में आने वाली कठिनाइयों है।
(b) सल्फ्यूरिक एसिड लोड कार्बन कणों को लगभग 380-450 ° C तक गर्म करें। एसओ 2 को गर्म करने पर, सीओ 2, सीओ और एच 2 ओ का उत्पादन किया जाता है और कार्बन कणों को पुन: सक्रिय किया जाता है। उत्पादित गैस में लगभग 10- 15% एसओ 2 होता है जिसका उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए किया जा सकता है। पुनर्जीवित कार्बन कणों को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
Reinluft प्रक्रिया की निष्कासन दक्षता लगभग 90% है।
(ii) वेस्टवाको प्रक्रिया :
वेस्टवाको प्रोसेस एक चलते हुए बिस्तर में सक्रिय कार्बन कणों को नियोजित करता है। प्रक्रिया के दौरान गठित मध्यवर्ती उत्पाद सल्फ्यूरिक एसिड है लेकिन अंत में सल्फर को मौलिक सल्फर के रूप में पुनर्प्राप्त किया जाता है।
प्रक्रिया निम्नलिखित चरणों के माध्यम से की जाती है।
स्टेप-मैं:
एसओ 2, ओ 2 और एक ग्रिप गैस में मौजूद नमी सक्रिय कार्बन कणों पर सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करती है।
कदम दर डालूँगा:
कार्बन कणों की सतहों पर प्राथमिक सल्फर का उत्पादन करने के लिए Adsorbed सल्फ्यूरिक एसिड को H, S के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है।
कदम दर बीमार:
मौलिक सल्फर कणों वाले कार्बन कणों को सल्फर वाष्प के उत्पादन के लिए गर्म किया जाता है, जिसे पिघला हुआ सल्फर के रूप में संघनित किया जाता है।
स्टेप-चतुर्थ:
कार्बन कणों पर मौजूद अवशिष्ट सल्फर को हाइड्रोजन (H 2 ) के साथ प्रतिक्रिया करके H 2 S में बदल दिया जाता है और इस प्रकार कार्बन कणों को पुनः सक्रिय किया जाता है। एच 2 एस उत्पन्न का उपयोग चरण II में किया जाता है और कार्बन कणों का पुन: उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया को पायलट पैमाने पर संचालित किया गया है। सूचित एसओ 2 हटाने की दक्षता 90% है। यह दावा किया गया है कि 99% निष्कासन दक्षता एक गहरे कार्बन बिस्तर का उपयोग करके प्राप्त की जा सकती है।
प्रक्रिया की कमियां हैं:
(i) हाउसिंग कार्बन कणों के लिए आवश्यक पोत का आकार बड़ा होता है और पूरे बेड पर दबाव गिरता है;
(ii) अवशिष्ट सल्फर (चरण IV) को हटाने के लिए आवश्यक हाइड्रोजन की मात्रा स्टोइकोमीट्रिक राशि से बहुत अधिक है।
C. पिघला हुआ कार्बोनेट प्रक्रिया:
एटमिक्स इंटरनेशनल मोल्टेन कार्बोनेट प्रक्रिया एक यूटेकिक पिघल को नियुक्त करती है जिसमें 32% Li 2 CO 3, 33% Na 2 CO 3 और 35% K 2 CO 3 होते हैं जो SO 2 को अपशिष्ट गैस से लगभग 450 ° C पर अवशोषित करते हैं। इस प्रक्रिया की SO 2 निष्कासन दक्षता 0.1 से 3% SO 2 वाले एक प्रभावशाली गैस से लगभग 99% पाई गई है।
प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:
SO 2 + M 2 CO 3 -> M 2 SO 3 + CO 2 ………………… (5.11)
SO 2 + 2 O, + M 2 CO 3 -> M 2 SO 4 + CO 2 …………… (5.12)।
लोड किए गए पिघल को फिर एच के मिश्रण के साथ कम किया जाता है, और सीओ जिससे एच 2 एस, सीओ, और एच 2 ओ युक्त गैस धारा पुनर्जीवित कार्बोनेट के साथ उत्पन्न होती है। पुनर्जनन प्रक्रिया लगभग 525 डिग्री सेल्सियस पर की जाती है। एक वैकल्पिक प्रक्रिया है, सल्फाइट को कम करने के लिए- सल्फेट पिघलकर कार्बन और वायु के साथ 750 ° C के आसपास पिघल जाता है। सल्फाइड-कार्बोनेट पिघलाने पर भाप और सीओ 2 के साथ लगभग 450 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया होती है जिसके परिणामस्वरूप एच 2 एस और कार्बोनेट पिघल होता है।
