CS262365B1

CS262365B1 - Method of magnesium sulphate concentration depression during desulphurize waste gases by magnezite method

Info

Publication number: CS262365B1
Application number: CS869217A
Authority: CS
Inventors: Pavel Ing Machac
Original assignee: Machac Pavel
Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1986-12-11
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS921786A1

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.The solution relates to the method of reduction concentration of magnesium sulfate during desulfurization flue gas method. The essence The solution is to get into magnesium sulfite entering the decomposition reactor, continuously pouring the sulfur powder in quantity 1 to 5 wt. sulphite of magnesium.

Description

Vynález se týká způsobu snižování koncentrace síranu hořečnatého při odsiřování spalin, např. z topenišř spalujících sirné uhlí, magnesitovou metodou.The invention relates to a method for reducing the concentration of magnesium sulphate in flue gas desulfurization, for example from sulfur-burning furnaces, by the magnesium method.

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.In magnesite flue gas desulfurization technology, magnesium oxide regeneration is carried out by thermal decomposition of crude magnesium sulfite. This releases acid gases which are converted into sulfuric acid. Due to the presence of magnesium sulphate formed by contact of magnesium sulphite with oxygen, the decomposition temperature of the crystals separated from the absorption suspension increases because magnesium sulphate has a higher decomposition temperature of 800 to 1000 ° C compared to magnesium sulphite. The magnesium sulphate present in the absorption suspension reduces its reactivity with respect to sulfur dioxide from the flue gas and therefore it is necessary to prevent its formation or to reduce the concentration of magnesium sulphate already formed, or to carry out both these activities simultaneously. Magnesium sulfite can be decomposed at 600 ° C in an oxidizing or inert atmosphere. However, during disproportionation reactions or by the action of oxygen from flue gas, eg natural gas, some decomposition of magnesium sulphate is formed during decomposition, whose thermal distribution can be perfectly performed at temperatures above 1000 ° C. However, a reducing atmosphere can be used to reduce the decomposition temperature. To this end, a reducing environment containing carbon monoxide is formed during the combustion of natural gas, or by the addition of reducing agents to the decomposition reactor, e.g. ground charcoal, carbon monoxide, generator gas, respectively. a mixture of hydrogen and carbon monoxide, or pure hydrogen, creates a reducing atmosphere. The disadvantage of these processes is that the decomposition of the crude magnesium sulfite at a high temperature above 1000 ° C reduces the reactivity of the magnesium oxide particles due to the sintering of their surface. The use of such a high temperature is also uneconomical in terms of energy consumption.

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.The use of natural gas to create a reducing atmosphere containing carbon monoxide results in incomplete use of natural gas, resulting in increased gas consumption and lower flame temperature.

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.When dosing carbon, respectively. charcoal, ash is formed, which has a negative effect on further processing of acid gases to sulfuric acid. The fly ash also enters the absorption suspension, which it contaminates. This increases the difficulty of cleaning the absorbent suspension in a so-called inert removal process. Special carbon-based reducing materials would have to be produced outside the desulfurization plant where they would have to be imported.

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.For the application of carbon monoxide, hydrogen, generator gas, resp. The combination of hydrogen and carbon monoxide has the common disadvantage of having to produce these additives in a special installation, which is also associated with the demands on the built-up area at the installation site.

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.These drawbacks are overcome by the present invention, which consists in continuously feeding powdered sulfur in the amount of up to 5% by weight of the magnesium sulphite dosed into the magnesium sulphite entering the decomposition reactor.

V rozkladném reaktoru probíhá redukce síranu hořečnatého při teplotě 700 °C ažIn the decomposition reactor, magnesium sulfate is reduced at a temperature of 700 ° C to 700 ° C

900 °C po dobu 1 až 30 minut. Tím se dosahuje kontinuálně nižší koncentrace síranu hořečnatého při nižších teplotách než podle dosavadních způsobů.900 ° C for 1 to 30 minutes. This results in a continuously lower concentration of magnesium sulfate at lower temperatures than in the prior art processes.

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.The use of sulfur as a reducing agent over the production of a reducing atmosphere in the combustion of natural gas will have the advantage of increasing the use of natural gas and thus saving consumption. Compared to the use of carbon, respectively. The use of sulfur as a reducing agent has the advantage that it does not leave ash.

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.In contrast to the application of carbon monoxide, hydrogen, generator gas, resp. The use of sulfur as a reducing agent has the advantage that there is no need to operate any equipment and therefore there is no need for built-up area. Sulfur will be available at the site of the desulphurisation unit because the desulfurization-related technological node of sulfuric acid production is equipped with a sulfur combustion plant. This equipment is able to compensate for fluctuations in the supply of sulfur dioxide from desulphurisation, resp. is able to cover the supply of sulfur dioxide when the desulphurisation plant is shut down.

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.Another advantage of using sulfur as a reducing agent is the use of sulfur dioxide, which results from the reduction of magnesium sulfate for the production of sulfuric acid. Application of reducing conditions in natural gas combustion, carbon dosing, resp. charcoal, carbon monoxide, hydrogen, generator gas and a mixture of hydrogen and carbon monoxide produce only wastes, such as carbon dioxide and water vapor, from the reduction of magnesium sulfate.

Vynález byl v příkladu proveden takto:The invention has been carried out as follows:

Krystaly siřičitanu hořečnatého se podrobily termickému rozkladu v keramickém kelímku.The magnesium sulfite crystals were subjected to thermal decomposition in a ceramic crucible.

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.100 g of the crystals were weighed into a crucible, 2 g of sulfur powder and 1 g of magnesium sulfate were added. The mixture was mixed and the crucible was capped. The crucible was then placed in a natural gas flame, which was annealed at 750-800 ° C for 30 minutes. After cooling, the contents of the crucible were transferred to a third dish where they were spread. It was then transferred to a beaker to which 500 ml of distilled water was added. The contents of the beaker were heated to boiling and mixed with a glass rod. The solid was then filtered off and washed with distilled water. After cooling, the filtrate was made up to a volume of 1000 ml. From this, 100 ml was pipetted for determination of sulfate ions with barium perchlorate on thorine.

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.It was found that the amount of magnesium sulfate corresponded to a reaction of 47 to 49% by weight. in the sample of magnesium sulphate present, while the amount of magnesium sulphate in the same process, however, without the addition of sulfur, corresponded to a reaction of 8-10% by weight.

Vynález lze využít zejména v energetice při odsiřováni spalin.The invention can be used in particular in power engineering for flue gas desulfurization.

Claims

A method of reducing the concentration of magnesium sulphate in flue gas desulfurization, for example from sulfur-burning furnaces, by the magnesite method, characterized in that powdered sulfur in a quantity of 1 to 5% by weight of metering magnesium sulphite is continuously fed into the magnesium sulphite entering the decomposition reactor.