Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Веда
(NhQ2SO1J
Рис. Ш-І6. Процесс Фулхем — Симон—Карвез (абсорбция SO2 аммиачными растворами после промывки газа коксовых печей) с получением серы и сульфата аммоиня [435, 678]:
~"!СкРУббер; 2—автоклав; 3 — фильтр-пресс; 4 — вакуум-испаритель; 5 — эжектор; 6 — цент-Pa*//?*' 7 "сушилка; 8 — бак с отфильтрованным раствором; Р—бак для слива из скруббе-JJ * 1V ~~ бак с циркулирующей промывной жидкостью; / — газ на очистку: 5,6* IO5 м3 (при • >•). содержащий 12.5 на 5 м3, или 0.675 г при 115.6 °С; //— аммиак: 3,88 т в виде 15%-но-u раствора; ///— сера: 0,175 т; IV- (NH4)2SOa: 2.26 т кристалл.; V-H2SO4: 0,16 т в виде
77%-його раствора.
127
cepu(IV) составляет 95% при исходной ,концентрации 0,1—0,2% SO2; потери аммиака незначительны. Раствор сульфата аммония поступает в кристаллизатор в виде 45%-но-го раствора, отходящее тепло используется.
Другим процессом, при котором также получают сульфат аммония, является Мицубиси Манганез Оксихайдроксайд Процесс [40]. В качестве абсорбента используют 3%-ный раствор гидроксида марганца. К образовавшемуся сульфидному комплексу добавляют аммиак и кислород, при этом образуется сульфат аммония, и шлам поступает в рецикл. Этот процесс можно рассматривать как улучшенный аммиачный процесс, поскольку эффективность удаления SO2 из газов с исходной концентрацией 0,1—0,2% составляет 97%, содержание SO2 в хвостовых газах составляет 30—60 млн.-1, потери аммиака практически отсутствуют. В другом процессе Мицубиси 45%-ный раствор сульфата аммония может поступать в кристаллизатор без предварительного выпаривания в испарителе.
Петелина [649]| сообщает также о процессе «Магнетитный цикл», используемом в СССР для удаления SO2 из топочных газов теплоэлектростанций или из газов агломерационных машин при высоком содержании серы в руде. Газы промывают суспензией сульфита магния и кристаллов оксида магния в растворе сульфита и бисульфита магния. Слаборастворимые кристаллы бисульфита игольчатой формы удаляют из раствора, сушат и подвергают обжигу при 850—900 °С. При этом бисульфит разлагается на оксид магния и оисид icepbi(IV). Оксид магния возвращают їв абсорбционный шлам, а оксид серы (IV), содержание которого теперь составляет 10—15%, поступает в цех серной кислоты.
Были проведены опытные испытания на теплоэлектростанции (14 000 м3/ч) и на агломерационной фабрике (8000 м3/ч). Найдено, что эффективность удаления SO2 составляет 95—97%. Четыре промышленные установки, очищающие 4 млн. м3/ч были введены в 1969 г. на Магнитогорском металлургическом заводе, причем одновременно производится 150 тыс. т/год серной кислоты.
Другой процесс, в котором в качестве абсорбента применяют аммиак, был разработан Шейлем, Симпсоном и Льюисом [763] в Горном Департаменте США. В этом процессе, где одновременно частично удаляется оксэд азота (II), обеспыленный топочный газ взаимодействует в реакционной камере с аммиаком и водой в газовой фазе. Газы охлаждают, а продукты реакции выводят с конденсатом. Очищенный газ проходит через водяной эксгаустер и перед выбросом в атмосферу имеет температуру около 35 °С.
К продуктам, содержащимся в конденсате, добавляют оксид цинка, при этом образуется сульфид цинка. Его разлагают и получают жидкий SO2 и оксид цинка.
Другой возможный процесс состоит в том, что топочные газы вступают в реакцию с сульфитом и бисульфитом натрия, что ведет к увеличению содержания бисульфита
SO2 + NaHSO3 + NaSO3 + H2O = 3NaHSO„
128
0,1 О,г QJ 0/t OjS О,Б 0,7 0,8 O1S 1,0 1,1 0,1 O1Z 0,3 0,4^ 0,5 0,6 0,7 0,8 0,91,0
Содержание SO^в абсорбенте, нг/м3
а б
Рис. III-17. Характеристика процесса ICI: абсорбция SO2 раствором основного
сульфата алюминия:
0 _ изотермы абсорбции (1—3 — при 20 cC; 2а — прн 25 °С; 26 — при 30 °С); б — точки кипения растворов основного сульфата алюминия, содержащего растворенный диоксид серы (для парового стриппинга); состав растворов:
Xg кривых Содержание Al, кг в 0,1 м3 Основность, %
своб. связ. всего
1 3,44 6,61 10,05 34,2
2.2а,2б, 4,0 5,82 9,82 40,8
3 4,55 5,32 9,87 46,1
Образующийся раствор затем взаимодействует ,с оксидом цинка NaHSO3 + ZnO = ZnSO3 + NaOH
Сульфит цинка обжигают, при этом получают оксид цинка и оксид серы, который можно в дальнейшем использовать [407]
ZnSO3 = ZnO + SO2
В качестве абсорбента использовали также основной сульфат алюминия; рекуперация SO2 проводилась путем стриппинга в колонне, обогреваемой паром (рис. 111-17, б) [33]. Диаграмма равновесия системы SO2 — основной сульфат алюминия дана на рис. ПІ-17, а. Этот процесс разработан фирмой АйСиАй (рис. III-18) и внедрен на медеплавильном заводе в Иматре фирмы Оутокумпу Коппер Ко.
^Газы вначале промывают водой для удаления твердых приме-Сен’ а„затем пропускают через четыре абсорбционные башни с насадкой из деревянных решеток площадью 10,6 м2. Жидкость движется противотоком, как показано на рис. III-18 (показаны толь-° три башни). Насыщенный раствор, содержащий 60 кг/м3 SO2,
Рис. 111-18. Технологическая схема установки ICI (см. рис. 111-17):
