CS238515B1 - Způsob odsiřování plynu magnezitovou technologií - Google Patents

Abstract

Způsob řeší zjednodušení dosavadní magnezitové odsiřovací metody a to jak z hlediska technologického, tak i investičního, za současného zvýšení stupně odstření. U tohoto způsobu, který používá vypírání v suspenzi, obsahující jako aktivní složku kysličník, případně hydroxid hořečnatý, se alespoň část vypírací suspenze odvádí z procesu odsiřování, načež se z této části oddělí pevná fáze s obsahem siřičitanu hořečnateho. Získaná kapalná fáze se znoVu vrací k použití pro vypírání a současně se do vypírací suspenze přidá hořečnatá surovina, např. pálený magnezit v množství nahrazujícím podíl hořčíku v oddělené pevné fázi.

Description

Vynález se týká způsobu odsiřování plynů magnezitoveu technologií·

Jak známe je magnezitová technologie odsiřování plynů jeden z mnoha navržených postupů na odsiřování a ve světě doznala i průmyslové realizace při odsiřování spalin tepelných elektráren· Výstavba dalších jednotek se připravuje· Tato technologie spočívá v tom, že se kouřové plyny vypírají suspenzí, která jako aktivní složku obsahuje kysličník hořečnatý MgO, respektive hydroxid hořečnátý Mg(0H)₂·

Odsíření probíhá zejména podle rovnice

MgO + S0₂ + xH₂0 = MgSO₃ . xH₂0 (1)

Vznikající siřičitan hořečnatý je vzhledem k jeho malé rozpustnosti přítomný zejména v pevné fázi a to podle teplotních podmínek buč jako MgSO^ o 6H₂0, nebo MgSO^ · 3H₂O, nebo jako směs obou těchto krystalohydrétů· Kromě krystalů siřičitanu hořečnatého obsahuje pevný podíl suspenze nečistoty, zejména popílek ze spalin. Sedimentací nebo filtrací suspenze se oddělí převážná část kapalné fáze, která se vrací zpět do odsiřování a získá se surový siřičitan hořečnatý, jenž se zbaví zbytků volné a části vázané vody sušenímo Pak následuje kalcinace, t.j· tepelný rozklad surového siřičitanu ve fluidní nebo rotační peci s přímým ohřevem, při kterém probíhá obrácená reakce podle rovnice (1)· Kalcinační plyn obsahuje 8-12 % hmot· dioxidu siřičitého S0₂ a vede se ke zpracování do výrobny kyseliny sírové· Kalcinát, obsahující převážně kysličník hořečnatý MgO, se vrací na přípravu absorbentu a tím zpět do odsiřovánío Patří tudíž magnezitová metoda ve svém dosud známém a používaném uspořádání mezi regenerativní odsiřovací technologie· To má velkou přednost pouze z hlediska ekologického (vzniká poměrně malé množství pevného odpadu), ale z hlediska

238 515 provozního představuje regenerace, t»j« termický rozklad siřičitanu hořečnatého, investičně a energeticky nákladnou a obtížnou operaci. Tento problém je ještě znásoben pevnými nečistotami obsaženými v odsiřovaném plynu· Tyto se totiž v absorpčním zařízení rovněž zachytí a vzhledem k tomu, že představují pevnou fázi fyzikálními vlastnostmi velmi podobnou krystalům siříčitanu hořečnatého, nepodařilo se dosud uspokojivě vyřeěit jejich oddělení. Důsledkem je stálé narůstání inertních nečistot ve vratném MgO. Jsou známé dva postupy řešení těchto obtíží. Při jednom se před odsiřovací absorbér vkládají několikastupňové elektrofiltry, které mají zachytit pevné nečistoty z odsiřovaného plynu. Jejich účinnost, zejména při dlouhodobém provozu, není absolutní a proto se část vratného MgO odvádí jako odpad a nahrazuje se čerstvým čistým MgO. Toto řešení vyvolává značné investiční energetické a provozní nároky na elektrofiltry, zvýšené náklady na čistý MgO a vzniká problém s odpadem. Druhý způsob, nazývaný kyselá rafinace, je založen na rozdílné rozpustnosti normálního a kyselého siřičitanu hořečnatého. Část suspenze vystupující z absorbéru se sytí dioxidem siřičitýmodebíraným z termického rozkladu siřičitanu ho řečnatého MgSO^ o xH^O, takže se jeho krystalky .rozpustí za vzniku kyselého siřičitanu hořečnatého Mg (HSO^)^, filtrací ee oddělí nerozpustné nečistoty a filtrát se přídavkem MgO převede zpět na suspenzi krystalů normálního MgSO^ . xHgO. Avšak i toto řešení představuje značné prodloužení technologie odsiřování o několik náročných operací a pokud je nečistot větší množství, je podíl suspenze vedený do kyselé rafinace a množství SO^ zachycené touto suspenzí tak velké, že poklesne obsah SOg v plynech pod mez možností výroby kyseliny sírové. Pak by byla aagnezitová technologie odsiřování zcela nepoužitelná. V takových případech jo nutné apli* kovat oba náročné postupy oddělování pevných ineřtů současně· je rovněž známo, že jednou ze slabin magnezitové technologie je postupný pokles reaktivnosti vratného MgO a to jednak v důsledku jeho přepálení při tepelném rozkladu MgSO^, který probíhá při teplotě 800 on. 900°C, jednak v důsledku chemické interakce s pevnými nečistotami, zejména popílkem. Zapříčiňuje to snížení účinnosti odsíření a v praxi se to řeší občasným jednorázovým vyměněním