उत्पादित एच 2 एस का उपयोग या तो सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए या मौलिक सल्फर के उत्पादन के लिए किया जा सकता है। यद्यपि इस प्रक्रिया को नियोजित करने वाली एक पूर्ण एकीकृत इकाई का संचालन किया जाना बाकी है, लेकिन इस प्रक्रिया में रुचि होने के कारण अनोखी तकनीक शामिल है। इस प्रक्रिया का उपयोग धूल-मुक्त स्टैक गैस से सल्फर रिकवरी के लिए किया जा सकता है।
कमी प्रक्रिया # 2. गीली प्रक्रिया:
इन प्रक्रियाओं को एसओ 2 असर करने वाले अपशिष्ट गैसों को एक जलीय घोल के साथ या एक जलीय घोल के साथ छानकर किया जाता है।
गीले फेंकने की प्रक्रिया:
ए। चूना / चूना पत्थर आधारित प्रक्रिया:
(i) पारंपरिक प्रक्रियाएं:
इस प्रक्रिया में पार्टिकुलेट मैटर से मुक्त एक फ्ल्यू गैस स्ट्रीम को पाउडर के चूना / चूना पत्थर के जलीय निलंबन के साथ स्क्रब किया जाता है, जिसका वजन 5-10% ठोस होता है। SO 2, इस प्रक्रिया को हटाने की दक्षता लगभग 80 से 95% है।
चूना पत्थर चूने की तुलना में बहुत सस्ता होने के बावजूद, कुछ अनुप्रयोगों के लिए चूना अपनी उच्च प्रतिक्रिया के कारण पसंद किया जाता है। एक ढेर के माध्यम से वातावरण में समान निर्वहन करने से पहले स्क्रब की हुई गैस को गर्म किया जाता है।
स्क्रबर बॉटम से खर्च किए गए सस्पेंशन को एक रीसर्क्युलेशन टैंक में खिलाया जाता है, जहां से इसका एक हिस्सा वापस मेक-अप पानी और ताज़े चूने / चूना पत्थर के पाउडर के साथ स्क्रबर में खिलाया जाता है। शेष हिस्से को एक बसने वाले तालाब में छुट्टी दे दी जाती है। तालाब से निकले कीचड़ को छोड़ दिया जाता है और सतह पर तैरने वाले तरल को जलीय निलंबन के साथ स्क्रबर में पुनः परिचालित किया जाता है। स्क्रबर में मुख्य रूप से द्वि-सल्फाइट और द्वि-सल्फेट का उत्पादन किया जाता है। ये पुनरावृत्ति / विलंब टैंक में आगे की प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं।
स्क्रबर में होने वाली प्रतिक्रियाएं हैं:
2CaCO 3 + 4 SO 2 + O 2 + 2 H 2 O -> Ca (HSO 3 ) 2 + Ca (HSO 4 ) 2 + 2 CO 2 ……। (5.13)
2 Ca (OH) 2 + 4 SO 2 + O 2 -> Ca (HSO 3 ) 2 + Ca (HSO 4 ) 2 ……………… (5.14)
पुनरावर्तन / विलंब टैंक में होने वाली प्रतिक्रियाओं को नीचे के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है:
CaCO 3 + Ca (HSO 3 ) 2 -> 2 Ca SO 3 + H 2 O + CO 2 ………… .. (5.1%)
CCO 3 + Ca (HSO 4 ) 2 -> 2 Ca SO 4 + H 2 O + CO 2 ………… .. (5.1%)
Ca (OH) 2 + Ca (HSO 3 ) 2 -> 2 Ca SO 3 + 2H 2 O ……………… (5.17)
Ca (OH) 2 + Ca (HSO4) 2 -> 2 Ca SO 4 + 2 H 2 O …………… (5.18)
95% या अधिक CaCO 3 वाले रासायनिक ग्रेड चूना इस प्रक्रिया के लिए सबसे उपयुक्त है। डोलोमाइट का अपेक्षाकृत निष्क्रिय होना इस प्रक्रिया के लिए उपयुक्त नहीं है। चूना पत्थर आधारित प्रक्रिया के लिए एल / जी मास अनुपात 65 से अधिक होना चाहिए, लेकिन चूने आधारित प्रक्रिया के लिए 35 के आसपास एल / जी मास अनुपात पर्याप्त पाया गया है। एसओ 2 अनुपात के लिए चूने को हटाने के लिए इसकी उच्च अभिक्रियाशीलता के कारण स्टोईचिओमीट्रिक अनुपात 1.05-1.15 गुना होता है जबकि चूना पत्थर के लिए आवश्यक अनुपात लगभग 1.25 से 1.6 है।
