CZ298739B6

CZ298739B6 - Způsob odstraňování plynné elementární rtuti z plynu a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ298739B6
Application number: CZ0023599A
Authority: CZ
Inventors: Allgulin@Torkel
Original assignee: Boliden Contech Ab
Priority date: 1997-05-26
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2008-01-16
Also published as: BG103040A; SE9701947L; KR20000029524A; JP2000515427A; EA199900110A1; CN1142817C; AU7681798A; JP4116094B2; ES2192325T3; CN1226841A; SK283898B6; EP0915732B1; PL331040A1; YU49424B; BG62917B1; EA000771B1; CA2261600A1; SE507253C2; SE9701947D0; KR100318084B1

Abstract

Při způsobu odstraňování plynné rtuti z plynu s tolerovatelným obsahem oxidu siřičitého, se plyn zpracovává v promývací věži promývací kapalinou, která cirkuluje v uzavřeném systému a obsahuje 0,01 až 300 mmol/l Hg.sup.++.n. iontů a alespoň dvojnásobek tohoto množství Cl.sup.-.n. iontů. Elementární rtuť přítomná v plynu se oxiduje a tvoří se pevný chlorid rtuťný. Při tomto způsobu se část vzniklého pevného chloridu rtuťného vede do reakční jednotky (26) pro oxidaci na chlorid rtuťnatý, chlor používaný pro oxidaci a kapalina používaná pro odebírání Hg.sup.++.n. iontů vzniklých oxidací se nechají procházet vzhůru reakční zónou ve spodní části reakční jednotky, přičemž reakční zóna se udržuje naplněná pevnýmchloridem rtuťným; množství chloru se upravuje tak, že se chlor spotřebovává během svého průchodu vzhůru reakční zónou; kapalina s obsahem vzniklých Hg.sup.++.n. iontů se spojuje s promývací kapalinou přítomnou nad reakční zónou; a potom se spojená promývací kapalina se zvýšeným obsahem Hg.sup.++ .n.vede do uzavřeného cirkulačního systému k recyklaci do promývací věže (11) jako kompenzace za Hg.sup.++.n. ionty spotřebované při oxidaci elementární rtuti. Reakční jednotka (26) má menší průřez než promývací věž (11) a je připojena k její spodní části (42) a opatřena potrubím a prostředky pro udržování uzavřeného cirkulačního systému promývací kapaliny.

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká způsobu a zařízení pro odstraňování plynné elementární rtuti z plynu, kdy je plyn zpracován v zařízení pro mokrou úpravu s promývací kapalinou, která cirkuluje v uzavřeném systému, a která zahrnuje 0,01 až 300 mmol/1 rtuťnatých (II) iontů a nejméně ío dvojnásobek tohoto množství chloridových iontů, které jsou schopné tvořit komplexy se rtuťnatými (II) ionty, a v tomto postupuje elementární rtuť obsažena v plynu oxidována a tvoří se pevný chlorid rtuťnatý (I). Postup je zejména vhodný pro odstraňování rtuti z plynů, které vznikají při pražení sulfidových rud obsahujících rtuť. Nicméně tento postup také může být výhodně použit pro eliminaci rtuti z jejich plynů, které mají nižší obsahy oxidů siřičitých nebo neobsahují žádný oxid siřičitý.

Dosavadní stav techniky

Většina zemí má extrémně přísné požadavky, co se týká emisí rtuti z průmyslových procesů. Plyny, které obsahují elementární rtuť, představovaly jeden z největších zdrojů emisí průmyslové rtuti do prostředí, a během posledních dvacetipěti let bylo navrženo mnoho nových způsobů čištění plynu pro eliminaci elementární rtuti z těchto plynů. Avšak většina z těchto navržených, plyny čistících, postupů a konkrétně těch, které jsou nejúčinnější, je technicky příliš kompliko25 váná a vyžaduje využití drahého specielního zařízení nebo vysoce náročných reaktantů a aditiv, aby byly schopné dosáhnout uspokojivých výsledků. Jedním z mnoha postupů, které mají široké praktické použití a tak tedy patří k nejúčinnějším postupům a tedy mají dominantní místo na trhu alespoň s ohledem na své použití v oblasti metalurgie, je tak zvaný „Boliden-Norzink postup“, označovaný také jako „chloridový postup“. Způsob, jehož různá provedení jsou podrobněji popsána v EP 0 179 040 a patentech US-A 3 849 537, US-A 4 233 274 a US-A 4 640 751, se provádí v zařízení pro mokrou cestu, které zahrnuje samostatnou absorpční věž, v ní promývací roztok, který spolu s obsahem chloridu rtuťnatého (II) obsahuje také oxid siřičitý extrahovaný z plynu, a extrahovaná a oddělená rtuť ve formě pevného chloridu rtuťného (I) (kalomel Hg₂Cl₂) je rozstřikována tryskami přes tělesa s náplní a potom je roztok shromážděn na spodku věže. Páry rtuti, tedy elementární rtuti Hg°, přítomné v plynu, se rychle a účinně oxidují v absorpční věži s pomocí chloridu rtuťnatého (II) v promývacím roztoku, za vzniku pevného chloridu rtuťného (I) . Promývací roztok odcházející z absorpční věže způsobuje cirkulaci v podstatě uzavřeném systému, z něhož je odebírán podproud a uvolňován ze sráženého kalomelu a, následně potom, co je podroben nezbytnému purifikačnímu postupu, je část z tohoto podproudu uvolněna k příjemci.

