CS269260B1 - Způsob odstraňování fluorovodíku a chlorovodíku ze airného plynu - Google Patents

Abstract

Řečení se týká způsobu odstraňová­ ni 'fluorovodíku a chlorovodíku z plynu bohatého na oxid siřičitý při odsiřová­ ní kouřových plynů, cyklickou magnezi - tovou metodou. Podstata,řešení je v tom, že se fluorovodík a chlorovodík odstra­ ňují parciální kondenzací vodních par, obsažených v sirném plynu ochlazením a/ nebo stlačením čistého plynu pod rosný , bod. Lze ho použít k odstraňování flu- / orovodíku a chlorovodíku z plynů málo rozpustných ve vodě.

Description

CS 269 260 B1

T

Vynález ze týká způsobu odstraňováni fluorovodíku a chlorovodíku z plynu bohatého na oxid siřiSltý při odsiřování kouřových plynů cyklickou magnezltovou metodou a zapoje- ní k provedení způsobu.

Odsiřováni kouřových plynů pomocí hořečnaté suroviny bohaté na oxid hořečnatý se provádí tak, že se kouřové plyny v absorbátu uvádějí do kontaktu s vodnou suspenzí této ho-řečnaté suroviny. Přitom proběhne odstranění podstatné Části oxidu siřičitého následují- cím reakčním mechanismem: M SO, + SO, + H,0g 0 2 2 Mg (HSO3)2 (1) Mg(HSO3)2 + MgO 2 MgS03 ♦ H2O (2) MgSO3 + xH^O i MgSOj + xHgO (3) 1 (x může nabývat hodnoty 3 nebo 6)

Vzniklá suspenze tri- nebo hexahydrátu se zahustí, přičemž vodná fáze se vracízpět do systému absorbéru a zahuštěná suspenze se sušením zbavuje volné a krystalickévody podle reakce

MgSO^ . xH20 MgSO3 + X H2O (4) a potom se podrobuje termickému rozkladu, (kalcinaci při teplotě 800 až 1 000 °C. Při-tom proběhne reakce:

MgSOj MgO + S02 (5)

Rozkladem získaný oxid hořečnatý so znovu používá jako aktivní složka prací suspen-ze a plyn bohatý na oxid siřičitý se používá ve výrobě kyseliny sírové kontaktní metodou.

Spolu s odstraňovaným oxidem siřičitým se v absorpční suspenzi zachytí celá řadadalších látek obsažených v kouřových plynech. Jedná se zejména o popílek, plynný fluoro-vodík a chlorovodík. Uvedené nečistoty se pak v uzavřeném technologickém procesu hroma -dí a jejich zvýšené koncentrace působí provozní potíže. V případě zvyšování koncentracepopílku v absorpční suspenzi dochází ke snížení účinnosti odsíření a ke zvýšení možnostizanášení zařízení vlivem cementačních reakcí.

Zvýšený obsah fluoridových a chloridových iontů v pracím okruhu se projevuje zvýše-ním koncentrace plynného fluorovodíku a chlorovodíku v sirném plynu a pro výrobu kyseli-ny sírové, nebot kromě základní rozkladné reakce (5) probíhá i čá3těčný rozklad vzniklé-ho fluoridu a chloridu hořečnatého. Tím se zvyšuje korozní napadení vyzdívky rozkladnépece a zařízeni pro'výrobu kyseliny sirové.

Tyto otázky cyklické odsiřovací technologie s použitím hořečnaté suroviny se dosudřeší dvojím způsobem.

První varianta spočívá v zařazení technologického uzlu nazvaného předpírka, ve kte-rém se kouřové plyny sprchují technologickou vodou, přičemž se odstraní podstatné částpopílku a ve vodě rozpustných nečistot, jako je fluorovodík a chlorovodík. Tyto příměsizachycené v technologické prací vodě se odvádějí k likvidaci. Teprve pak následuje uzelabsorpční se suspenzí hořečnaté suroviny, přičemž probíhá odsíření podle uvedené reakceí,), (2), (3), zahuštění a odvodnění absorpční suspenze a její kalcinace. 2 CS 269 260 B1

Nevýhodou způsobu je; že přestože se odstraní podstatná část nečistot, dochází pos-tupně v absorpčním okruhu, ve kterém se provádí vypírka oxidu siřičitého a který je zce-la uzavřený, k jejich hromadSní. Dále tímto postupem dochází ke značnému ochlazení spalinjeStS před vstupem do absorpční části, a tím ke zvýšeni energetickým nárokům na jejichznovuohřátí pro dosažení dostatečn é stoupavosti a zabránění korozi v kouřovodech.