चूना की तुलना में चूना पत्थर सस्ता होता है, लेकिन चूना पत्थर आधारित स्क्रबर का आकार चूने पर आधारित स्क्रबर के लिए पहले की तुलना में अधिक एल / जी अनुपात के कारण बड़ा होगा। एक बड़ी स्थापना के लिए चूना पत्थर की प्रक्रिया किफायती होगी, जबकि एक छोटी स्थापना के लिए चूना प्रक्रिया अधिक किफायती होगी
कम पीएच (5 से कम नहीं पीएच) में एक स्क्रबर का संचालन करना, हार्ड कैल्शियम सल्फेट तराजू (स्क्रबर्स और रीसर्क्युलेशन सिस्टम में) के गठन को बढ़ावा देता है, जबकि एक उच्च पीएच (8 से अधिक प्रभावशाली स्क्रबर पीएच) में ऑपरेशन नरम कैल्शियम सल्फाइट कणों के गठन को बढ़ावा देता है। ।
चूना पत्थर प्रणाली के लिए इष्टतम पीएच 5.8 और 6 के बीच है। चूने प्रणाली के लिए थोड़ा अम्लीय पीएच सबसे उपयुक्त है। इनफ़्लुएंज़ा गैस में चूने और CO 2 के बीच प्रतिक्रिया से pH 6.7 के ऊपर CaCO 3 की वर्षा होती है, जिसके परिणामस्वरूप चूने की खपत अधिक होती है। इसलिए एक चूने प्रणाली के लिए पीएच 6.7 से अधिक की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए।
एक पुनर्संरचना टैंक में निवास का समय एक चूना पत्थर प्रणाली के लिए लगभग 10 मिनट है और एक चूना प्रणाली के लिए लगभग 5 मिनट है।
चूना पत्थर प्रणाली की अनुमानित कीचड़ रचनाएँ और एक चूना प्रणाली के लिए तालिका 5.1 में सूचीबद्ध हैं।
(ii) चियोडा थोरब्रेड्रेड 121 प्रक्रिया :
चूना पत्थर के घोल का उपयोग इस प्रक्रिया में शोषक के रूप में किया जाता है। हालाँकि, यह तीन प्रकार से पारंपरिक चूना पत्थर प्रक्रिया से भिन्न होता है, अर्थात् (1) शोषक पीएच। (2) रिएक्टर डिजाइन और (3) रिएक्टर के निचले हिस्से में हवा का परिचय। वायु का उपयोग SO 2 के ऑक्सीकरण के लिए, SO 3 के लिए किया जाता है ।
इस प्रक्रिया में बनाए गए पीएच लगभग 4 से 5 है; परिणामस्वरूप सल्फेट का निर्माण सल्फेट के ऑक्सीकरण होता है। इस प्रक्रिया को एक विशेष प्रकार के एकल रिएक्टर में किया जाता है जिसे जेट बुबलिंग रिएक्टर कहा जाता है। चूंकि प्रक्रिया अंतिम उत्पाद के रूप में जिप्सम का उत्पादन करती है, लिक्विड रीसायकल की कोई आवश्यकता नहीं है।
1000-2000 पीपीएम से लेकर ग्रिप गैस एसओ 2 एकाग्रता के साथ 97-99% की सीमा में परेशानी मुक्त सुचारू संचालन और एसओ 2 हटाने की दक्षता के बारे में बताया गया है। उच्च चूना पत्थर का उपयोग और कीचड़ की उच्च जिप्सम सामग्री देखी गई है।
समग्र प्रतिक्रिया निम्नानुसार संक्षेपित की जा सकती है:
सीएसीओ 3 + एसओ 2 + 1/2 ओ 2 + 2 एच 2 ओ -> सीए एसओ 4 । 2H 2 O + CO 2 ………… .. (5.19)
(iii) डबल क्षार प्रक्रिया :
इस प्रक्रिया में सोडियम सल्फाइट के घोल से एक फ्ल्यू गैस का उपचार किया जाता है, जो SO 2 को अवशोषित करता है,
प्रमुख प्रतिक्रिया निम्नानुसार व्यक्त की जा सकती है:
Na 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O -> 2 Na H SO 3 ……………… .. (5.20)
खर्च किए गए समाधान में मौजूद अन्य रसायन सोडियम सल्फाइट, सोडियम सल्फेट और सोडियम कार्बोनेट हो सकते हैं। खर्च की गई शराब का एक हिस्सा अवशोषक को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। दूसरे हिस्से का इलाज चूने या चूना पत्थर के पाउडर से किया जाता है।
प्रतिक्रिया उत्पादों में अघुलनशील कैल्शियम सल्फाइट और सल्फेट, घुलनशील सोडियम सल्फाइट (और हाइड्रॉक्साइड) हैं। उपसर्ग एक बसने वाले में गाढ़ा होता है। कीचड़ को छान लिया जाता है और केक को धोया जाता है। मेक-अप सोडियम कार्बोनेट के साथ बसने और निस्पंदन संचालन से स्पष्ट शराब अवशोषक को वापस कर दी जाती है।