Podproud do sedimentačního tanku nebo podobného pro fyzikální oddělení pevného kalomelu extrahovaného ve formě kalu, někdy také označovaného suspenze, a prochází přes zásobník kalu a z něj do regeneračního zařízení v různých intervalech, jak je požadováno, v němž je kalomel oxidován na chlorid rtuťnatý (II) plynným chlorem. Získaný chlorid rtuťnatý (II) je přenesen do uzavřeného hlavního systému pro promývání kapalin tak, že se obsah rtuti (II) udržuje v cirkulu45 jící promývací kapalině v předem stanoveném rozmezí. Obsah rtuti (II) v promývací kapalině se kontinuálně spotřebovává podle reakce

Hg° + HgCl₂ -> Hg₂Cl₂ (kalomel).

Spotřebuje rtuti (II) v promývací kapalině se bude zvyšovat se zvyšujícím se obsahem rtuti v plynu. V důsledku toho obsah rtuti (II) z plynu relativně rychle klesá, když se obsah rtuti v plynu mění v širokých rozmezích, což znamená, že se musí přidávat do systému další chlorid rtuťnatý (II) , jak rychle je to možné. Je zřejmé, že tato úprava promývací kapaliny představuje velmi podstatný znak tohoto postupu. Pokud se obsah rtuťnatých (II) iontů v promývací kapalině snižuje

- 1 CZ 298739 B6 rychle vzhledem k dočasným vysokým obsahům Hg° v plynu, je obtížné udržovat postup konstantně za optimálních podmínek vzhledem k požadované účinnosti a stupni čistoty.

Z oxidace kalomelu vyplývají problémy, které jsou spojené s výskytem rozpuštěného oxidu siřičitého v promývací kapalině, kromě jiného, jelikož je oxid siřičitý oxidován chlorem, což má za následek další spotřebu chloru na jedné straně, a na druhou stranu se tvoří kyselina sírová a kyselina chlorovodíková, které jsou přijatelné v promývací kapalině pouze v omezených koncentracích. Proto se musí oxidace kalomelu chlorem provádět v kruhu, který je obyčejně oddělen od okruhu hlavní promývací kapaliny, a jak bylo dříve naznačeno, musí se provádět v periodic10 kých kampaních. I když jsou množství kalomelového kalu zpracovaného v oxidačním postupu relativně mírněna, přesto má tento oxidační postup, zde přítomný, řadu nevýhod s ohledem na „chloridový postup“. Bylo zjištěno, že ztráty chloridu rtuťnatého (II), ke kterým dochází, závisí částečně na celkovém množství kapaliny v systému a na obsahu chloridu rtuťnatého (II) v kapalině. Přirozeně může být tento chloridový obsah, jako pravidlo, nastaven na předem stanovená rozmezí přerušovaným přívodem rtuťnatých (II) iontů tvořených oxidačním postupem, výhodně v kombinaci s vnějším přívodem chloridu rtuťnatého (II). Nicméně z pohledu zvětšujících se požadavků na účinky a výkonnost postupů plynové purifikace bude mnohem výhodnější, pokud obsah iontů rtuti (II) z cirkulující promývací kapaliny bude upraven mnohem jednotněji v užších mezích tak, aby mohly být změny s časem v obsahu rtuťnatých (II) iontů udržovaných tak malé, jak je to možné, a výhodně nezávislé na změnách obsahu rtuti ve vstupujícím plynu, v nejlepším možném rozsahu. Proto, pokud by bylo možné regulovat průměrný obsah rtuťnatých (II) iontů v promývací kapalině mnohem rychleji a mnohem účinněji bez nutnosti zavádět do systému externí chlorid rtuťnatý (II) manuálně, nebo bez potřeby použití oddělovaného pufrovaného objemu oxidovaného kalomelu, potom celkově poskytne postup požadované technické výhody oproti dříve známému chloridovému postupu.