Druhá varianta počítá s'odstraněním ve vodS nerozpustných přímSsí zařazením techno-logického uzlu nezvaného kyselá rafinace. Tento uzel je tvořen sprchovací vSží s příslu-šenstvím a filtrem. Do věže se zavádí 10 % zahuštěné suspenze odvětvené z proudu vstupu-jícího do suSárny suspenze; suspenze se řadí a protiproudnS zkrápí plyn hohatý oxidemsiřičitým z uzlu kalcinace siřičitanu hořeSňatého. Tím dochází k reakci oxidu siřičité-ho a siřičitanu hořečnatého podle (1), vzniklý hydrogensiřičitan hořečnatý přejde do roz-toku a tuhou fází tvořící popílek je možno na filtru odfiltrovat a odvést na skládku.Tímto způsobem je možno oddělit, event. i nečistoty dosažené v doplňované hořeSňaté su-rovině. Filtrát se vrací do absorpčního cyklu, kde hydrogensiřičitan hořečnatý neutrali-zuje podle rovnice (2).

Tato varianta tedy vůbec neřeSí odstranění nečistot z kouřových plynů rozpustnýchve vodě, zejména fluorovodíku a chlorovodíku. Ve svém důsledku tento nedostatek způso -buje hromadění těchto látek a jejich solí v okruhu, změnu složení absorpční suspenze nakorozní napadení aparátů rozkladné pece a uzlu kyselé rafinace, event. při průniku halo-genvodíků do kontaktního uzlu kyseliny sírové ztráty vanadiového katalyzátoru vznikemtěkavých sloučenin a snížení kvality produkované kyseliny sírové.

Obě výSe uvedené varianty odstraňování nečistot ze systému odsiřování kouřových ply-nů cyklickou metodou by bylo možno spojit v jedné odsiřovací lince, která by obsahovalajak uzel předpírky před absorpcí oxidu siřičitého, tak uzel kyselé rafinace. Takto zís-kané řazení by vSak bylo značně komplikované.

Nedostatky odstraňuje předložený vynález, jehož podstata spočívá v tom, že fluoro-vodík a chlorovodík se odstraní parciální kondenzací vodních par obsažených v sirnémplynu ochlazením a/nebo stlačením čištěného plynu pod rosný bod. Tím dojde k odstraněníznačné části složek, které jsou ve vodě rozpustné. Jestliže obsah vodících par v čiště -nám plynu je příliž nízký, může se před čištěním zvyšovat, např. přídavkem syté páry. Výhodou uvedeného způsobu oddělování ve vodě rozpustných nečistot je, Že se získápoměrně malý objem koncentrovaného odpadu, který se dobře likviduje. V malém množstvíhorkého kondenzátu zůstane převážná část fluorovodíku a chlorovodíku vzniklého rozklademhořečnatých solí, zatímco oxid siřičitý se rozpouští jen nepatrně. Výhodou je rovněžmožnost využití jinak odpadního tepla obsaženého v proudu sirného plynu k různým tech-nologickým ohřevům.

Konkrétní provedení vynálezu je v zapojení znázorněno na výkresu.

Zapojení se skládá z absorbéru £ se vstupním kouřovodem 2 a výstupním kouřovodem £odsířených kouřových plynů. Absorbér je propojen s cirkulačním zásobníkem J, do které-ho ústí dávkovač hořečnatý kalcinované suroviny 2, spojený s mezizásobníkem 6, a přívod-potrubí 2 technologické vody. Cirkulační . zásobník je propojen s usazovací nádrží 8, kníž je připojená kelcinační rotační pec 2> spojené s potrubím topného plynu 10. Rotačnípec 2 je propojena s chladičem 11 spojeným s odlučovačem 12 a výstupním potrubím 13odloučeného kondenzátu a s potrubím 14 plynu bohatého na oxid siřičitý.