दो स्वतंत्र लागत अध्ययनों ने संकेत दिया है कि दोहरे क्षार प्रणाली को स्थापित करने और संचालित करने की लागत अपेक्षाकृत उच्च सल्फर-ईंधन के प्रवाह गैस के उपचार के लिए चूना पत्थर की खुरचनी प्रणाली से कम है।
(iv) पतला एसिड प्रक्रिया:
यह प्रक्रिया दोहरे क्षार प्रक्रिया का एक विकल्प है। इस प्रक्रिया में एसओ 2 उत्प्रेरक के रूप में लोहे के साथ एक पतला सल्फ्यूरिक एसिड (2-3% एच 2 एसओ 4 ) समाधान में अवशोषित होता है।
होने वाली प्रतिक्रियाएं हैं:
2 SO 2 + O 2 + 2 H 2 O -> 2 H 2 SO 4 ………………… .. (5.21)
2 Fe SO 4 + SO 2 + O 2 -> Fe 2 (SO 4 ) 3 ……………… .. (5.22)
Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 2 H 2 O -> 2 Fe SO 4 + 2 H 2 SO 4 …………… .. (5.23)
इस प्रकार उत्पादित सल्फ्यूरिक एसिड को जिप्सम को अवक्षेपित करने के लिए चूना पत्थर के साथ प्रतिक्रिया की जाती है।
इस प्रक्रिया की SO 2 हटाने की क्षमता लगभग 90% बताई गई है।
B. क्षार धातु आधारित प्रक्रिया :
यह भी एक दूर की प्रक्रिया है जिसमें न तो चूना और न ही चूना पत्थर का उपयोग प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से किया जाता है। यह एसओ 2 युक्त एक अपेक्षाकृत छोटी ग्रिप गैस स्ट्रीम के उपचार के लिए उपयुक्त है। स्क्रबिंग के लिए उपयोग की जाने वाली क्षार सोडियम हाइड्रॉक्साइड या कार्बोनेट है।
इस प्रक्रिया में एक फ्ल्यू गैस की धारा को पहले एक वेंचुरी स्क्रबर से गुजार कर ठंडा किया जाता है। अगले साफ, ठंडा गैस एकल छलनी ट्रे स्तंभ में क्षार समाधान के साथ साफ़ किया जाता है। अंत में ट्रीटेड गैस को गर्म हवा में डालकर गर्म किया जाता है और ढेर के माध्यम से वायुमंडल में पहुंचाया जाता है।
वेंटुरी स्क्रबर को एक पुनर्नवीनीकरण समाधान के साथ खिलाया जाता है, जबकि छलनी ट्रे स्तंभ को एक ताजा क्षार समाधान के साथ खिलाया जाता है।
इस प्रक्रिया का लाभ कम पूंजीगत लागत है। हालांकि, रासायनिक लागत के हिसाब से कुल परिचालन लागत और खर्च की गई शराब के निपटान की लागत कम पूंजी लागत को पछाड़ देती है। इस प्रक्रिया की रिपोर्ट SO 2 हटाने की क्षमता लगभग 85% है
गीला वसूली प्रक्रिया:
A. धातु ऑक्साइड / हाइड्रॉक्साइड प्रक्रियाएं:
(i) मैग्नीशियम ऑक्साइड प्रक्रिया :
यह प्रक्रिया तीन चरणों में की जाती है।
स्टेप-मैं:
पहले चरण में एक पूर्व साफ एसओ 2 असर गैस धारा एक जलीय मैग्नेशिया निलंबन के साथ स्क्रब की जाती है।
परिणामी प्रतिक्रियाएं हैं:
MgO + 2 SO 2 + H 2 O-> Mg (HSO 3 ) 2 ……………… (5.24)
Mg (HSO 3 ) 2 + MgO —> 2 Mg SO 3 + H 2 O ……………। (5.25)
2 Mg SO 3 + O 2 -> 2 Mg SO 4 …………………… (5.26)
कदम दर डालूँगा:
इस चरण में मैग्नीशियम सल्फाइट-सल्फेट घोल के साथ-साथ अप्रकाशित मैग्नेशिया के एक हिस्से को मेकअप मैग्नीशिया और पानी के साथ मिलाया जाता है। घोल के दूसरे हिस्से को छान लिया जाता है और केक को सुखाया जाता है।
चरण-बीमार :
तीसरे चरण में सूखे केक कोक के साथ मिलाया जाता है और इसे एक भट्टे में 850-900 ° C पर कैलक्लाइंड किया जाता है।
कैल्सीनेशन के दौरान निम्नलिखित प्रतिक्रियाएँ होती हैं:
Mg (HSO 3 ) 2 -> MgO + 2 SO 2 + H 2 O …………… (5.27)
Mg SO 3 -> MgO + SO 2 …………… .. (5.28)
Mg SO 4 + C + ½ O 2 -> MgO + SO 2 + CO 2 ……………… (5.29)