Celkově vzato je zřejmé, že pokud je možné zlepšit oxidaci kalomelu, jestliže se vezme v úvahu současný požadavek rtuťnatých (II) iontů v promývací kapalině, celý „chloridový postup“ se může stát mnohem výhodnějším na základě mnohem jednotnějšího a mnohem účinnějšího odebí30 rání rtuti z plynu, dokonce s ohledem na změny v obsahu rtuti s časem ve vstupujícím plynu. Jak bylo zmíněno dříve, jedním z nejvážnějších problémů je z tohoto hlediska přítomnost oxidu siřičitého v promývací kapalině, který, protože reaguje s oxidačním činidlem chloridu za vzniku kyseliny chlorovodíkové a oxidu siřičitého, jenž dále tvoří kyselinu sírovou, činí obtížným dosažení oxidace kalomelu na chlorid rtuťnatý (II). Promývací kapalina se stává mnohem a mnohem kyselejší jako důsledek tvorby kyseliny chlorovodíkové a kyseliny sírové, a tudíž musí být neutralizovaná, alespoň předtím, než je uvolněna pro příjemce. Situaci rovněž komplikuje přítomnost sloučenin rtuti, neboť není vždy možné vyloučit vznik komplexu sloučenin chloru a síry, které samozřejmě dále narušují postup. Pokud bylo možné provádět oxidaci tak, aby byly alespoň nezbytně eliminovány výše zmíněné problémy, mohl by být chloridový postup zlepšen (navzdory tomu, že je starý dvacetpět let) v mnoha důležitých ohledech, a tedy být ještě schopný konkurovat nej výhodnějším a nejmodemějším postupům zpracování plynů obsahujících rtuť po mnoho dalších let.

Podstata vynálezu

Předmětem předloženého vynálezu je poskytnout zlepšený „chloridový postup“, který eliminuje v podstatě všechny diskutované problémy a potíže, a který je schopný plnit jakékoliv budoucí požadavky průmyslu s ohledem na zlepšení kontroly postupu a zjednodušení provozních operací a zařízení bez zvyšování nákladů.

Předmětem vynálezu je způsob odstraňování plynné elementární rtuti z plynu s tolerovatelným obsahem oxidu siřičitého, při němž se plyn zpracovává v promývací věži promývací kapalinou, která cirkuluje v uzavřeném systému a která obsahuje 0,01 až 300 mmol/1 rtuťnatých iontů a ales55 poň dvojnásobek tohoto množství chloridových iontů a při němž se elementární rtuť přítomná

-2CZ 298739 B6 v plynu oxiduje a tvoří se pevný chlorid rtuťný. Podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že část vzniklého pevného chloridu rtuťného se vede do reakční jednotky pro oxidaci na chlorid rtuťnatý, chlor používaný pro oxidaci a kapalina používaná pro odebírání rtuťnatých iontů vzniklých postupem oxidace se nechají procházet směrem vzhůru reakční zónou ve spodní část reakční jed5 notky, přičemž reakční zóna se udržuje naplněná pevným chloridem rtuťnatým; množství chloru se upravuje tak, že se chlor spotřebovává během svého průchodu vzhůru reakční zónou; kapalina s obsahem vzniklých rtuťnatých iontů se spojuje s promývací kapalinou přítomnou nad reakční zónou; a potom se takto spojená promývací kapalina se zvýšeným obsahem dvojmocné rtuti vede do uzavřeného cirkulačního systému k recyklaci do promývací věže jako kompenzace za rtuťnaté ionty spotřebované při oxidaci elementární rtuti.

Předmětem vynálezu je dále také zařízení k provádění tohoto způsobu, které obsahuje promývací věž. Podstatou tohoto zařízení je, že reakční jednotka má menší průřez než promývací věž, je připojena ke spodní části promývací věže a je opatřena potrubím a promývací kapaliny z výstupu kapaliny ve spodní části promývací věže na vstup kapaliny v horní části promývací věže, přičemž spodní část promývací věže má pod úrovní výstupu kapaliny zkosený průřez pro přizpůsobení reakční jednotce, a reakční jednotka je ve své dolní části upravena pro přívod oxidačního činidla a kapaliny.