Funkce vynálezu spočívá v tom, že kouřové plyny se zavádějí vstupním kouřovodem 2do absorbéru i, v němž se zachytí oxid siřičitý, ale i fluorovodík a chlorovodík, skrá-pěním prací suspenzí. Výstupním kouřovodem 4 vystpují odsířené kouřové plyny do atmo-sféry. Část prací—suspenze, v níž jsou zachycené škodliviny, postupuje z cirkulačního zá-sobníku J ůo usazovací nádrže' 8, kde se zahuštuje. Přepad s usazovací nádrže odcházízpět do cirkulačního zásobníku, zatímco zahuštěná suspenze postupuje do kalcinační ro-tační pece 2· Do cirkulačního zásobníku J se zavádí dávkovačem 5. aktivní látka, oxid

Claims (3)

1. C^269 2 60 B1 3 *z hořečnatý, z mezizásobnlku* 6 a potrubím 2 technologická voda na doplňováni ztrát odpa-rem. V rotační peci 2» vyhřívaná topným plynem přiváděným potrubím 10, se krystaly sus-penze rozkládají za vzniku plynná fáze a tuhá fáze. Tuhá fáze, recyklovaný oxid hořeč -natý se vrací do mezizásobnlku 6, odkud se dávkovačem 2 podává do cirkulační nádrže
2. 2·Plynná fáze vstupuje do chladiče 11. kúe se ochladl pod rosný bod. Vzniklá kápky se od-loučí v odlučovači 12 a zachycený kondenzát se potrubím 13 odvádí k likvidaci. Plyn svysokým obsahem oxidu siřičitého se potrubím 14 odvádí k dalělmu zpracováni. Příklad Kouřové plyny ze spalováni hnědého uhlí v množství 1 200 m^h-1, obsahujíc! 7 200 mgm-3 oxidu siřičitého, 30 mg fluorovodíku á 60 mg m chlorovodíku, kontinuálně vstu-povaly do bezvýplnového absorbéru, v němž byly odsiřovány s účinnosti 93 95 absorpční sus-penzi. Vyčiětěná spaliny se vypouStěly do atmosféry. Absorbér se zkrápěl suspenzi podávanou z cirkulačního zásobníku v množství 4 a^h-1.Cirkulační suspenze o hustotě 1 250 kg nT^ obsahovala 10 % tuhé fáze a 90 % kapalné fá-ze. Odpad vody byl doplňován do cirkulačního zásobníku v množství 0,1 m^ fc —1, Tato voda se používala na splachováni přídavné kalcinované suroviny v množství 7,5 kg h-1z kalcinačnl pece z dávkovače do cirkulačního zásobníku. Surovina obsahovala 80 % hmot.oxidu hořečnatého. Část absorpční suspenze v množství 0,20 h"5 se z výtlaku cirkulačního čerpadla odváděla do uzlu zahuětění suspenze, ze kterého vystupující čirá kapalina se vracelazpět do cirkulačního zásobníku a zahuětěná suspenze o hustotě 1 500 kg m"^ o obsahu tu-hé fáze 800 kg m"3 Se odváděla do rotační pece vyhřívané svítiplynem na 800 °C. Vznikající kalcinát byl odváděn a dopravován do mezizásobnlku a odtud dávkován docirkulačního zásobníku.
3. -3 -3 Plyny a kalcinace o obsahu 270 g m oxidu siřičitého, 1 100 mg m fluorovodíku a2 000 mg m”3 chlorovodíku se uváděly do chladiče a ochladily se na 45 °C. V odlučovačiumístěném za chladičem se odloučilo 0,0015 h 1 kondenzátu s obsahem 1,8 % hmot. F", 3,5 % hmot. Cl", 5 % hmot. Mg2+, 2,5 % hmot. SO2 a 0,3 15 hmot. SO2-. Tento konden-zát byl určen k likvidaci, zatímco plyn bohatý na oxid siřičitý byl používán jako jehozdroj. Vynálezy lze použít k odstraňování fluorovodíku a chlorovodíku z plynů málo rozpus-tných ve vodě, s výhodou v procesu odsiřování kouřových plynů cyklickou metodou s použi-tím hořečnaté suroviny. PŘEDMĚT VYNÁLEZU Způsob odstraňování fluorovodíku a chlorovodíku ze sirného plynu při odsiřováníkouřových plynu magnezitovou metodou, vyznačující se tím, že fluorovodík a chlorovodíkse odstraňují parciální kondenzaci vodních par obsažených v sirném plynu ochlazením a/nebostlačením čištěného plynu pod rosný bod. 1 výkres