CS220670B1

CS220670B1 - Způsob odstraňování kysličníků síry z odpadních průmyslových plynů

Info

Publication number: CS220670B1
Application number: CS326181A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Skrna; Rostislav Klimecek; Josef Kehar; Pravdomil Kadlas; Alexander Palffy
Original assignee: Stanislav Skrna; Rostislav Klimecek; Josef Kehar; Pravdomil Kadlas; Alexander Palffy
Priority date: 1981-05-04
Filing date: 1981-05-04
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Účelem vynálezu bylo nalézt metodu jak vypírat kysličníky síry z průmyslových plynů s využitím odpadní kyseliny sírové. Tohoto cíle se dosáhne tak, že odpadní plyny o teplotě vyšší, než je jejich rosný bod se vypírají kyselinou sírovou o koncentraci 10 až 30 % hmot.,, která dále obsahuje 1 až 13 proč. hmot. síranu železnatého. Je vhodné používat kyselinu sírovou z výrobny titanové běloby. Vypírací kyselina necirkuluje v absorpčním uzlu.

Description

220870

Vynález se týká způsobu odstraňování kysličníků síry z odpadních průmyslových plynů.

V odborné a patentové literatuře je zveřejněno velké množství různých technologických postupů pro zachycování (separaci) kysličníků síry z průmyslových odpadních plynů.

Přitom díky neobyčejně široké aktivitě v oboru odstraňování škodlivých průmyslových exhalací v posledních letech přibývají stále nové způsoby, zaměřené na zachycování, případně i využití zejména odpadních kysličníků síry, které co do hmotnostního množství i co do počtu zdrojů představují nejzávažnější problém v oboru průmyslových exhalací.

Dosud známé postupy, zejména ty, které jsou zaměřeny též na zhodnocení odpadních kysličníků síry, je už za současného stavu jen velmi obtížné navzájem srovnávat podle jednotného ekonomického hlediska.

Při neobyčejně rozmanitém charakteru zdrojů je nutno přihlížet k celé řadě specificky místních hledisek, která pak motivují i vyhledávání stále nových postupů nebo nových modifikací známých technologických principů.

Za jednu z podskupin z mnoha známých technologických postupů pro zachycování kysličníků síry z průmyslových plynů lze považovat ty technologie, při nichž se kysličníky síry z plynů převádějí do vodného roztoku za vzniku různě koncentrované kyseliny sírové. Klasickým příkladem tohoto principu je výroba kyseliny sírové komorovým či věžovým způsobem. Průmyslově se uskutečňuje v soustavě absorpčních věží z kysličníku siřičitého, který se po převedení do roztoku oxiduje vzdušným kyslíkem za přítomnosti kysličníků dusíku, resp. kyseliny nitrosylsírové.

Oxidující dusíkaté sloučeniny se nakonec z produkované kyseliny desorbují, takže v procesu recyklují. Konečným výrobkem je kyselina sírová vhodná například pro výrobu fosforečných hnojiv.

Do této podskupiny patří též postup, v průmyslu známý pod názvem SULFACID, vyvinutý pro odstraňování a využití kysličníku siřičitého z kouřových plynů tepelných elektráren. Jeho princip spočívá ve zkrápění horkých kouřových plynů, obsahujících SO₂, vodou v aparátech, vyplněných uhlíkatým materiálem. Na povrchu smáčené výplně dochází ke kontaktu absorpčního média (vody, případně zředěné kyseliny sírové) se zpracovaným plynem, přičemž kysličník siřičitý přechází z plynu do roztoku a oxiduje se kyslíkem z téhož plynu na kyselinu sírovou. Vyráběná kyselina sírová má koncentraci 10 až 20 % a k dalšímu využití je tedy nutno ji ještě zahušťovat.

Specifickým případem aplikace chemicko-technologického principu, charakteristického pro zaváděnou podskupinu známých postupů, je způsolb podle USA pat. č,

853 502. Podle tohoto patentu se průmyslové plyny, odpadající z výroby kyseliny sírové kontaktním způsobem vypírají vodou nebo zředěnou kyselinou sírovou, přičemž se zvlhčují a vzniklá mlha kyseliny sírové (resp. původně v plynu přítomná] se zachycuje v absorpčním médiu za vzniku kyseliny sírové.

Jako nejvhodnější vypírací médium se uvádí kyselina sírová o koncentraci 65 až 75 %, která se v absorbéru recykluje a jako aparát se používá V.enturi trubice nebo výplňová kolona. Proces je možno uskutečňovat i ve více stupních, případně je též vhodné plyn před vstupem do procesu zahřát.

