При регенерації розчину сульфогидрат частково окисляється в гипосульфит:
2 ЫаНЗ + 2 ПРО2 = N30, + Н20 .
Ціаністий водень, що міститься в газі, сода і сірка утворять роданистый натрій:
2 НСК + ЫаСОз ** 2 №СЫ + СОа + НаО; НаСН + 5 = СМ5 .
Гипосульфит і роданистый натрій, що накопичуються в поглинальному розчині, є нерегенерируемыми баластовими з'єднаннями.
Вихідними матеріалами для готування поглинального розчину мышьяково-содовой сероочистки є білий миш'як Аз2ПРО3 і кальцинована сода N32003. Білий миш'як — кристалічний порошок білого кольору зі змістом А52ПРО3 90—95%, упаковується в залізні барабани з завальцованной кришкою, є сильнодіючою отрутою. При змішанні миш'яку з розчином соди утвориться мышьяковистый натрій по реакції
2 N303 + АваО3 + Н2ПРО = 2 ЫаНАзОз + 2 СОа.
Отриманий розчин обробляється на окремій установці коксовим газом, що містить сірководень, при цьому йде реакція
2 КтааНА503 + 5 НЗ = Ыа4А5м5а + 6 Н2О. .
Продувка отриманого розчину повітрям дозволяє одержати оксисульфомышьяковуюсіль натрію, при цьому миш'як із тривалентного переходить у пятивалентный;
№4А5м55 + Ог = Ыа4Аз55ПРО2.
Концентрація миш'яку в поглинальному розчині визначається в залежності від змісту сірководню в коксовому газі, питома витрата розчину — змістом у газі сірководню і концентрацією миш'яку. Що утворяться в процесі очищення газу і регенерації розчину не-регеперируемые баластові солі підвищують в'язкість розчину і знижують його поглинальну здатність, граничним є зміст балласгпых солей 300—350 г/л. При досягненні цієї межі частина розчину після уловлювання сірководню нейтралізують сірчаною кислотою по реакціях
Ма4Аз56ПРО + На5ПРО4 - 2 №г5ОБ4 + Аз255 + Н35 + Н3ПРО; Ыа4Аз5, + На5ПРО4 = 2 Маа5ПРО4 + АвА -ДО 2 Н28.
При цьому частина Азз переходить в Аз25.ч (тривалентну форму миш'яку) з виділенням елементарної сірки. Що випали в осад Азай і сірку отфильтровывают, розчиняють у содовому розчині і повертають у цикл, фільтрат, що містить до 0,05 г/л №2НА5ПРО4, обробляють залізним купоросом і содою для зв'язування миш'яку в малорастворимые солі заліза РеЛвО і РеАзО які отфильтровывают і вивозять у відвал, "а фільтрат використовують для гасіння коксу.
Технологічна схема очищення газу від сірководню по мышьяково-содовому методу представлена на мал. 29. Коксовий газ після скруберів надходить у электрофильтр 1 для очищення від поглинальної олії, виведеного через збірник 40, потім у нижню частину сірчаного скрубера 2, зрошуваного поглинальним розчином з регенератора 3. Газ після скрубера, очищений від сірководню, через каплеуловитель 41, у якому він звільняється від крапель насиченого розчину, направляється споживачу. Насичений розчин з нижньої частини скрубера через гідрозатвор надходить у проміжний збірник 5, відкіля насосом 7 через паровий підігрівник 6 подається в розподільний бак 4. З напірного бака 4 розчин надходить у нижню частину регенератора 3. Іноді частина розчину (20—25%) з бака направляють разом з регенерованим розчином через регулятор рівня 8 на зрошення скрубера, щоб запобігти випадання в скрубері сірки, тому що частина абсорбованого растворов регенераторі кисню не встигає в ньому прорегеперировать і регенерація закінчується в скрубері.
Регенерацію розчину в регенераторі роблять повітрям, подаваним компресором 37; повітря попередньо проходить маслоотбойник 38 і повітрозбірник 39 і надходить у нижню частину регенератора. Перед компресором повітря очищається від пилу в спеціальному фільтрі. У регенераторі повітря барботирует через шар розчину, флотирует сірку, що виділилася при регенерації розчину, що у виді сірчаної піни збирається на поверхні розчину і через переливну кишеню приділяється в пеносборник 9, а повітря через випускний штуцер іде в атмосферу. У пеносборнике сірчана піна руйнується, і сірчана суспензія надходить па вакуум-фільтр 15, де сірчана паста відокремлюється від розчину. Фільтрат після вакуум-фільтра через вакуум-збірник 24 повертається в поглинальний розчин, сірчана паста, розведена содовим розчином для розчинення сірчистого миш'яку, що забруднює сірку, надходить через розріджувач пасти 16 шпеком 17 у плавильник 18, що обігрівається глухим пором через сорочку і гостру пару, подаваним у нього. Розплавлена сірка надходить у нонжус плавленой сірки 19, з якого стисненим повітрям вичавлюється в збірник плавленой сірки 20, установлений перед барабанним охолоджувачем 2. На барабакпом охолоджувачі, охолоджуваному технічною водою, сірка прохолоджується, покриваючи зовнішню поверхню охолодження тонкою кіркою (2—3 мм), що знімається встановленим • на охолоджувачі шкребком (ножем) і у виді ламаних пластинок неправильної форми накопичується в бункері 22 і передається на склад і в залізничні вагони 23.
У схемі застосовуються: збірники розчинів 12, 13, 33, 35; насоси 14, 26, 29, 32, 34, 36; змішувачі 11, 25, 31; напірні бачки 10, 43; кристаллизатор127.
