CS226649B1 - Method of and apparatus for purifying waste sulphur - Google Patents

Description

ČeskoslovenskasocialistickáREPUBLIKA(1·)

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEOCENIU 226649 dl) (Bl)

(22) Přihlášené 04 1, 82(21) (PV 7865-82·) (51) Int. Cl? C 01 B 17/033 (40) Zverejnené 24 06 83

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY (45) Vydané 15 02 86

A OBJEVY (?5) FANČOVIČ KAROL ing. CSc., HAUSKRECHT PETER ing. , BRATISLAVA,

Autor vynálezu ČERVENKA ZDENĚK ing., MICHALOVCE, ŠTIBRANYI LADISLAV ing. CSc.,

BRATISLAVA (54) Spósob čistenia odpadnej síry a zariadenie na vykonavanie tohto spósobu 1

Vynález sa týká spfisobu a zariadenia pre čistenie odpadnej síry energeticky nenáročnýmjednoduchým spfisobom, vyhovujúcim požiadavkám ekologie a dává krystalická síru alebo jejtaveninu vysokej čistoty.

Pri tažbe a spracovaní síry odpadá jej určité množstvo vo formě nespracovaného odpadu,obsahujúceho popři anorganických a organických nečistotách 5 až 95 % hmotnosti síry. Anor-ganické nečistoty sú představované pieskom, hlinou, solami, hrdzou, vodou; organické nečis-toty tvoria hlavně živičnaté látky a iné látky ťažko definovatelnéj štruktdry. V minulostineboli s týmto odpadom problémy, spaloval sa vo výrobniach kyseliny sírovej spolu s pyritomV súčasnosti sú tieto zastaralé výrobně postupné vyraSované z prevádzky a odpadná síra saprevažne vyváže na skládky tuhých odpadov, kde znečisťujú životné prostredie prienikom svo-jich reakčných splodín. V případe vzniku požiaru na skládke tuhých odpadov znečisťujúovzdušie a mfižu byť příčinou odumretia vegetácie, úhynu živočíchov a vážné ohrozit zdraviel*udí. Nie v poslednom radě dochádza k značnej národohospodárškej škodě samotným nevyužitímodpadnej síry. Vytavovanie odpadnej síry rieSi problém len čiastočne, lebo z něho rezultujeáalší odpad.

Predmetom vynálezu, ktorý rieši tento problém, je spfisob čistenia odpadnej síry týmspfisobom, že rozpúšťadlo, ktorým je alkylaromatický, eyklánický alebo alkylcyklánický uhlo-vodík alebo ich zmesi s teplotou varu nad 110 °C, sa odpařuje za miešania, temperuje paramiodpadnú síru, kondenzuje a stéká cez odpadnú síru, ktorú čiastočne rozpúSta a po oddělenínerozpustných podielov stéká do rozpúBťadla od ktorého sa oddělí a rozpúSťadlo sa opatovnepoužije po oddělení azeotropieky vyvedenej vody.

Zariadenie na čistenie odpadnej síry posostáva zo zásobníka odpadnej síry, spojeného 226649 226649 2 s extraktom, na ktorý je napojený oddělovač vody a chladič, tiež odparovač so zásobnlkomrozpúSťadla, áalej filter spojený so zásobníkem síry a vývevou cez vymrazovač. Výhodou vynálezu je zlskanie síry o vysokej čistotě z odpadných surovin.