Nevýhodou shora uvedených známých postupů je buď potřeba přídavných chemikálií jako u klasické komorové výroby kyseliny sírové nebo velké rozměry a hmotnost aparátů u postupu SULFACID nebo spotřeba drahé energie rna recirkulaci absorpčního média u postupu podle citovaného USA patentu.

Tyto nevýhody eliminuje modifikovaný způsob odstraňování kysličníků síry z odpadních průmyslových plynů absorpcí ve vodném roztoku kyseliny sírové podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vypírací kyselina obsahuje 10 až 30 % hmot. kyseliny sírové, 1 až 13 % hmot. síranu železnatého a případně do 2 % hmot. titanylsulfátu. Absorpce se provádí za adiabatických podmínek, přičemž vypírací kyselina prochází absorpcí jen jednou, a to protiproudně vůči odpadním průmyslovým plynům.

Významným přínosem způsobu podle vynálezu je částečné zahuštění vypírací kyseliny využitím odpadního tepla plynu. Provozní teplota v adiabatickém procesu kontaktování plynu s vypírací kyselinou je značně zvýšena, obvykle v rozmezí 75 až 190 °C, což má velmi příznivý vliv nejen na srážení a odlučování kysličníku sírového z plynu ale též na oxidaci a zachycování kysličníku siřičitého, pokud je také Obsažen ve zpracovávaném plynu. Teplota plynu nad jeho rosným bodem brání tvorbě aerosolu před vstupem do reakční zóny absorbéru.

Při jednorázovém prosazení vypírací kyseliny sírové, tj. bez její recirkulace v absorbéru, není zapotřebí vybavit tento zvláštním chlazením prací kyseliny.

Podrobněji je způsob podle tohoto vynálezu osvětlen v dále uvedeném příkladu provedení:

(Kalcináční plyn odpadající při výrobě titanové běloby a teplotou 400 °C v množství 90 tis. m³ (údaje množství provozních hmot jsou vztaženy na 1 h provozuj obsahující 350 kg kysličníku sírového a siřičitého, je v absorpční koloně uváděn do kontaktu s kyselinou sírovou, odpadající rovněž z výroby titanové běloby. Kyselina sírová o koncentraci 20 % obsahující 10 %' FeSO₄ je nastřikována do hlavy kolony v množství 20

S m³. Plyn vstupuje do paty kolony a postupuje protiproud/ně k toku kyseliny. V koloně probíhá ochlazování plynu a ohřívání prací kyseliny tak, že plyn vystupující z hlavy kolony má teplotu 90 až 100 °C a kyselina vytékající z paty kolony má teplotu 75 až 85 °C. V průběhu tohoto vzájemného kontaktu plynu a kapaliny, při vysokém obsahu vodní páry v plynu, značně zvýšené teplotě kyseliny a v ní rozpuštěného FeSO₄jsou vytvořeny velmi příznivé podmínky pro vznik a srážení kyseliny sírové, která se tvoří jednak hydratací SO₃ z plynu, a jednak oxidací v plynu obsaženého SO₂.

Výsledkem procesu je jednak odloučení 60 až 70 % kysličníků síry z plynu a tomu odpovídající přírůstek kyseliny sírové v pracím roztoku, jednak zahuštění prací kyseli6 ny odparem 6 tis. kg vody. Kyselina sírová vytékající ,z paty absorpční kolony s koncentrací asi 27 % H₂SO₄ je bez recirkulace odtahována z procesu k dalšímu zpracování. Částečně ochlazený plyn, vystupující z hlavy kolony, může být ještě v dalším stupni dočištěn v mokrém elektrostatickém odlučovači a vyveden komínem do ovzduší.

Zvlášť příznivou okolností uvedeného způsobu provedení může být použití absorpční kolony s výplní vertikálně orientovaných šroubovic, které umožňují prakticky ideální protiproud plynného a kapalného proudu, což nejen zvýhodňuje převod tepla a hmoty ale navíc díky výhodnému gradientu parciálního tlaku vodní páry v plynu a kapalině zlepšuje podmínky parciální kondenzace vody a kyseliny sírové.

PREDMET

Claims

1. Způsob odstraňování kysličníků síry z odpadních průmyslových plynů absorpcí ve vodném roztoku kyseliny sírové, vyznačený tím, že vypírací kyselina obsahuje 10 až 30 % hmot. kyseliny sírové, 1 až 13 % hmot. síranu želeanatého a případně do 2 % hmot. titanylsulfátu.

VYNALEZU

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že absorpce se provádí za adiabatických podmínek, přičemž vypírací kyselina prochází absorpcí jen jednou, a to protiproudně vůči odpadním průmyslovým plynům.