Для виділення миш'яку з баластових солей частина поглинального розчину насосом 7 подається в нейтралізатор I ступіні 25, у який з напірного бака 42 подасться сірчана кислота. У нейтралізаторі випадає осад у виді сірчистого миш'яку. Розчин з нейтралізатора подається па вакуум-фільтр 28, де з нього виділяються миш'якова паста і фільтрат. Паста знімається шкребком з вакуум-фільтра і надходить у збірник-розчинник сірчистого миш'яку 30, де він розчиняється в содовому розчині при підігріві пором. З розчинника насосом 29 подається в пеносборпик, де змішується з робочим розчином. Фільтрат після вакуум-фільтра направляється на нейтралізатор II ступіні 28, де обробляється розчином соди і залізного купоросу. Після нейтралізаторів розчин направляють на фільтр-прес. Осад, що утворився па ньому, Реазоз і Геазо вивозять у відвал, а фільтрат подають на гасіння коксу. На деяких заводах зі стічних вод після нейтралізації И ступіні одержують сульфат натрію, роданистый чи натрій суміш цих солей. В усіх випадках розчин упаривают, кристалізують, осад отфуговывают на центрифузі. Якщо метою процесу є одержання тільки сульфату натрію, розпарювання ведуть до утворення кристалів сульфату натрію, що залишився в розчині після фугування роданистый натрій після подальшої упарки може бути окислений прожарюванням у печі в сульфат натрію, або спрямований на подальшу переробку для одержання технічного роданида натрію. Можливий варіант розпарювання, кристалізації і фугування з одержанням змішаних солей, що містять 45—46% гипосульфата, 18% сульфата натрію і 17% роданистого натрію. Нарешті, найбільший інтерес представляє одержання змішаної солі тіосульфату, сульфату натрію і чистого роданистого натрію, придатного для виробництва синтетичного волокна нітрон. Процес ведуть шляхом выпарки під вакуумом, кристалізації і відділення кристалів при 25 і 0°С, очищення фугата активованим вугіллям, повторної упарки під вакуумом, кристалізації і фугування при 40—50°С и наступній перекристалізації з этанола і води. Такі установки працюють па одному з заводів України.
Переробка стічних вод цехів мышьяково-содовой сероочистки являє приклад ресурсосберегающей, безвідхідної технології в коксохімічному виробництві. Як указувалося вище, готування свіжого поглинального розчину є дуже відповідальною самостійною операцією. Барабан з білим миш'яком поміщають у закриту судину, де його розкривають механічним ножем. Миш'як з барабана вимивають сильним струменем води в розчинник 30, постачений мішалкою і паровим підігрівом, у розчинник з бункера подається сода. Розчин з розчинника надходить у монжус, з якого повітрям вичавлюється в збірник, а потім на скрубер, після якого розчин знову повертається в збірник, частину розчину подають у другий скрубер, де він продувається повітрям. Розчин після цього скрубера направляють у робочий цикл поглинального розчину.
Для забезпечення сільського господарства засобом боротьби зі шкідниками рослин частина сірки, одержуваної в цехах мышьяково-содовой сероочистки, переробляється в колоїдну (тонкодисперсную) сірку, здатну при розчиненні утворювати колоїдний розчин. Колоїдна сірка виходить шляхом змішання сірчаної пасти із сульфат-спиртової бардой {відходом лісохімічного виробництва), зневоднювання і висушування суміші.
Устаткування для очищення коксового газу від сірководню й одержання сірки і сарною кислоти
Незалежно від способу уловлювання сірководню з коксового газу основними апаратами для поглинання сірководню є скрубери різної конструкції і розмірів; для регенерації насиченого поглинального розчину — регенератори; для підігріву розчинів широко використовують кожухотрубныс теплообмінники,. парові підігрівники; для остаточного охолодження поглинач нього розчину використовуються повітряно-водяні зрошувальні холодильники і повітряні холодильники типу АВО. Крім того, у кожнім з методів у залежності від; одержуваного продукту застосовуються спеціальні апарата й устаткування.
Скрубери для уловлювання сірководню з коксового газу по конструкції подібні зі скруберами для уловлювання бензолу. Це вертикальні циліндричні апарати висотою 26—32 м, діаметром 4—6 м, заповнені дерев'яної хордовий ттасадкой, поверхня насадки для уловлювання вакуум-карбонатним методом 15—26 тис. мг, мышьяково-содовым 15 тис. м2 і 36 тис. м2 в одному скрубері, діаметр скрубера визначають величиною газового потоку, виходячи зі швидкості газу у вільному перетині скрубера 0,8—1 м/с (вакуумкарбонатный метод) і 0,3—0,9 м/с у загальному перетині скрубера (мышьяково-содовый метод). Необхідна поверхня насадки визначається з розрахунку 0,5 м8 насадки па 1 м3 газу, відповідно визначається число скруберів прийнятого діаметра. Дерев'яна насадка набрана з рейок товщиною 10 мм, висотою 120 мм, із зазорами між рейками 19 мм. У типовий скрубер укладається 113—125 кіл робочої насадки і 6 кіл насадки, що осушує, розташованої над зрошувальним пристроєм. В даний час як робочу насадку усе більш широке застосування знаходять 2-образна алюмінієва і керамічна типу «ипталакс» насадки. Як зрошувальні пристрої в скруберах застосовуються форсунки типу турбинка, а також спеціальний зрошувальний пристрій у виді форсунки діаметром 40—80 мм із п'ятьма тарілками. Діаметр форсунки визначається необхідною щільністю зрошення (при мышьяково-содовом способі 20—45 м3/год розчини на 1 м2 загального перетину скрубера, при вакуум-карбонатному 7—10 м3/год на 1 ма перетину), напором розчину на вході у форсунку. Нижня поднасадочная частина скрубера є переточною шухлядою для розчину.