- 3 vratného MgO za čerstvý

238 515

Technickým problémem, který řeší přítomný vynález je zjednodušení dosavadní magnezitevé odsiřovací metody a to jak z hlediska technologického, tak i investičního, za současného zvýšení stupně odsíření»

Výše popsané nevýhody odstraňuje způsob odsiřování plynů aagnezitovou technologií, vypíráním v suspenzi, obsahující jako aktivní složku kysličník, případně hydroxid hořečnatý. Jeho podstata spočívá podle vynálezu v tom, že se alespoň část vypírací suspenze odvádí z procesu odsiřování, načež se z této Části oddělí pevná fáze s obsahem siřičitanu hořečnatého a získaná kapalná fáze se znovu vrací k použití pro vypírání a současně se do vypírací suspenze přidá hořečnatá surovina např» pálený magríezit, v množství nahrazujícín podíl hořčíku v oddělené pevné fázio

Hlavní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v zásadní změně původně uzavřené technologie na technologii otevřenou. Využívá se spolehlivosti, jednoduchosti a vysoké účinnosti odsíření a absorpční části magnezitového způsobu a zjednodušuje se náročná a velice problematická regenerace oxidu hořečnatého. V případě, že se veškerý surový siřičitan hořečnatý odvádí z procesu odsiřování, odpadá zcela soubor regenerace, t.j. kalcinace siřičitanu hořečnatého, Čištění pražných plynů a výrobna kyseliny sírové. Investiční náklady na odsiřování se sníží minimálně o 50 % a v důsledku toho poklesnou o přibližně stejnou míru náklady energetické a provozní» Pokud se bude odvětvovat a odvádět mimo provoz odsiřování jen část vznikajícího siřičitanu hořečnatého, umožní to ekvivalentní zmenšení regenerační části, nebo v případě potřeby podstatné zvětšení kapacity odsiřovací linky, I částečné odvětvení vš_ak posune hraniční obsah prachu a popílku v odsiřovaném plynu až několikanásobně, přičemž zcela odpadá jak zachycování těchto inertů elektrofiltry, tak kyselou rafinaci₀ Představuje to další zhospodárnění magnezitové odsiřovací technologie a přispívá to k její universálnosti» Zaváděním čerstvé hořečnaté suroviny, např₀ velmi reaktivního páleného aagnezitu, na krytí hořčíku vystupujícího z procesu odsiřování, se dosahuje vysokého stupně odsíření i na podstatně menších absorbérech»