पुनर्जीवित MgO को स्क्रबर में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है और उत्पादित SO 2 का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन के लिए किया जाता है।
PECO के क्रुम्बी यूनिट 1 संयंत्र की SO 2 हटाने की क्षमता 96-98% बताई गई है।
(ii) मित्सुबिशी मैंगनीज ऑक्सी-हाइड्रॉक्साइड प्रक्रिया :
यह प्रक्रिया तीन प्रतिशत मैंगनीज ऑक्सी-हाइड्रॉक्साइड घोल के साथ एसओ 2 युक्त एक पूर्व-साफ अपशिष्ट गैस को स्क्रब करके किया जाता है, जिसके तहत मैंगनीज सल्फाइट और सल्फेट का उत्पादन किया जाता है जैसा कि नीचे दिखाया गया है।
Mn (OH) 2 + SO 2 -> MnSO 3 + H 2 O ………… .. (5.30)
Mn (OH) 2 + SO 2 + — O 2 -> MnSO 4 + H 2 O ……………… (5.31)
स्क्रबर से निकलने वाले घोल में अमोनिया और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया होती है जिसके परिणामस्वरूप अमोनियम सल्फेट का घोल बनता है और पुनर्जीवित Mn (OH) 2 कणों का निर्माण होता है। निलंबन को एमएन (ओएच) 2 से अलग करने के लिए फ़िल्टर किया जाता है, जिसे स्क्रबर में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। अमोनियम सल्फेट समाधान को क्रिस्टलीकृत करने के लिए ध्यान केंद्रित किया जाता है (एनएच 4 ) 2 एसओ 4, जिसका विपणन किया जाता है।
Mn SO 3 + 2 NH 4 OH + — O 2 -> Mn (OH) 2 + (NH 4 ) 2 SO 4 (5.32)
Mn SO 4 + 2 NH 4 OH-> Mn (OH) 2 + (NH 4 ) 2 SO 4 (5.33)
इस प्रक्रिया की SO 2 हटाने की क्षमता लगभग 97% हो सकती है।
B. सक्रिय कार्बन (Lurgi Sulphacid) प्रक्रिया :
Lurgi Sulphacid प्रक्रिया सक्रिय कार्बन के एक बिस्तर के माध्यम से O.1 से 1.5 प्रतिशत SO 2 युक्त अपशिष्ट गैस को पारित करके किया जाता है। कार्बन बेड एसओ 2 से एसओ 3 के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है, जो बिस्तर पर पानी के छिड़काव के साथ प्रतिक्रिया करता है।
10-15% एच 2 एसओ 4 की सांद्रता वाले एक पतला सल्फ्यूरिक एसिड समाधान का उत्पादन किया जाता है। तनु अम्ल आने वाली गैस (190-210 डिग्री सेल्सियस) की गर्मी का उपयोग करके लगभग 60-70% तक केंद्रित होता है, जिससे कार्बन बेड में प्रवेश करने से पहले गैस को 40-50 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है। कार्बन बेड से निकलने वाली गैस को स्टैक डिस्पोजल से पहले दोबारा गर्म किया जाता है।
इस प्रक्रिया की SO 2 हटाने की क्षमता लगभग 95% है।
सी। साइट्रेट प्रक्रिया:
यह प्रक्रिया इस तथ्य पर आधारित है कि पानी में एसओ 2 की घुलनशीलता कम है, लेकिन यह काफी बढ़ जाता है जब पानी सोडियम साइट्रेट के साथ बफर होता है। प्रक्रिया के दौरान होने वाली मूल प्रतिक्रिया है:
SO 2 + H 2 O-> H 2 SO 3 ……………… .. (5.34)
साइट्रेट बफर समाधान में एसओ 2 के अवशोषण के दौरान कुछ एसओ 2 एसओ 3 में ऑक्सीकरण हो सकता है जो बदले में एच 2 एसओ 4 में परिवर्तित हो जाता है। ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया को दबाने के लिए थियोसुलफेट को स्क्रबिंग समाधान में जोड़ा जाता है। उत्पादित सल्फ्यूरस एसिड (एच 2 एसओ 3 ) तब एच 2 एस के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिसके परिणामस्वरूप मौलिक सल्फर बनता है। मौलिक सल्फर को फ्लोटेशन द्वारा समाधान से अलग किया जाता है। समाधान को स्क्रबर में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