Elementárna sira je prakticky nerozpustná v organických a anorganických rozpúSťadléch.Výnimkou je slrouhllk, ktorého použitie je obmedzené v dOsledku jeho nevhodných vlastnostiako je tenzia pár, hořlavost, výbušnosť a toxicita. Pre čistenie odpadnej siry je možnévyužit jej čiastočnú rozpustnost v organických rozpúSťadléch v kombinácii s jej poměrněnízkou teplotou topenia. Nečistoty přítomné v odpadnej sire sú v podstatnej miere mechanic-kými nečistotami anorganickej povahy; organické nečistoty sú povahy živic a iných vysoko-molekulárnych látok; dajú sa oddělit mechanickými operáciami, ako sú filtrácie, usadzovanie,odstreáovanie a podobné. Vhodným rozpúSťadlom, ktorým mOže byť alkylaromatický, cyklánickýalebo alkylcyklánický uhlovodík, alebo ich zmesi, s teplotou varu nad 110 °C je možné docie-lit vo vhodnom zariadenl, aby páry tohoto rozpúSťadla vyhriali odpadnú síru na teplotu varurozpúSťadla svojlm kondenzačným teplom. Neskondenzované páry rozpúSťadla po skondenzovanlpřetékáním cez odpadnú siru ju temperujú na teplotu pod bodom varu rozpúSťadla, rozpúšťajúsiru v takej miere, že vzniká nasýtený roztok siry v rozpúšťadle za danej teploty. ĎalSia časť siry sa taví teplom rozpúSťadla a teplom uvolněným kondenzéciou jeho pár.Systém, v ktorom sa spracovéva odpadná sira po určitom čase v prevažnej miere svojho objemumá teplotu prakticky totožnú s teplotou pár rozpúSťadla. V přítomnosti rozpúSťadla sa zni-žuje aj teplota tavenia síry, ktorá tvoři taveninu nasýtenú rozpúSťadlom. Táto taveninaalebo jej emulzia s rozpúSťadlom nasýteným sirou sú lepSie filtrovatelné ako tavenina sirysamotnej v dOsledku ich nižSej viskozity. V dOsledku privádzania stále čerstvého rozpúS-ťadla d6jde k úplnému vyextrahovaniu a vytaveniu síry z balastných látok, ktoré Zostávajúoddělené například na filtri. Síru je možné oddeliť od rozpúSťadla zhruba oddělením ťažSejz dvoch kvapalných heterogenných fáz; zbytok rozpúSťadla je možné odpariť; aj za zníženéhotlaku, alebo vyhnať vodnou parou s ktorou prchá vo formě pseudoazeotropu. V případe rozptý-lenia kvapalných fáz do formy emulzie intenzívnym miešaním a ochladením dosiahnuť jej vy-kryštalizovanie vo formě drobných kryštálov, oddelenie ktorých na filtri alebo odstredivkenie je obtiažnym technickým problémom. Oddelenú siru je možné premyť malým množstvom roz-púšťadla a dosuSiť prefúkanlm vzduchu.

Izolované rozpúšťadlo v oboch prlpadoch je možné opatovne použiť bez áalšej úpravy zarOznej teploty; obsahuje len určité množstvo rozpustnej siry; dOkladná regenerácia premytlmvodou a/alebo destiláciou je potřebná až po určitom počte cyklov. Ako rozpúšťadlo je možnépoužiť toluén, etylbenzén, xylény, etyltoluény, izopropylbenzén, n-propylbenzén, trimetyl-benzény; metylcyklohexán, etylcyklohexán, izopropylcyklohexán; cyklooktán a iné uhlovodíkyz ekonomických dSvodov len tie, ktoré majú teplotu varu okolo 190 °G. Vyššie teploty podpó-rujú schopnost siry reagovat s uhlovodlkmi za vzniku slrovodlka. NajvhodnejSlmi uhTovodlkmipoužitelnými pre opisovaný proces sú tie, ktoré sú dostupné a lačné, pričom nie sú kladenézvláStne požiadavky na ich čistotu.

Nie je bezpodmienečne nutné odpadnú siru před spracovanlm upravovat, například mletím,ktoré je v dOsledku možnosti vzniku požiaru nutné prevádzať v inertnej atmosféře. Stupeňextrakcie sa, riadi požiadavkami na obsah siry v odpade a je možné dosiahnuť v dOsledkupriaznivého aparatúrneho usporiadania jej vysoký výťažok. Ako filtračný materiál v extrakto-re je možné použiť keramiku alebo rOzne plachietky; tiež vo filtri, ktorý mOže byť nahra-dený ekvivalentnou odstředivkou. Voda obsiahnutá v odpadnej sire alebo v rozpúšťadle jeazeotropicky vynesená a oddělená; v opačnom případe spomaTuje proces čistenia odpadnej si-ry. Oddělená voda obsahuje rozpúšťadlo v množstvách řádové stotln pereenta hmotnostného,teda nepředstavuje obzvláSť komplikovaný problém z hlediska asanácie. V zostave zariadeniauvádzaná výveva je chráněná účinným vymrazovačom, vymrazené podiely rozpúSťadla je možnévracať do procesu. Tuhý odpad rezultujúci z procesu neobsahuje škodlivé látky. 3 226649

Takýmto spfisobom připravené sira sa vyznačuje vysokou čistotou, neobsahuje vodu a jepoužitelné nielen pre výrobu kyseliny sírovéj, ale aj pre iné náročnéjšie účely. Z výrobynerezultujú žiadne škodlivé exhaláty.

Aparáty použité v zostave zariadenia sú konstrukčně nenáročné, jednoducho sa obsluhujúbez velkých nárokov na fyzickú prácu, nemajú velké nároky na energie. Je možná polokonti-nualizácla alebo kontinualizácia procesu, připadne zdvojenie kPúčových uzlov, čím sa do-siahne Salšia časová úspora. Vhodným alternativnym přepojením aparátov je možné napříkladna transport kvapalných médií použit vývevu. Sálej uvedená zostava aparátov je len jednouz početných variácií; pričom základ je tvořený extraktorom, odparovačom, chladičem a filt-rom. Na uvedenom zariadení je možné okrem iného tiež regenerovat rozpúštadlo. Příklad konStrukcie zariadenia podPa vynálezu je znázorněný na obrázku 1, ktorý před-stavuje schému jedného z možných aparatúmych zapojení pre zlskavanle síry z odpadnej sí-ry; na obrázku 2 je znázorněné improvizované laboratorně zariadenie na ktorom bol ověřovanýpředmětný postup.