V souladu s vynálezem je tedy pevný chlorid rtuťný (I), vzniklý z oxidace elementární rtuti v plynu, uveden k pohybu v reakční jednotce pro oxidaci chloridu rtuťného (I). Chlor vyžadovaný pro tento oxidační postup a kapalina pro odebírání rtuťnatých (II) iontů vytvořených uvedeným oxidačním postupem jsou nuceny k průchodu nahoru přes reakční zónu v nižší části reakční jednotky. Tato zóna se udržuje v podstatě naplněná pevným chloridem rtuťným (I) a množství přidaného chloru je uzpůsobené tak, že v podstatě všechen chlor je spotřebován během svého průchodu nahoru reakční zónou. Kapalina obsahující takto vzniklé rtuťnaté (II) ionty je potom sjednocena s promývací kapalinou přítomnou nad reakční zónou, a takto sjednocená promývací kapalina se svým zvýšeným obsahem rtuti (11) je potom vnesena do uzavřeného cirkulačního systému k recyklaci do věžové pračky jako náhrada obsahu rtuťnatých (II) iontů spotřebovaných při oxidaci elementární rtuti.

Uvedený vzniklý chlorid rtuťný (I) může být připraven do reakční jednotky použitím dvou v podstatě různých cest, buď je transportován promývací kapalinou, nebo v těch případech, kdy je reakční jednotka přímo napojena na nižší část nebo dno věžové pračky, pomocí působení gravi35 tační síly, jinými slovy, sedimentací.

Chlor a kapalina jsou přiváděny do reakční jednotky buď ode dna, nebo z vrcholu uvedené jednotky, trubkami a/nebo hadicemi, které vyúsťují blízko ke dnu reakční zóny. Obsah kamelonu z reakční jednotky je monitorován v podstatě kontinuálně, tak, že umožňuje, aby byl postup regu40 lován. Tím se umožní, že je dodávka promývací kapaliny do reakční jednotky snadno řízena na základě změny obsahu kalomelu, čehož může být dosaženo pozorováním změn v hmotnosti v reakční jednotce, nicméně i jiné metody, v praxi použitelné, jako rovněž možné, například optický odečet výšky v kalomelové koloně. Množství chloru přidaného do systému na jednotku času lze regulovat s ohledem na obsah rtuťnatých (II) iontů v promývací kapalině v uzavřeném cirkulačním systému. Ideálně se oxidační postup v reakční jednotce provádí v podstatě kontinuálně. Ačkoliv je také možné přerušovat postup oxidace v krátkých časových periodách, v nichž je kapalina podrobena některému z dalších zpracovatelských postupů, například redukčnímu postupu. V tomto posledně jmenovaném postupu je část promývací kapaliny odebrána z kapaliny cirkulačního systému pro redukci rtuťnatých (II) iontů redukčním činidlem, takže se tvoří chlorid rtuťný (I), který je extrahován, se kterým může být promývací kapalina separována jako purifikovaný odběr pro následující možné další stupně promývací.

Reakční jednotka může sestávat z jediné nádoby nebo ze dvou samostatných nádob, a v tomto případě horní část spodní nádoby bude napojena na spodní část horní nádoby, přednostně obvykle vertikálním potrubím nebo připojením trubkou. Horní reakční nádobou může být hydrocyklon

-3CZ 298739 B6 nebo nějaké podobné účinné odvodňovací zařízení, podporující sedimentaci. Reakční jednotka má také být, jak bylo uvedeno výše, přednostně napojena přímo dospod věžové pračky a tudíž, s ohledem na zařízení, které k ní bude dostavěno, přičemž také dno věžové pračky má být opatřeno a formováno pro vyhovující a účinnou sedimentaci částečně již nad vstupem reakční jednotky, také pro úspěšný transport sedimentovaných materiálů do horní části reakční jednotky.