इस प्रक्रिया को स्मेल्टर गैसों से SO 2 की पुनर्प्राप्ति के लिए यूएस ब्यूरो ऑफ माइंस के साल्ट लेक सिटी धातुकर्म अनुसंधान केंद्र द्वारा विकसित किया गया था। बाद में पायलट प्लांट स्केल परीक्षण कोयले से चलने वाले बॉयलर स्टैक गैस पर किए गए। स्मेल्टर और बॉयलर स्टैक गैस दोनों पर परीक्षणों के परिणाम आशाजनक पाए गए हैं। सल्फर हटाने की क्षमता 95-97% बताई गई है।
डी। Sulphidine प्रक्रिया :
Sulphidine प्रक्रिया xylidine और पानी के मिश्रण का उपयोग करती है जिसमें स्क्रबिंग तरल के रूप में 1: 1 का अनुमानित अनुपात होता है। Xylidine और पानी अमिट हैं लेकिन जब कुछ SO 2 xylidine के साथ प्रतिक्रिया करता है तो सिस्टम गलत हो जाता है।
यह प्रक्रिया दो अवशोषक के एक सेट में की जाती है, जो वर्तमान में श्रृंखला में चल रहे हैं। धूल से मुक्त SO 2 बियरिंग गैस को पहले अवशोषक के निचले भाग में पेश किया जाता है, जिसके शीर्ष पर दूसरी अवशोषक छोड़ने वाली तरल धारा होती है। पहले अवशोषक को छोड़ने वाली गैस को दूसरे अवशोषक के तल पर पेश किया जाता है, जिसे एक बरामद किए गए xylidine- पानी के मिश्रण से साफ़ किया जाता है।
दूसरी गैस को छोड़ने वाली स्क्रब की हुई गैस को ट्रीटेड गैस को बाहर निकालने से पहले जाइलिडीन वाष्प की रिकवरी के लिए पतला सल्फ्यूरिक एसिड के साथ छान लिया जाता है। पहली अवशोषक छोड़ने वाली शराब को SO 2 की पुनर्प्राप्ति के लिए अप्रत्यक्ष रूप से थर्मल छीन लिया जाता है। एसओ 2 के अलावा xylidine और जल वाष्प युक्त स्ट्रिपर से गैस को xylidine और पानी के संघनन के लिए एक कूलर-कंडेनसर के माध्यम से पारित किया जाता है। गैस (मुख्यतः एसओ 2 ) xylidine वाष्प की अधिक वसूली के लिए अगला पानी का स्क्रब है।
थर्मल स्ट्रिपर से निकलने वाली तरल धारा को ठंडा और मिश्रित किया जाता है:
(1) कूलर-कंडेनसर से तरल,
(2) पानी से धोने के कॉलम से तरल, और
(३) द्रव सल्फ्यूरिक एसिड स्क्रबर से पतला होता है।
इस मिश्रण की पानी की परत के एक हिस्से को छोड़ दिया जाता है ताकि शेष धारा में 1: 1 का अनुपात xylidine- पानी मिश्रण हो। इस धारा को वापस दूसरे अवशोषक में शोषक के रूप में खिलाया जाता है। समय-समय पर एक जलीय सोडा ऐश समाधान को रीसायकल स्ट्रीम में जोड़ा जाता है ताकि स्ट्रीम में मौजूद xylidine सल्फेट xylidine में परिवर्तित हो जाए। यह प्रक्रिया किफायती नहीं है जब xylidine के नुकसान के कारण अपशिष्ट गैस का SO 2 सामग्री कम है।
ई। डिमिथाइल एनिलिन (ASARCO) प्रक्रिया :
एएसआरसीओ प्रक्रिया इस अर्थ में सल्फिडिड प्रक्रिया से बेहतर है कि यह एसओ 2 सामग्री 3.5% या अधिक होने वाली अपशिष्ट गैस का इलाज कर सकती है।
एक एसओ 2 असर अपशिष्ट गैस को पहले डाईमिथाइल एनिलिन से साफ़ किया जाता है और फिर उपचारित गैस से एसओ 2 के निशान को हटाने के लिए सोडा ऐश के घोल से। अंत में, निकास गैस को डाइमेथाइल एनिलिन को हटाने के लिए पतला सल्फ्यूरिक एसिड के साथ स्क्रब किया जाता है ताकि इसे ढेर के माध्यम से शुद्ध किया जा सके।
SO 2 से भरपूर डायमेथाइल एनिलिन SO 2 की रिकवरी के लिए भाप लिया जाता है। परिणामी भाप SO 2 मिश्रण को शुष्क SO 2 प्राप्त करने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड के साथ स्क्रब किया जाता है। बरामद एसओ 2, या तो तरलीकृत हो सकता है या सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित हो सकता है। 99% तक एसओ 2 की वसूली बताई गई है। पुनर्जीवित डाइमिथाइल एनिलिन को स्क्रबर में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। Sulphidine प्रक्रिया पर इस प्रक्रिया के फायदे कम अभिकर्मक हानि, कम भाप की खपत और कम श्रम आवश्यकता है।
