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

Vynález se týká způsobu odstraňování fluorovodíku a chlorovodíku z plynu bohatého na oxid siřičitý při odsiřování kouřových plynů cyklickou magnesitovou metodou a zapojení k provedení způsobu.

Odsiřování kouřových plynů pomocí hořečnaté suroviny bohaté na oxid hořečnatý se provádí tak, že se kouřové plyny ▼ absorbátu uvádějí do kontaktu s vodnou suspenzí této hořečnaté suroviny. Přitom proběhne odstranění podstatné části oxidu siřičitého následujícím reakčním mechanismem: .

M_gSO₃ + S0₂ + H₂0 Mg (HSO₃)₂(1)

M_g(HSO₃)₂ + MgO 2 MgS0₃ +(2)

MgSO₃ + xH₂0 MgS0₃ + xH₂0(3) (x může nabývat hodnoty 3 nebo 6)

Vzniklá suspenze tri- nebo hexahydrátu se zahustí, přičemž vodná fáze se vrací zpět do systému absorbéru a zahuštěná suspenze se sušením zbavuje volné a krystalické vody podle reakce'

MgS0₃ . x«₂0 MgS0₃ + X H₂0(4) a potom se podrobuje termickému rozkladu, (kalcinaci při teplotě 800 až 1 000 °C. Přitom proběhne reakce:

MgSO₃ MgO + S0₂(5)

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

Spolu s odstraňovaným oxidem siřičitým se v absorpční suspenzi zachytl celá řada dalších látek obsažených v kouřových plynech. Jedná se zejména o popílek, plynný fluor·vodík a chlorovodík. Uvedené nečistoty se pak v uzavřeném technologickém procesu hroma dí a jejich zvýšené koncentrace působí provozní potíže. V případě zvyšování koncentrace popílku v absorpční suspenzi dochází ke snížení účinnosti odsíření a ke zvýšení možnosti zanášení zařízení vlivem cementačních reakcí.

Zvýšený obsah fluoridových a chloridových iontů v pracím okruhu se projevuje zvýšením koncentrace plynného fluorovodíku a chlorovodíku v sirném plynu a pro výrobu kyseliny sírové, nebot kromě základní rozkladné reakce (5) probíhá i částěčný rozklad vzniklého fluoridu a chloridu hořečnatého. Tím se zvyšuje korozní napadení vyzdívky rozkladné pece a zařízení pro'výrobu kyseliny sírové.

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

První varianta spočívá v zařazení technologického uzlu nazvaného předpírka, ve kterém se kouřové plyny sprchují technologickou vodou, přičemž se odstraní podstatná část popílku a ve vodě rozpustných nečistot, jako je fluorovodík a chlorovodík. Tyto příměsi zachycené v technologické prací vodě se odvádějí k likvidaci. Teprve pak následuje uzel absorpční se suspenzí hořečnaté suroviny, přičemž probíhá odsiření podle uvedené reakce í1), (2), (3), zahuštění a odvodnění absorpční suspenze a její kalcinace.

f *

CS 269 260 Bl

Nevýhodou způsobu je; že přestože se odstraní podstatná část nečistot, dochází postupná v absorpčním okruhu, ve kterém se provádí vypírka oxidu siřičitého a který je zcela uzavřený, k jejich hromadění. Dále tímto postupem dochází ke značnému ochlazení spalin ještš před vstupem do absorpční části, a tím ke zvýšeni energetickým nárokům na jejich znovuohřátí pro dosažení dostatečn é stoupavosti a zabránění korozi v kouřovodech.

Druhá varianta počítá s'odstraněním ve vodě nerozpustných příměsí zařazením technologického uzlu nazvaného kyselá rafinace. Tento uzel je tvořen sprchovací věží s příslušenstvím a filtrem. Do věže se zavádí 10 % zahuštěné suspenze odvětvené z proudu vstupujícího do sušárny suspenze; suspenze se řadí a protiproudně zkrápí plyn hohatý oxidem siřičitým z uzlu kalcinace siřičitanu hořečnatého. Tím dochází k reakci oxidu siřičitého a siřičitanu hořečnatého podle (1), vzniklý hydrogensiřičitan hořečnatý přejde do roztoku 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 hořečnaté surovině. Filtrát se vrací do absorpčního cyklu, kde hydrogensiřičitan hořečnatý neutralizuje podle rovnice (2).

Tato varianta tedy vůbec neřeší odstranění nečistot z kouřových plynů rozpustných ve vodě, zejména fluorovodíku a chlorovodíku. Ve svém důsledku tento nedostatek způso buje hromadění těchto látek a jejich solí v okruhu, změnu složení absorpční suspenze na korozní napadení aparátů rozkladné pece a uzlu kyselé rafinace, event, při průniku halogenvodíků do kontaktního uzlu kyseliny sírové ztráty vanadiového katalyzátoru vznikem těkavých sloučenin a sníženi kvality produkované kyseliny sírové.

Obě výše uvedené varianty odstraňování nečistot ze systému odsiřování kouřových plynů cyklickou metodou by bylo možno spojit v jedné odsiřovací lince, která by obsahovala jak uzel předpírky před absorpcí oxidu siřičitého, tak uzel kyselé rafinace. Takto získané řazení by však bylo značně komplikované.

Nedostatky odstraňuje předložený vynález, jehož podstata spočívá v tom, že fluorovodík a chlorovodík se odstraní parciální kondenzací vodních par obsažených v sirném plynu ochlazením a/nebo stlačením čištěného plynu pod rosný bod. Tím dojde k odstranění značné části složek, které jsou ve vodě rozpustné. Jestliže obsah vodících par v čiště ném plynu je příliž nízký, může se před čištěním zvyšovat, např. přídavkem syté páry.