Vynález je založen, kromě jiného, na dvou konkrétních vlastnostech vzniklého chloridu rtuťného (I), kdy jednou z nich je to, že má extrémně dobré vlastnosti usazování, vzhledem k formě jeho částic a velmi vysoké hustotě, a tou druhou je, že je rychle oxidovatelný chlorem (Cl₂). Tyto vlastnosti jsou účinně využitelné v kombinaci podle tohoto vynálezu, který umožňuje účinnou oxidací kamelonu s chlorem v podstatě za absence problémů, způsobených přítomností oxidu siřičitého v promývací kapalině, jak bylo zmíněno dříve. Oxidační postup se tudíž provádí v reakční jednotce, jejíž nižší část, nazývaná reakční zónou, je upravena na použití vysokohustotního kamelonu a také relativně těžké kapalné fáze pro vypuzení nebo přemístění kapaliny z kalo15 melového kalu. Horní část reakční jednotky může být konstruována nebo adaptována na upřednostňovanou sedimentaci nebo jinou fyzikální separaci kamelového kalu z promývací kapaliny. Vhodná reakční jednotka tudíž bude nahoře relativně široká a směrem dolu úzká, tedy v reakční zóně, a může být složena ze dvou částí, jak bylo zmíněno výše, tyto dvě části dohromady jsou zde označované jako reakční nádoba. V těchto případech, kdy je reakční jednotka přímo napojena na spodní část věžové pračky, hlavní část sedimentace bude probíhat nad reakční jednotkou, a tudíž horní část reakční jednotky nemusí být nezbytně širší nahoře než dole, a tak v těchto případech může mít celá reakční jednotka stejný průřez a prodloužený tvar.

Pevné částice kalomelu v promývací kapalině se budou pomocí sedimentace následně usazovat v horní části reakční jednotky a vzniklý kalomelový kal bude „zbaven vody“ nebo postupně obohacen na větší obsah, jak prochází dolů reakční jednotkou. Hmotnost a hustota kalomelu přítomného v reakční zóně bude „lisovat“ kapalinu z kalomelového kalu a přiměje kapalinu nahoru ve směru k horní části reakční jednotky, takže jsou v podstatě pouze kalomelové částice přítomny v reakční zóně v ustáleném stavu postupu, vyjma vnějších příměsí. Tím je reakční zóna konstantě udržována plná pevného chloridu rtuťného (I), pokud je velikost reakční zóny upravena na normální přívod promývací kapaliny do reakční jednotky.

Kdyby předem určená reakční zóny v reakční jednotce nebyla z určitého důvodu zcela naplněna kalomelem, bylo by nezbytné přidat kalomel z vnějšího zdroje. V operaci jsou plynný chlor a voda nebo některá jiná vhodná kapalina, například promývací kapalina z cirkulačního uzavřeného systému, nuceny procházet prodlouženou reakční zónou naplněnou v podstatě pouze kalomelem, ode dna uvedené zóny a směrem nahoru, kterými je kalomel oxidován v reakční zóně a vytvořené rtuťnaté (II) ionty jsou odebrány kapalinou a neseny do horní části reakční jednotky, kde jsou spojeny s promývací kapalinou. Je nezbytné, aby zaváděné množství plynu chloru bylo upraveno tak, že je spotřebováván během svého průchodu nahoru přes kolonu kamelonu v reakční zóně, a tak, že žádný plynný chlor nedosáhne a nepřijde do kontaktu s promývací kapalinou obsahující oxid siřičitý v horní části reakční jednotky. Jelikož je přítomný kalomel rychle oxidován plynným chlorem, relativní velikost reakční zóny může být omezena na velice rozumné rozměry.

V závislosti na místních požadavcích mají být plynný chlor a kapalina dodávány buď od spodu, přes otvor v jednotce a do reakční zóny, nebo shora, za pomoci potrubí nebo trubek, který vyúsťují těsně u dna reakční zóny. Opatřením reakční jednotky vybavením, které umožňuje monitorování obsahu kalomelu v reakční zóně, například monitorováním hmotnosti reakční jednotky a jejím obsahem kalomelu, nebo nějakým jiným způsobem, jak bylo uvedeno výše, lze zajistit, že je reakční zóna konstantně udržována v podstatě plná kalomelu přizpůsobením podproudu promývací kapaliny, přiváděné do reakční jednotky z kapalného cirkulačního systému. Toho může být dosaženo plně automaticky, odezvami na signály pocházejícími z výšeuvedených měření množství kalomelu v reakční jednotce a za pomoci vhodně automaticky řízených ventilů.

-4CZ 298739 B6

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 až 3 ukazují různá provedení zařízení k provádění vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález bude nyní podrobněji popsán s odkazem na jeho výhodná příkladová provedení a také ío s odkazem na připojené obrázky 1 až 3.

