Emisie oxidu siričitého, čistenie výfukových plynov v učebných pomôckach pre študentov chemického slovníka
Spaliny sú prchavé produkty spaľovania palív, ktoré okrem iného obsahujú. Oxid siričitý. Oxid siričitý a ďalšie plyny sa uvoľňujú do atmosféry. Proces doručovania sa nazýva emisia. Emisie oxidu siričitého zo spalín z uhoľných elektrární možno znížiť rôznymi metódami.
Emisia je vypúšťanie (uvoľňovanie) látok znečisťujúcich ovzdušie do atmosféry. Hlavnými zdrojmi znečistenia ovzdušia spôsobeného človekom sú priemysel, doprava, domáce požiare a poľnohospodárstvo.
Oxid siričitý, medziprodukt pri výrobe kyseliny sírovej, sa tiež vyrába ako súčasť výfukového plynu pri spaľovaní fosílnych palív, ako je ropa a uhlie. Preto sa stal jedným z najnebezpečnejších látok znečisťujúcich ovzdušie.
Samotný oxid siričitý vedie k poškodeniu dýchacích orgánov človeka. Reaguje však tiež s vlhkosťou vzduchu a vytvára kyselinu sírovú.
Časť z neho tvorí oxid sírový cez kyselinu sírovú. Obidve kyseliny síry sú súčasťou kyslých dažďov. Kyslý dážď vedie k prekysleniu pôdy, mnohými spôsobmi narúša život rastlín a spôsobuje škody na štruktúrach miest a dedín.
Ľudská činnosť zosilňuje prírodné kyslé dažde, v Nemecku začiatkom 90. rokov dočasne dosiahla hodnotu pH 4,1 - 4,2. Medzitým sa však merania opäť blížia k hodnotám 5,0 a dostávajú sa tak do rozsahu, ktorý je pozorovaný bez zásahu človeka do hodnôt pH 5,0 až 5,6. Je to hlavne kvôli zníženiu emisií oxidu siričitého a oxidu dusíka z elektrární čistením spalín.
Existuje niekoľko spôsobov, ako znížiť kyslé dažde. Ekonomické využitie energie znižuje množstvo fosílnych palív použitých pri spaľovacích procesoch, a tým aj množstvo oxidu siričitého, ktoré sa uvoľňuje do atmosféry.
Pretože sa však zvyšuje dopyt po energii, zostáva len prejsť na alternatívne zdroje energie, napríklad vietor, voda, slnko, príliv a odliv, využívanie obnoviteľných surovín alebo jadrová energia, čo zase prináša ľudstvu ďalšie problémy a nebezpečenstvá. Alebo sa nájdu procesy, ktoré napríklad odstraňujú oxid siričitý z výfukových plynov uhoľných elektrární.
Jedná sa o procesy odsírenia spalín .
Tento proces znižuje emisie oxidu siričitého v spalinách z uhoľných elektrární. Síra sa z vykurovacích olejov odstraňuje hydrorefináciou vykurovacieho oleja.
Proces odsírenia spalín v uhoľných elektrárňach
Aditívny proces
Pri aditívnom procese (priame odsírenie) je oxid siričitý viazaný v mieste pôvodu, v spaľovacej komore uhlia.
Suchý vápencový prášok alebo suchý prášok hydroxidu vápenatého sa buď pridáva do uhlia, alebo sa vháňa do spaľovacej komory so spaľovacím vzduchom.
Pri vysokých teplotách v spaľovacej komore sa vápenec alebo hydratované vápno (hydroxid vápenatý) tepelne štiepia:
C a C03 → C a O + C02
Ca (OH) 2 → Cao + H20
Výsledný oxid vápenatý reaguje s oxidom siričitým, ktorý vzniká pri spaľovaní uhlia, a vytvára siričitan vápenatý.
C a O + S O 2 → C a S O 3
Kyslík vo vzduchu sa čiastočne premieňa na síran vápenatý:
2 C a S O 3 + O 2 → 2 C a S O 4
Reakčné produkty potom spolu s popolom skončia na skládke.
Proces prania vápna
Na rozdiel od aditívneho procesu pracuje proces premývania vápna so suspenziou uhličitanu vápenatého. Výsledný siričitan vápenatý sa prívodom vzduchu oxiduje na síran vápenatý a použije sa ako sadra pre priemysel stavebných materiálov.
Ca (OH) 2 + S02 → CaS03 + H20
2 C a S O 3 + O 2 → 2 C a S O 4 (síran vápenatý s 2 mol viazanej vody)
Regeneratívne procesy prania
Namiesto suspenzie hydroxidu vápenatého sa tieto spôsoby, napr. B. podľa Wellmann-Lordovej metódy sa ako absorbent použije roztok siričitanu sodného. Vytvára sa hydrogensiričitan sodný. Tento roztok sa potom zahrieva v druhom reaktore. Rovnováha sa posúva späť k siričitanu sodnému a oxidu siričitému. Toto unikne z riešenia a dá sa použiť ďalej. Izolovaný roztok siričitanu sodného sa znovu použije na absorpciu.
SO3 2- + SO2 + H2O ⇄ 2 HSO3-
Proces amoniaku
Oxid siričitý sa môže tiež vymyť z plynnej zmesi pomocou vodného roztoku amoniaku. Vznikne siričitan amónny, ktorý sa oxiduje na síran amónny. Jedná sa o cenné hnojivo pre poľnohospodárstvo.
Výfukové plyny z elektrární sa účinne odsírujú opísanými procesmi čistenia.