CS262365B1 - Způsob snižováni koncentrace síranu hořečnatého při odsiřovánispalin - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu snižování koncentrace síranu hořečnatého při odsiřováni spalin magnezitovou metodou. Podstatou řešení je, že se do siřičitanu hořečnatého vstupujícího do rozkladného reaktoru, kontinuálně vsypává prášková síra v množství 1 až 5 % hmot. dávkovaného siřičitanu 'hořečnatého.

Description

Vynález se týká způsobu snižování koncentrace síranu hořečnatého při odsiřování spalin, např. z topenišř spalujících sirné uhlí, magnesitovou metodou.

V magnezitové technologii odsiřování spalin se provádí regenerace oxidu hořečnatého termickým rozkladem surového siřičitanu hořečnatého. Přitom se uvolní kyselé plyny, které se zpracovávají na kyselinu sírovou. V důsledku přítomnosti síranu hořečnatého, který vzniká při styku siřičitanu hořečnatého s kyslíkem se zvySuje teplota rozkladu krystalů oddělených z absorpční suspenze, protože síran hořečnatý ve srovnání se siřičitanem hořečnatým má vyšší teplotu rozkladu 800 až 1 000 °C. V absorpční suspenzi přítomný síran hořečnatý snižuje její reaktivnost vzhledem k oxidu siřičitému ze spalin a proto je nutné zabraňovat jeho vzniku, nebo snižovat koncentraci již vzniklého síranu hořečnatého, popřípadě provádět obě tyto činnosti současně. Siřičitan hořečnatý je možno v oxidační nebo inertní atmosféře rozložit při teplotě 600 °C. Průběhem disproporcionačních reakcí nebo působením kyslíku ze spalin, např. zemního plynu však vzniká při rozkladu jistá část síranu hořečnatého, jehož termické rozložení lze dokonale provést až při teplotách nad 1 000 °C. Lze však využít redukční atmosféry a tím snížit teplotu rozkladu. Za tímto účelem se při spalování zemního plynu vytváří redukční prostředí obsahující oxid uhelnatý, nebo se dávkováním redukčních čirfidel do rozkladného reaktoru, např. uhlíku, resp. mletého dřevěného uhlí, oxidu uhelnatého, generátorového plynu, resp. směsi vodíku a oxidu uhelnatého, nebo čistého vodíku vytváří redukční atmosféra. Nevýhodou těchto způsobů je, že při provádění rozkladu surového siřičitanu hořečnatého při vysoké teplotě nad 1 000 °C dochází ke snížení reaktivity částic vzniklého oxidu hořečnatého vlivem slinutí jejich povrchu. Použití tak vysoké teploty je také z hlediska spotřeby energie neekonomické.

Při použití zemního plynu pro vytvoření redukční atmosféry obsahující kysličník uhelnatý dochází k neúplnému využití zemního plynu, což se projeví zvýšením jeho spotřeby a snížením teploty plamene.

Při dávkování uhlíku, resp. dřevěného uhlí, dochází ke vzniku popílku, který působí negativně při dalším zpracování kyselých plynů na kyselinu sírovou. Popílek se dostává také do absorpční suspenze, kterou znečištuje. Tím zvyšuje obtížnost čištění absorpční suspenze v procesu tzv. odstraňováni inertů. Speciální redukční materiály na bázi uhlíku by se musely vyrábět mimo objekt odsiřování, kam by bylo nutné je dovážet.

Pro aplikaci oxidu uhelnatého, vodíku, generátorového plynu, resp. směsi vodíku a oxidu uhelnatého platí společná nevýhoda spočívající v nutnosti vyrábět tyto přísady ve speciálním zařízení, což je spojeno i s nároky na zastavěnou plochu v místě instalace.

Tyto nedostatky odstraňuje předložený vynález, jehož podstata spočívá v tom, že se do siřičitanu hořečnatého vstupujícího do rozkladného reaktoru kontinuálně vsypává prášková síra v množství až 5 % hmotnostních dávkovaného siřičitanu hořečnatého.

V rozkladném reaktoru probíhá redukce síranu hořečnatého při teplotě 700 °C až

900 °C po dobu 1 až 30 minut. Tím se dosahuje kontinuálně nižší koncentrace síranu hořečnatého při nižších teplotách než podle dosavadních způsobů.

Použití síry jako redukčního činidla oproti vytvářeni redukční atmosféry při spalování zemního plynu bude mít výhodu v tom, že bude docházet k vyššímu využití zemního plynu a tudíž k úsporám spotřeby. Oproti použití uhlíku, resp. dřevěného uhlí má použití síry jako redukčního činidla výhodu v tom, že nezanechává popílek.

Oproti aplikaci oxidu uhelnatého, vodíku, generátorového plynu, resp. směsi vodíku a oxidu uhelnatého má použití síry jako redukčního činidla výhodu v tom, že není zapotřebí provozovat žádná zařízení a tudíž nejsou žádné nároky na zastavěnou plochu. Síra bude k dispozici přímo v místě odsiřovací jednotky, protože na odsiřování navazující technologický uzel výroby kyseliny sírové je vybaven zařízením pro spalování síry. Toto zařízení je schopno vyrovnávat výkyvy v dodávce oxidu siřičitého z odsiřování, resp. je schopno pokrýt dodávku oxidu siřičitého při odstavení odsiřovacího zařízení.

Další výhodou použití siry jako redukčního činidla je využití oxidu siřičitého, který vzniká redukcí síranu hořečnatého pro výrobu kyseliny sírové. Aplikací redukčních podmínek při spalování zemního plynu, dávkováním uhlíku, resp. dřevěného uhlí, oxidy uhelnatého, vodíku, generátorového plynu a směsi vodíku a oxidu uhelnatého vznikají po redukci síranu hořečnatého z těchto redukčních činidel pouze odpady, např. oxid uhličitý a vodní pára.

Vynález byl v příkladu proveden takto:

Krystaly siřičitanu hořečnatého se podrobily termickému rozkladu v keramickém kelímku.

100 g krystalů se odvážilo do kelímku, dále se přidala prášková síra v množství 2 g a 1 g síranu hořečnatého. Směs se promíchala a kelímek se uzavřel víčkem. Pak byl kelímek umístěn do plamene zemního plynu, kde probíhalo žíhání při teplotě 750 až 800 °C po dobu 30 minut. Po vychladnuti se obsah kelímku přenesl do třetí misky, kde se rozetřel. Potom se převedl do kádinky, do které se ještě přidalo 500 ml destilované vody. Obsah kádinky se zahříval k varu a míchal se skleněnou tyčinkou. Potom se odfiltrovala pevná část a promyla se destilovanou vodou. Filtrát se po zchladnutí doplnil na objem 1 000 ml. Z něho se odpipetovalo 100 ml ke stanovení síranových iontů chloristanem barnatým na thorin.

Bylo zjištěno, že množství síranu hořečnatého odpovídalo zreagování 47 až 49 % hmot. ve vzorku přítomného síranu hořečnatého, zatímco množství síranu hořečnatého pří stejném pracovním postupu ovšem bez přidání síry odpovídalo zreagování z 8 až 10 % hmot.

Vynález lze využít zejména v energetice při odsiřováni spalin.

Claims (1)

1. Způsob snižování koncentrace síranu hořečnatého při odsiřování spalin, např. z topeništ spalujících sirné uhlí, magnezitovou metodou, vyznačený tím, že se do siřičitanu hořečnatého, vstupujícího do rozkladného reaktoru kontinuálně vsypává prášková síra v množství 1 až 5 % hmotnostních dávkovaného siřičitanu hořečnatého.