Na obrázku 1 je znázorněné zariadenie pre čistenie odpadnej síry podl’a vynálezu, po-zostávajúce zo zásobníka odpadnej siry 1 spojeného s extraktorom Z', spojeným cez oddělovačvody 5, ® chladičom 6. Extraktor 2 je áalej spojený s odparovačom i, na ktorý je připojenýzásobník rozpúštadla 4 a filter J spojený so zásobníkem síry 8 a cez vymrazovač 2 spojenýs vývevou 10.

Na obrázku 2 je znázorněný prierez laboratórneho zariadenia použitého na overenievynálezu a pozostáva zo spodného zábrusu 10. priestoru pre výstup pár a zostup kvapaliny20 v spodnej časti uzavretý fritom 30. zvonka ohraničený pláSťom 40. zvnútra ohraničenýstěnou extraktora 10, v ktorej je přepadový otvor 60 a niekolko otvorov pre prúdenie pér70. V hornej časti je odvodňovací kohút 80, odlučovač vody 90 a horný zábrus 100.

Spčsob podlá tohoto vynálezu bol overený na improvizovanou laboratórnom zariadení; vý-sledky sú uvedené v nasledujúcich příkladech. Čas potřebný na spracovanie suroviny je zá-vislý na konstrukci! laboratórneho zariadenia. Je výhodné odpadnú siru zvlhčit malým množ-stvom rozpúSťadla před započatím ohřevu. Příklad

Na elektrickom vařiči s príkonom 220 W a elektromagnetickým miešaním je zaizolovanáErlenmayerová banka o obsahu 790 ml, opatřená bočným tubusom na teploměr, áalej s napoje-ným zariadením podlá obrázku 2 a chladičom.

Vzorka obsahujúca 95,2 % hmotnosti síry, 3,45 % hmotnosti popola, pričom zbytok tvoři-li živičnaté látky a voda, a zrnění do 1 mm sa extrahovala a tavila rozpúštadlom o objeme300 ml. Azeotropicky vynesená voda sa oddělila v oddel’ovači vody. Po skončení a ochladeníza miešania sa vylúčená síra odfiltrovala a vysušila. Výsledky sú uvedené v následujúcej tabulke.

Okrem zamýšleného a opísaného účelu je možné použit predmet vynálezu na dávkovanie sí-ry do rčznych reakčných systémov. Vo všeobecnosti je možné vo funkcii rozpúštadla použitkaždú kvapallnu s teplotou varu vyššou ako 110 °C, ktoré nereaguje so sírou a oddelenie,ktorej od síry nie je spojené s mimoriadnymi technickými problémami.

Claims (2)

4 226649 Tabulka Číslo pokusu RozpúSťadlo Teplota varu (°C) Doba extrakcie (min) Množstvo vyextra- hovanej síry (% hmot-nosti) . Prchavélátky(56 hmot- nosti) Popol(% hmot-nosti) Obsah síry v zbyt-ku (56 hmot'nosti) 1 toluén 110 200 99,5 0,01 0,05 0,1 2 xylén 139 150 99,8 0,01 0,03 0,05 3 etylbenzén 136 150 99,8 0,03 0,02 0,04 4 izopropyl- benzén 152 120 99,7 0,03 0,03 0,05 5 izopropyl- cyklohexán 156 120 99,5 0,02 0,02 0,03 P R E D Μ E T VYNÁLEZU

1. Spflsob čistenia odpadnej síry význačný tým, 2e rozpúSťadlo, ktorým je alkylaroma-tický, cyklánický alebo alkylcyklónický uhlovodík alebo ich zmesi s teplotou varu nad 110 .stupňov C, sa odpařuje za miešania, temperuje parami odpadnú síru, kondenzuje a stéká cezodpadnú síru, ktorú Siástočne taví a Siástočne rozpúšťa a po oddělení nerozpustných podie-lov stéká do rozpúSťadla, od ktorého sa oddělí a rozpúSťadlo sa opatovne použije po odděle-ní azeotropicky vynesenej vody.

2. Zariadenie na vykonávanie spSsobu podTa bodu í Význačné tým, že pozostáva zo zósob-níka odpadnej síry (1), spojeného s extraktom (2), na ktorý je napojený oddeTovač vody (5)a chladič (6), tiež odparovač (3) so zásobníkem rozpúSťadla (4), filter (7) spojený so zá-sobníkem síry (8) a vývevou (10) cez vymrazovač (9). 2 výkresy