238 515

- 4 Přednosti zjednodušeného způsobu odsiřováni plynů magnesitovou technologií jsou značné,: průmyslové využití však přichází v úvahu jen tehdy, najde-li se odbyt a využití na siřičitan hořečnátý odváděný z procesu. Doposud ee siřičitan hořečnatý ve světě nijak nevyužívá a tudíž ani nevyrábí, dokonce i v odborné literatuře je zn_aČně opomíjenou chemikáliío Z našeho šetření, výzkumu a poloprovozního ověřování však vyplývá, že siřičitan hořečnatý je velice vhodnou surovinou pre výrobu téměř všech ostatních slsučenin hořčíku a je snadným zdrojem velmi čistého a koncentrovaného dioxidu siřičitého SO^o Rozkladem minerálními kyselinami vzniká patřičná hořečnatá sůl a SC^; např. rozkladem kyselinou dusičnou podle autorského osvědčení ČSSR 221.359 lze vyrábět dusičnan hořečnatý, který se používá ve velkém množství jako kapalné Mg-N hnojivé. Chlorid hořečnatý, používaný ve sta*vebnictví na výrobu Serellova cementu, nebo v chemickém průmyslu při výrobě MgO, lze vyrábět velmi jednoduchým a nenáročným rozkladem kyselinou solnou.

Velmi efektivní bude využití siřičitanu hořečnatého při výrobě celulózy magneziumbisulfitovou technologií. Doposud se varná kyselina, což je zejména roztok Mg/HSOj/g, připravovala z SOg získaného spalováním síry a z MgO Vyrobeného např. z mořské vody. Obě tyto komponenty výhodně nahradí siřičitan hořečnatý. Představuje to zjednodušení výroby celulózy a zejména úsporu na drahých surovinách.

Pro uplatnění siřičitanu hořečnatého v široké míře a ve velkých kvantech, vytváří podmínky technologie navržená v poslední době, t. zv. horká rafinace siřičitanu hořečnatého, např. podle autorského osvědčení ČSSR 209.952ο Umožňuje velmi jednoduchým a přitom účinným způsobem oddělit nečistoty ze surového siřičitanu hořečnatého.

Způsob podle vynálezu má další přednost, výraznou zejména při odsiřování spalin tepelných elektráren a spočívá v možnosti přesunu chemické problematiky spojené s odsiřováním, která je elektrárně cizí, do existujících chemických závedůo Součástí elektrárny by pak byl pouze absorbér, filtraee a sušení surového krystalu siřičitanu heřečnatéheo Další jeho zpracování, včetně

238 515 — 5 Μ, případné rafinace siřičitanu hořečnatého, by byla v koupetencí chemie. Tak např. by odpadla výstavba výroben kyseliny sírové ▼ areálu elektrárny a využila se stávajících kapacit výroben kyseliny sírové.

Příklad

Do odsiřovacího absorbéru vstupuje 1 mil. N a^/h spalin o teplotě 180°C, které obsahují 0,31 % ebj_o SOg a 300 mg/N m^ popílku. Absorbér je zkrápěn prací suspenzí čerpanou z cirkulačního zásobníku intenzitou 2700 t/h. Prací suspenze po projití absorbére» stéká zpět do cirkulačního zásobníku. Do cirkulačního zásobníku se vnáěí mletý pálený aagnezit v množství 6,1 t/h (obsahující 80 haot.% MgO a 20 hacto% nečistot) a na krytí odparu 63 a^/h vody_o Část suspenze stékající z absorbéru do cirkulačního zásobníku se v množství 210 t/h odvádí z procesu odsiřování. Na filtrační od** středivce se z ní oddělí kapalná fáze, která se vrací zpět k odsiřování do cirkulačního zásobníku. Pevná část se v sušárně zbaví zbytku ulpělé kapalné fáze₀ Získá se 20 t/h sušiny, která obsahuje 16,9 t/h krystalů siřičitanu hořečnatého MgSO^ . 3 H^O a 3,1 t/h pevných nečistot. Tento surový siřičitan se volně ležený v krytých železničních vozech expeduje k dalšímu zpracování v chemické» průmyslu. Odsířené spaliny, obsahující 0,003 % obj. dioxidu siřičitého SO^, se z absorbéru vedou na komín.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   238 515

   Způsob odsiřování plynů nagnezitevou technologií, vypírání· v suspenzi, obsahující jako aktivní složku kysličník, případně hydroxid hořečnatý, vyznačující se tín, že alespoň část vypírací suspenze se odvádí z procesu odsiřování, načež se z této části oddělí pevná fáze s obsahea siříčitanu hořečnatého a získaná kapalná fáze se znovu vrací k použití pro vypírání a současně se do vypírací suspenze přidá hořečnatá surovina, např₀ pálený nagnezit, v nnožství nahrazujícím podíl hořčíku v oddělené pevná fázi _o