एफ। अमोनिया (COMINCO) प्रक्रिया :
यह प्रक्रिया दो चरणों में की जाती है। पहले चरण में SO 2, जलीय पौधों से अपशिष्ट गैसों को जलीय अमोनिया के घोल से छान कर निकाला जाता है, जिससे अमोनियम द्वि-सल्फाइट का उत्पादन किया जाता है:
NH 4 OH + SO 2 -> NH 4 (HSO 3 ) ……………… (5.35)
दूसरे चरण में सल्फ्यूरिक एसिड के साथ द्वि-सल्फाइट समाधान का इलाज किया जाता है। परिणामस्वरूप मिश्रण को छीन लिया गया है। एयर स्ट्रिप्ड घोल में अमोनियम सल्फेट होता है जबकि गैस स्ट्रीम में SO 2, हवा और नमी होती है।
2NH 4 (HSO3) + H 2 SO 4 —> (NH 4 ) 2 SO 4 + 2 H 2 SO 3 ……………… .. (5.36)
(NH 4 ) 2 SO 4 + 2H 2 SO 3 + वायु-> (NH 4 ) 2 SO 4 + 2 SO 2 + 2 H 2 O + वायु ……… .. (5.37)
अमोनियम सल्फेट समाधान अमोनियम सल्फेट क्रिस्टल का उत्पादन करने के लिए केंद्रित है। एसओ 2 -air गैस मिश्रण को सुखाने के बाद सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
SO 2 निष्कासन दक्षता 85-97% से भिन्न देखी गई है।
हटाने की दक्षता पर निर्भर करने वाले प्रमुख कारक हैं:
(i) पैक्ड बेड की ऊँचाई,
(ii) ऑपरेटिंग तापमान, और
(iii) अवशोषक में तरल से गैस (L / G) द्रव्यमान अनुपात।
जी। सोडियम सल्फाइट (वेलमैन-लॉर्ड) प्रक्रिया :
मूल रूप से यह प्रक्रिया पोटेशियम सल्फाइट-द्वि-सल्फाइट चक्र पर आधारित थी। हालांकि, वर्तमान में कम महंगे सोडियम लवण का उपयोग किया जा रहा है। इस प्रक्रिया में एसओ 2 युक्त अपशिष्ट गैस की धारा को सोडियम सल्फाइट के घोल से धोया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सोडियम द्वि-सल्फाइट बनता है। प्रतिक्रिया के रूप में अभिव्यक्त किया जा सकता है
Na 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O--> 2 NaHSO 3 …………। (5.38)
इस प्रकार गठित द्वि-सल्फाइट समाधान वैक्यूम के तहत एक मजबूर परिसंचरण बाष्पीकरण में केंद्रित है। केंद्रित घोल को फिर से एक उच्च तापमान पर भाप-स्ट्रिपिंग के अधीन किया जाता है, जो द्वि-सल्फाइट के सल्फाइट के अपघटन का कारण बनता है। सोडियम सल्फाइट इस प्रकार घोल से क्रिस्टलीकृत होता है। प्रतिक्रिया के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:
2 NaHSO 3 -> Na 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O ……… .. (5.39)
Na 2 SO 3 क्रिस्टल अलग हो जाते हैं, घुल जाते हैं और घोल अवशोषक में वापस आ जाता है। नम एसओ 2 गैस को सुखाया जाता है और एक सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र को खिलाया जाता है।
एसओ की औसत हटाने की क्षमता लगभग 91% देखी गई है।
एच। सोडियम हाइड्रॉक्साइड प्रक्रिया :
सोडियम हाइड्रोक्साइड समाधान के साथ SO 2 युक्त एक ग्रिप गैस की स्क्रबिंग से द्वि-सल्फाइट और सल्फाइट का निर्माण होता है।
2 Na OH + CO 2 -> Na 2 CO 3 + H 2 O ……………… .. (5.40)
Na 2 CO3 + SO 2 -> Na 2 SO 3 + CO 2 ……………… .. (5.41)
Na 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O-> 2Na (HSO 3 ) ……………… .. (5.50)
Na OH + SO 2 -> NaH SO 3 ……………… .. (5.43)
