[1]Изобретение относится к очистке промышленных газов от сероводорода и может быть использовано, в частности, в теплоэнергетике при газификации твердого топлива на тепловых электростанциях (ТЭС).
[2]При внутрицикловой газификации твердого топлива на ТЭС с газотурбинными установками (ГТУ) или парогазовыми установками (ПГУ) возникает проблема очистки генераторного газа от сероводорода.
[3]Известен жидкий сорбент, включающий алканоламины, для хемосорбции сероводорода [1] - аналог. Недостатком данного аналога является то, что для его использования требуется снижение температуры генераторного газа с соответствующей потерей его физического тепла. В связи с тем, что генераторный газ при внутрицикловой газификации твердого топлива служит рабочим телом ГТУ, потеря его физического тепла приводит к соответствующему снижению КПД энергетической установки. Кроме того, при использовании такого сорбента образуются загрязненные стоки.
[4]Известен твердый синтетический сорбент для очистки газов от сероводорода с содержанием 35-95% оксидов марганца [2] - аналог. Недостатком данного сорбента является относительно низкая (140 мг/г) поглотительная способность сероводорода. Кроме того, его практическое использование экономически невыгодно из-за необходимости организации для его получения специального производства.
[5]Известен твердый сорбент для очистки газов от сероводорода, включающий оксидные соединения марганца [3], - ближайший аналог. Достоинством этого сорбента является достаточно высокий уровень поглотительной способности. Однако практическое использование данного сорбента также экономически невыгодно из-за того, что его получают из отходов марганцевой промышленности сложным технологическим путем, требующим организации специального производства.
[6]Достигаемым эффектом изобретения является получение дешевого сорбента с высокой поглотительной способностью для очистки газа от сероводорода путем использования в качестве такого сорбента природных рудных минералов на основе соединений марганца.
[7]Это обеспечивается тем, что твердый сорбент для очистки газов от сероводорода, включающий оксидные соединения марганца, согласно изобретению представляет собой обогащенные или необогащенные руды, содержащие оксиды марганца в количестве 18÷70 мас.%, выбранные из ряда - океанические железомарганцевые конкреции или железомарганцевая руда, содержащие соединения марганца в виде пиролюзита, и марганцевая руда, содержащая соединения марганца в виде браунита или криптомелана.
[8]Как показали экспериментальные исследования, при указанном диапазоне содержания оксидных соединений марганца в твердом сорбенте обеспечивается очень высокая поглотительная способность сорбента по отношению к сероводороду, соответствующая или превышающая аналогичную величину для промышленных сорбентов. В качестве твердых сорбентов с такими характеристиками служат некоторые природные марганецсодержащие руды в чистом виде или обогащенные до требуемых пределов содержания указанных компонентов.
[9]В представленной ниже таблице 1 показаны данные о поглотительной способности по сероводороду твердых марганецсодержащих сорбентов, в качестве которых, согласно изобретению, использованы природные руды, а также обогащенные руды. Поглотительная способность приведена при одинаковой рабочей температуре процесса сорбции (773 К). В таблице 2 представлен состав исследованных руд (указаны только основные компоненты).
[10]| Таблица 1 |
| Сорбент | Содержание оксидов марганца, мас.% | Поглотительная способность, кг/м3 |
| 1 | 2 | 3 |
| Океанические железомарганцевые конкреции с соединениями Мn в виде пиролюзита. | 18,0 | 308 |
| Железомарганцевая руда Порожинского месторождения с соединениями Мn в виде пиролюзита. | 26,2 | 892 |
| Марганцевая руда Аскизского месторождения с соединениями Мn в виде браунита. | 8,0 | 255 |
| Океанические железомарганцевые конкреции с соединениями Мn в виде пиролюзита. | 43,7 | 702 |
| Марганцевая руда Аскизского месторождения с соединениями Мn в виде браунита. | 45,1 | 495 |
| Марганцевая руда Николаевского месторождения с соединениями Мn в виде криптомелана. | 69,2 | 436 |
[11]| Таблица 2 |
| Сорбент | Состав исследуемого сорбента, мас.% |
| 1 | 2 |
| Необогащенные руды |
| Океанические железомарганцевые конкреции с соединениями Мn в виде пиролюзита. | SiO2 - 30,3; MnO2 - 18,0; Fe2О3 - 15,0; Аl2О3 - 6,7; К2О - 1,4; СоО - 0,33; NiO -0,26; Cu - 0,1; V2O5 - 0,06, другие соединения, в том числе потери при прокаливании - 27,85. |
| Железомарганцевая руда Порожинского месторождения с соединениями Мn в виде пиролюзита. | Fe2О3 - 30,43; МnО2 - 26,2; SiO2 - 17,2; Аl2O3 - 3,82; MgO - 1,26; К2О - 0,7; CaO - 0,54; TiO2 - 0,48; Р2О5 - 0,83; Na2O -0,02; BaO - 0,05; SO3 - 0,01, другие соединения, в том числе потери при прокаливании- 18,46. |
| Марганцевая руда Аскизского месторождения с соединениями Мn в виде браунита. | SiO2 - 34,75; CaO - 18,1; Fе2О3 - 16,81; Аl2O3 - 9,02; MnO - 8,0; Na2O - 4,15; К2О - 1,12; TiO2 - 0,66; MgO - 0,34, другие соединения, в том числе потери при прокаливании - 7,05. |
| 1 | 2 |
| Обогащенные руды |
| Марганцевая руда Аскизского месторождения с соединениями Мn в виде браунита. | MnO - 45,1; CaO - 9,3; SiO2 - 8,9; BaO -2,18; Аl2О3 - 1,71; Na2O - 1,32; Fе2О3 -0,89; SO3 - 0,88; CuO - 0,51; TiO2 - 0,15; MgO - 0,14; K2O - 0,015, другие соединения, в том числе потери при прокаливании - 28,91. |
| Океанические железомарганцевые конкреции с соединениями Мn в виде пиролюзита. | МnO2 - 43,7; SiO2 - 25,02; Fе2О3 - 9,9; Аl2O3 - 8,05; MgO - 3,13; Na2O - 2,39; NiO - 1,89; КаО - 1,8; ТiO2 - 1,76; CaO - 1,58; СоО - 0,24, другие соединения, в том числе потери при прокаливании - 0,54. |
| Марганцевая руда Николаевского месторождения с соединениями Мn в виде криптомелана. | MnO, MnO2 - 69,2; SiO2 - 13,6; Fе2О3 - 2,38; BaO - 2,17; К2О - 2,13; Аl2О3 -1,89; MgO - 1,21; Р2О5 - 0,67; CaO -0,18; TiO2 - 0,1; Na2O - 0,04, другие соединения, в том числе потери при прокаливании - 6,43. |
[13]1. Интернет, сайт http://suhovey.com/theory/7/, 11.12.2008.
[14]2. Патент US 4225417, 1980.
[15]3. Патент SU 625753, 1978.