Zařízení 10 k provádění způsobu podle vynálezu znázorněné na obr. 1 zahrnuje promývací věž 11, které má vstup 12 pro plyn obsahující rtuť, a výstup 13 pro zpracování plynu zbaveného rtuti. Promývací kapalina je rozstřikována přes těleso s výplní 15 v promývací věži 11 tryskami 14 a je shromažďována na dně 16 věže. Ačkoliv to není ukázáno, kapkový separátor je opatřen v horní části věže, tak, aby se zabránilo strhávání kapaliny plynem. Promývací kapaliny prochází z promývací věže 11 do čerpacího tanku 19 přes potrubí 18, a z tanku 19 přes čerpadlo 19A pro recirkulaci do promývací věže 11 potrubím 20. Dílčí proud promývací kapaliny je odebírán z potrubí 20 a přichází do separátoru 23 potrubím 22. Kapalina prostá kalu se potom vede z horní části separátoru 23 kalu zpět do čerpacího tanku 19 potrubím 24. Promývací kapalina, která obsahuje kalomel, prochází přes nižší část separátoru 23 potrubím 25 do reakční jednotky 26, v níž je kalomel oxidován.

Jak je znázorněno, reakční jednotka 26 může být tvořena jedinou nádobou nebo dvěma nádoba25 mi, a v tomto případě je spodní nádoba napojena přímo na spodní část horní nádoby, například alespoň jednou obvykle vertikální a přímo napojenou trubkou nebo potrubím. Dolní část 26B reakční zóny, tj. jediné nádoby nebo spodní nádoby jednotky 26 se dvěma nádobami tvoří reakční zónu, která je dlouhá a úzká vzhledem k horní části 26A jediné nádoby nebo horní nádoby. Plynný chlor a voda nebo nějaká jiná vhodná transportní kapalina jsou vedeny do dolní části 26B reakční jednotky 26 potrubím 27, které se otevírá u dna reakční zóny 26B, a je nuceno procházet přes reakční zónu v dolní části 26B. Rtuťnaté (II) ionty vzniklé oxidací kalomelu v reakční zóně v dolní části 26B jsou transportovány nahoru do horní části 26A reakční jednotky nebo do horní nádoby přiváděnou transportní kapalinou, a odtud jsou vedeny do čerpacího tanku 19 společně s kapalinou oddělenou z kalomelového kalu potrubím 28.

Když se má ze systému odebírat kalomel a/nebo vyčištěný proud, odvádí se z potrubí 20 dílčí proud promývací kapaliny, který prochází vedením 29 do redukčního reaktoru 30, do něhož je také přiváděn práškový zinek tak, že redukuje všechny rtuťnaté (II) ionty přítomné v roztoku a tím tvoří sraženinu kalomelu, která je separována do sběrné nádoby 31 společně sjiž přítom40 ným kalomelem, zatímco může být dále čištěn vzhledem k dalším složkám nebezpečným vůči okolnímu prostředí a potom vypuštěn ze systému potrubím 32 nebo vrácen do čerpacího tanku 19 potrubím 32A pro dodávku čisté kapaliny, pokud je tak požadováno. Po extrahování kalomelu v reaktoru 30 může být promývací kapalina popřípadě vrácena z reaktoru 30 do čerpacího tanku 19 potrubím 30A bez toho, že by byla poprvé čištěna.

Zařízení zobrazené na obr. 2 je podobné zařízení zobrazenému na obr. 1, ale na obr. 2 se provedení redukce promývací kapaliny zinkem provádí přerušovaně v kalovém separátoru 23 ve spojení s reakční jednotkou 26. Potrubí 25 zahrnuje ventil 25A, výhodně dvoupolohový ventil, který se používá k uzavření potrubí 25, když je nutné čištění, nebo když obsahuje reakční jednotka 26 přebytečné množství kalomelu, zatímco je ve stejnou dobu zastaven přívod chloru do dolní části 26B reakční zóny. Dodávka práškového zinku do kalového separátoru 23 je zahájena a míchadlo 23 je aktivováno tak, aby urychlovalo redukční reakci. Přívod zinku a míchadlo 23 se zastaví po předem určené době, načež se ventil 25A otevře a postup oxidace pokračuje opětovným přívodem chloru do dolní části 26B reakční zóny. Kalomel se odebírá ze systému do zásobníku 34

-5 CZ 298739 B6 potrubím 34A. Obdobně může být kalomel odebírán z dolní části 26B reakční zóny a procházet do zásobníku 35 potrubím 36.