सोडियम सल्फाइट-द्वि-सल्फाइट घोल को फिर जिंक ऑक्साइड (ZnO) धूल से उपचारित किया जाता है, जिससे ZnSO 3 को अवक्षेपित किया जाता है और NaOH घोल को पुनर्जीवित किया जाता है। NaOH समाधान अवशोषक को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
अवक्षेपित Zn SO 3 सूखने के बाद भुना हुआ होता है।
Zn SO 3 -> ZnO + SO 2 ……………… .. (5.44)
ZnO का पुन: उपयोग किया जाता है और SO 2 को सल्फ्यूरिक एसिड प्लांट में खिलाया जाता है।
I. जैविक प्रक्रिया :
इस प्रक्रिया को मोनसेंटो एनवायरो-केम सिस्टम और यूओपी प्रणाली द्वारा संयुक्त रूप से विकसित किया गया है जिसमें कुछ उत्प्रेरक धूल कणों के साथ एन 2, ओ 2, एच 2 ओ, सीओ 2, सीओ, एसओ एक्स और एन एक्स युक्त एफसीसी निकास गैस के उपचार के लिए है। एसओ एक्स सांद्रता सीमा 250-2300 पीपीएम और गैस में लगभग 200 पीपीएम की NO x थी।
इस प्रक्रिया में NaHCO 3 समाधान के साथ रिवर्स-जेट गीले स्क्रबर में निकास गैस को साफ़ करना शामिल है। स्क्रबिंग के दौरान होने वाली प्रमुख प्रतिक्रिया है
ना HCO 3 + SO 2 -> Na HSO 3 + CO 2 ……………… .. (5.45)
कुछ सोडियम द्वि-सल्फाइट को उपचारित होने वाली गैस में ऑक्सीजन की उपस्थिति के कारण Na 2 SO 4 में ऑक्सीकरण हो सकता है। कुछ ठोस कणों से युक्त गैस-तरल मिश्रण एक निकटवर्ती पोत में दो धाराओं में अलग हो जाता है। गैस बर्तन के शीर्ष पर बाहर निकलती है और तरल एक नाबदान में प्रवाहित होती है। निस्पंदन के बाद नाबदान से निकलने वाले तरल को मुख्य रूप से स्क्रबर में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जबकि एक भाग को अवायवीय जैव-रिएक्टर को खिलाया जाता है
बायोरिएक्टर में सल्फेट और सल्फेट या तो सोडियम बाय-सल्फाइड को कम करने के लिए एक उपयुक्त कम करने वाले एजेंट की सीमित आपूर्ति के साथ या एच 2 एस में कम कर दिया जाता है जब बड़ी मात्रा में कम करने वाले एजेंट का उपयोग किया जाता है। कम करने वाला एजेंट कम शुद्धता वाला हाइड्रोजन गैस या इथेनॉल या मेथनॉल हो सकता है। सूक्ष्म जीवों के लिए इथेनॉल या मेथनॉल का उपयोग कार्बन स्रोत के रूप में किया जा सकता है।
अवायवीय रिएक्टर में होने वाली प्रतिक्रियाएं हैं:
(I) कम करने वाले एजेंट की सीमित आपूर्ति के साथ-
NaHSO 3 + 3 H 2 -> NaHS + 3 H 2 O ……………… .. (5.46)
Na 2 SO 4 + 4 H 2 + CO 2 -> NaHS + NaHCO 3 + 3 H 2 O ……………… .. (5.47)
(II) कम करने वाले एजेंट की बड़ी आपूर्ति के साथ:
NaHSO 3 + 3 H 2 + CO 2 -> NaHCO 3 + H 2 S + 2 H 2 O ……………… .. (5.48)
Na 2 SO 4 + 4 H 2 + 2 CO 2 -> 2 Na HCO 3 + H 2 S + 2 H 2 O ………… (5.49)
जब सीओ 2 के साथ मिश्रित एच 2 एस का उत्पादन किया जाता है, तो गैस को अमीन अवशोषक या कुछ अन्य सल्फर रिकवरी यूनिट के लिए नेतृत्व किया जाता है। अवायवीय रिएक्टर आउटलेट से NaHCO 3 युक्त तरल को अवशोषक में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
हालांकि, अगर एनएचएस अवायवीय रिएक्टर के प्रवाह में मौजूद होता है, तो यह NaHCO 3 के पुनर्जनन के लिए एक एरोबिक रिएक्टर को खिलाया जाता है और प्रतिक्रिया के अनुसार मौलिक सल्फर का उत्पादन होता है:
NaHS + HS O 2 + CO 2 -> NaHCO 3 + S ……………… .. (5.50)
मौलिक सल्फर युक्त घोल को फ़िल्टर्ड किया जाता है और ना एचसीओ 3 युक्त छानना स्क्रबर में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
संपूर्ण प्रक्रिया की समग्र सल्फर हटाने की क्षमता 98% तक हो सकती है।