Výhodou uvedeného způsobu oddělování ve vodě rozpustných nečistot je, Že se získá poměrně malý objem koncentrovaného odpadu, který se dobře likviduje. V malém množství horkého kondenzátu zůstane převážná část fluorovodíku a chlorovodíku vzniklého rozkladem hořečnatých solí, zatímco oxid siřičitý se rozpouští jen nepatrně. Výhodou je rovněž možnost využití jinak odpadního tepla obsaženého v proudu sirného plynu k různým technologickým ohřevům. ’

Konkrétní provedení vynálezu je v zapojení znázorněno na výkresu.

Zapojení se skládá z absorbéru χ se vstupním kouřovodem 2 a výstupním kouřovodem χ odsířených kouřových plynů. Absorbér X je propojen s cirkulačním zásobníkem J, do kterého ústí dávkovač hořečnatý kalcinované suroviny 2, spojený s mezizásobníkem 6, a přívodpotrubí 2 technologické vody. Cirkulační . zásobník je propojen s usazovací nádrží 8, k níž je připojená Ijalcinační rotační pec 2, spojené s potrubím topného plynu 10. Rotační pec 2 propojena s chladičem 11 spojeným s odlučovačem 12 a výstupním potrubím 22 odloučeného kondenzátu a s potrubím 14 plynu bohatého na oxid siřičitý.

Funkce vynálezu spočívá v tom, že kouřové plyny se zavádějí vstupním kouřovodem 2 do absorbéru 1, v němž se zachytí oxid siřičitý, ale 1 fluorovodík a chlorovodík, skrápěním prací suspenzí. Výstupním kouřovodem 4 vystpují odsířené kouřové plyny do atmosféry. Část prací—euspenze, v nič jsou zachycené škodliviny, postupuje z cirkulačního zásobníku J do usazovací nádrže' 8, kde se zahuštuje. Přepad s usazovací nádrže odchází zpět do cirkulačního zásobníku, zatímco zahuštěná suspenze postupuje do kalcinační rotační pece 2· Do cirkulačního zásobníku J ^s® zavádí dávkovačem 5. aktivní látka, oxid

C^269 2 60 Bl hořečnatý, z mezizásobníku* 6 a potrubím 2 technologická voda na doplňování ztrát odparem. V rotační peci g, vyhřívané topným plynem přiváděným potrubím .10, se krystaly suspenze rozkládají za vzniku plynné fáze a tuhé fáze. Tuhá fáze, recyklovaný oxid hořeč natý se vrací do mezizásobníku 6, odkud se dávkovačem 2 podává do cirkulační nádrže J. Plynná fáze vstupuje do chladiče 11. kde se ochladí pod rosný bod. Vzniklé kapky se odloučí v odlučovači 12 a zachycený kondenzát ae potrubím 13 odvádí k likvidaci. Plyn s vysokým obsahem oxidu siřičitého se potrubím 14 odvádí k dalšímu zpracování.

Příklad

Kouřové plyny ze spalování hnědého uhlí v množství 1 200 m^h^-1, obsahující 7 200 mg m“3 oxidu siřičitého, 30 mg fluorovodíku a 60 mg m chlorovodíku, kontinuálně vstupovaly do bezvýplnového absorbéru, v němž byly odsiřovány s účinností 93 $ absorpční suspenzí. Vyčištěné spaliny se vypouštěly do atmosféry.

Absorbér se zkrápěl suspenzí podávanou z cirkulačního zásobníku v množství 4 m^h^-1. Cirkulační suspenze o hustotě 1 250 kg m^-3 obsahovala 10 % tuhé fáze a 90 % kapalné fáze. Odpad vody byl doplňován do cirkulačního zásobníku v množství 0,1 m^ h —¹.

Tato voda se používala na splachování přídavné kalcinované suroviny v množství 7,5 kg h^-1 z kalcinační pece z dávkovače do cirkulačního zásobníku. Surovina obsahovala 80 % hmot, oxidu horečnatého.

Část absorpční suspenze v množství 0,20 m³ h^-5 se z výtlaku cirkulačního čerpadla odváděla do uzlu zahuštění suspenze, ze kterého vystupující čirá kapalina se vracela zpět do cirkulačního zásobníku a zahuštěná suspenze o hustotě 1 500 kg m^-^ o obsahu tuhé fáze 800 kg m3 _Se odváděla do rotační pece vyhřívané svítiplynem na 800 °C. *

Vznikající kalcinát byl odváděn a dopravován do mezizásobníku a odtud dávkován do cirkulačního zásobníku.

-3 -3

Plyny a kalcinace o obsahu 270 g m oxidu siřičitého, 1 100 mg m fluorovodíku a 2 000 mg m3 chlorovodíku se uváděly do chladiče a ochladily se na 45 °C. V odlučovači umístěném za chladičem se odloučilo 0,0015 m^ h ¹ kondenzátu s obsahem 1,8 % hmot. F, 3,5 % hmot. Cl , 5 % hmot. Mg , 2,5 % hmot. SO* a 0,3 15 hmot. SO* . Tento kondenzát byl určen k likvidaci, zatímco plyn bohatý na oxid siřičitý byl používán jako jeho zdroj.

Vynálezy lze použít k odstraňování fluorovodíku a chlorovodíku z plynů málo rozpustných ve vodě, s výhodou v procesu odsiřování kouřových plynů cyklickou metodou s použitím hořečnaté suroviny.

Claims (1)

1. Způsob odstraňování fluorovodíku a chlorovodíku ze sirného plynu při odsiřování kouřových plynu magnezitovou metodou, vyznačující se tím, že fluorovodík a chlorovodík se odstraňují parciální kondenzací vodních par obsažených v sirném plynu ochlazením a/nebo stlačením čištěného plynu pod rosný bod.