Na obr. 3 je schematicky znázorněno zařízení, které ilustruje velice preferované provedení vyná5 lezu. Zařízení 10 obsahem promývací věž 11 (věžovou pračku) opatřenou vstupem 12 pro plyn obsahující rtuť a výstupem 13 pro zpracovaný plyn prostý rtuti. Promývací věž 11 má trysky 14 a tělesa s výplní 15 opatřená nad úrovní výstupem 13 plynu. Napojená na spodní část 42 promývací věže 11, jejíž spodní část 42 je zde znázorněna v konickém tvaru zužujícím se směrem dolů, je reakční jednotka 26, která má napojení pro potrubí 22, 27 a 37 ve své dolní části a napojení pro ío potrubí 43 pro přívod vody. Promývací kapalina odebraná z uzavřeného cirkulačního systému může být přivedena do spodní části 42 promývací věže JT těsně u reakční jednotky 26 a/nebo přivedena do horní části 26A reakční jednotky těsně u spodní části promývací věže 11. Pod dolní částí reakční jednotky 26 je zásobník 35, který je napojen přes potrubí a/nebo zásobník 36 do reakční jednotky 26. Promývací kapalina odebraná z uzavřeného cirkulačního systému může být také přivedena do zásobníku 36 pro promývání kalomelu a pro absorpci elementární rtuti přítomné v zásobníku 36. Ve spodní části 42 promývací věže li jsou uspořádány vhodné prostředky 45, například ve formě lamel nebo podobně, aby se zabránilo horizontálnímu pohybu proudění kapaliny stejně jako rotačnímu proudění. Potrubí 37 pro přívod chloru je znázorněno v napojení na zásobník 38 chloru.

V pracovním postupu následuje pevný chlorid rtuťný (I) (kalomel), vzniklý oxidací elementární rtuti, promývací kapalinu v cirkulaci potrubími 18,20 a čerpacími prostředky 19 zpět do horní části věže ϋ, ale část vzniklého kalomelu je prostřednictvím sedimentace přivedena do pohybu směrem dolů přes promývací kapalinu přítomnou v nižší části, jejíž kapalina je pouze mírně proudící směrem nahoru, a tudíž se kalomel bude pohybovat směrem k a do reakční jednotky 26.

V dolní části reakční jednotky 26 je kalomel, jak bylo uvedeno v souvislosti s obr. 1, oxidován chlorem 37, který může být přiváděn společně se stlačeným vzduchem 27. Prostřednictvím oxidace kalomelu v dolní části 26B reakční zóny se tvoří rtuťnaté (II) ionty, které následují směrem nahoru se pohybující kapalinu vytěsněnou kalomelem, a to může být usnadněno kapalinou přiváděnou do dolní části 26B reakční jednotky 26. Tato kapalina, kterou může být promývací kapalina recyklovaná přes potrubí 22 a/nebo přidaná voda dodaná potrubím 43, přispívá k vytlačení kalomelu směrem vzhůru skrz reakční jednotku 26 a do spodní části 43 promývací věže JT.

V této spodní části 42 se kapalina s obsahem rtuti (II) setkává a mísí s přítomnou pouze mírně vzhůru proudící promývací kapalinou, do níž může být také přivedena další promývací kapalina z uzavřeného systému potrubím 22. Takto spojená a smísená promývací kapalina se zvýšeným obsahem rtuťnatých (II) iontů je vnesena přes výstup 41 kapaliny, a potrubími 18, 20 je vracen a přes vstup 40 kapaliny do horní části promývací věže 11 a dále do trysek 14 pro obnovené použití jako oxidační činidlo pro elementární rtuť ve výstupním plynu. Jako u zařízení zobrazeného na obr. 1 může být, popřípadě odebírán dílčí proud promývací kapaliny přes potrubí 29 pro odstranění kalomelu a/nebo čištěný proud z promývacího systému pro redukci práškovým zinkem v redukčním reaktoru 30. Přitom je čištěná směs odebírána potrubím 32 a kalomel výstupy ve dnu reaktoru 30, a z jednoho z těchto výstupů může být kalomel recyklován do uzavřeného systému promývací kapaliny (18, 20, 14) a z jiného výstupu může být kalomel odebírán pro prodej nebo skladování.

Celkově shrnuto, bylo zjištěno, že předložený vynález poskytuje oproti známému „chloridovému promývacímu“ postupu řadu výhod, a tyto výhody jsou prospěšné pro:

- okolní životní prostředí

- pracovní prostředí

- cenu zařízení a provozu

- provozní výtěžky

- požadavky na prostor

-6CZ 298739 B6 jelikož:

1. není požadováno žádné velké množství samostatného tlumiče pro kalomelový kal nebo roztok chloridu rtuťnatého (II) a ani není nutné zpracovávat kal nebo roztok samostatně;

2. množství cirkulační promývací kapaliny vystupující z absorpční věže mohou být použity k regulaci přídavku chloru do systému tak, že vhodně upravené množství rtuti (II) může být konstantně uspokojováno oxidaci kalomelu zapojenou do systému;

ío 3. ztráty chloridu rtuťnatého (II) mohou být podstatně sníženy díky skutečnosti, že celkový objem kapaliny v systému je menší než byl v předchozích případech;

4. okrajové zařízení může být obsluhováno mnohem snadněji, jelikož toto zařízení může být ponecháno v menších rozměrech, a tím je rovněž snížena cena údržby;

5. okrajové zařízení může mít menší rozměry, protože

- oxidační postup je v podstatě kontinuální (nezávisí ne dodávkách tlumičů),

- provozní stupně a části zařízení mohou být koordinovány a sloučeniny do větších celků, než bylo dříve možné,

- riziko oxidace promývací kapaliny obsahující oxid siřičitý a s tím spojené další problémy jsou zcela eliminovány.

6. problémům se životním prostředím bylo v širokém rozsahu zabráněno, protože:

- zpracovatelské stupně, které vyžadují manipulaci s chlorem, se mohou uskutečnit v tak malých dimenzích, že je možno tyto stupně snadno instalovat do uzavřených, izolovaných prostor, a i vzhledem k absenci nádob na tlumiče a s tím spojenými sítěmi potrubí pro manipulaci s kalomelovým kalem a roztokem chloridu rtuťnatého (II).

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob odstraňování plynné elementární rtuti z plynu s tolerovatelným obsahem oxidu siřičitého, při němž se plyn zpracovává v promývací věži promývací kapalinou, která cirkuluje v uzavřeném systému a která obsahuje 0,01 až 300 mmol/1 rtuťnatých iontů a alespoň dvojnáso40 bek tohoto množství chloridových iontů a při němž se elementární rtuť přítomná v plynu oxiduje a tvoří se pevný chlorid rtuťný, vyznačující se tím, že část vzniklého pevného chloridu rtuťného se vede do reakční jednotky pro oxidaci na chlorid rtuťnatý, chlor používaný pro oxidaci a kapalina používaná pro odebírání rtuťnatých iontů vzniklých postupem oxidace se nechají procházet směrem vzhůru reakční zónou ve spodní části reakční jednotky, přičemž

45 reakční zóna se udržuje naplněná pevným chloridem rtuťným; množství chloru se upravuje tak, že se chlor spotřebovává během svého průchodu vzhůru reakční zónou; kapalina s obsahem vzniklých rtuťnatých iontů se spojuje s promývací kapalinou přítomnou nad reakční zónou; a potom se takto spojená promývací kapalina se zvýšeným obsahem dvojmocné rtuti vede do uzavřeného cirkulačního systému k recyklaci do promývací věže jako kompenzace za rtuťnaté

50 ionty spotřebované při oxidaci elementární rtuti.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se chlor a kapalina dodávají do reakční zóny z místa ležícího pod reakční zónou.

-7CZ 298739 B6
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se chlor a kapalina dodávají do reakční zóny z místa ležícího nad reakční zónou potrubím a/nebo hadicí, která ústí u dna reakční zóny.
5 4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se kontinuálně monitoruje obsah kalomelu v reakční jednotce.

5. Způsob podle nároku laž4, vyznačující se tím, že se řídí množství chloru přiváděného za jednotku času na základě koncentrace rtuťnatých iontů v promývací kapalině uzaío vřeného systému.
6. Způsob podle nároků laž5, vyznačující se tím, že se oxidace provádí v reakční jednotce kontinuálně.

15
7. Způsob podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se z cirkulačního systému kolony odebírá dílčí proud promývací kapaliny pro redukci rtuťnatých iontů, přednostně zinkovým prachem, takže se tvoří chlorid rtuťný, kalomel, který se odděluje ze systému, přičemž spolu s kalomelem se může odebírat čištěný proud.

20
8. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 7, obsahující promývací věž (11), vyznačující se tím, že reakční jednotka (26) má menší průřez než promývací věž (11), je připojena ke spodní části (42) promývací věže (11) a je opatřena potrubím a prostředky pro udržování uzavřeného cirkulačního systému promývací kapaliny z výstupu (41) kapaliny ve spodní části promývací věže (11) na vstup (40) kapaliny v horní části promývací věže (11), při25 čemž spodní část (42) promývací věže (11) má pod úrovní výstupu (41) kapaliny zkosený průřez pro přizpůsobení reakční jednotce (26), a reakční jednotka (26) je ve své dolní části (26B) upravena pro přívod oxidačního činidla a kapaliny.
9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že promývací věž (11) má pod

30 úrovní výstupu (41) promývací kapaliny prostředky (45) pro zabránění horizontálnímu nebo rotačnímu proudění kapaliny.