DE1208317B - Verfahren zur Beeinflussung des Niederschlages aus Abgasen von Schwefelkies-Roestoefen in Abhitzekesseln - Google Patents

Description

• Verfahren zur Beeinflussung des Niederschlages aus Abgasen von Sdwefelkies-Röstöfen in Abhitzekesseln Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, den Niederschlag aus Abgasen von Schwefelkies-Röstöfen in Rauchrohren und anderen Kühlflächen von Abhitzekesseln leicht ablösbar zu machen. Die Niederschläge aus Röstöfenabgasen und deren staubförmige Verunreinigungen bilden bei den in Abhitzekesseln auftretenden Temperaturen Ansätze von zähteigiger Konsistenz, die fest an den Rauchrohren und Kühlflächen haften und rasch wachsen. Diese Ansätze wirken isolierend gegen den gewünschten Wärmeaustausch, beeinträchtigen die Wirtscllaftlichkeit der Anlage und gefährden den Betrieb. Es ist daher erforderlich, diese Ansätze laufend zu entfernen; bei Abhitzekesseln mit geraden Rauchrohren geschieht dies im allgemeinen mit Bohrgeräten, die während des Betriebes eingesetzt werden. Oft ist der Ansatz jedoch so beschaffen oder so stark, daß der Bohrer nicht angreift oder nicht mehr durchkommt. In soIchen Fällen müssen die betroffenen Rohre auf umständliche Weise durch handbediente Kratzer und Stößel vorgereinigt werden.
• Es wurde nun ein Verfahren gefunden, um den Niederschlag aus Abgasen von Schwefelkies-Röstöfen an Kühlflächen von Abhitzekesseln leicht ablösbar zu machen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß den Abgasen des Röstofens 0,8 bis 1,5 Äquivalente, vorzugsweise etwa 1 Äquivalent Magnesiumoxyd oder einer Magnesiumoxyd abgebenden Verbindung, wie Magnesiumsulfat, Magnesiumcarbonat oder Dolomit, bezogen auf die Menge des in den Abgasen enthaltenen Arsentrioxyds, zugesetzt wird.
• Wesentlich ist, daß die Zusatzstoffe im Temperaturbereich des Abhitzekessels Magnesiumoxyd abgeben.
• Somit kommenMagnesiumsulfat, Magnesiumcarbonat, Dolomit u. dgl. in Frage. Die Zusatzmengen richten sich bei gleicher Abgaszusammensetzung nach der Menge Magnesiumoxyd, die der Zusatzstoff abgibt.
• Gebrannter Dolomit, der beispielsweise aus 400/o Magnesiumoxyd, 50 0/, Calciumoxyd und 10 °/0 Hydratwasser besteht, muß in 2,5fach größerer Menge zugegeben werden als reines Magnesiumoxyd.
• Zur Entlastung des Abhitzekessels und zur Vergrößerung des Reaktionsweges ist es vorteilhaft, die Röstofenabgase zusammen mit den Zusatzstoffen, bevor sie in den Abhitzekessel eintreten, über eine Reaktionsstrecke zu führen. Zum Beispiel können Gase und Zusatzstoffe zunächst durch einen beispielsweise rohr- oder zyklonförmigen Reaktionsraum geleitet werden. Werden größere Staubmengen aus dem Röstofen mitgerissen, so ist es zweckmäßig, eine derartige Maßnahme mit einer Staubabscheidung zu verbinden. Hierzu kann zwischen Ofenabgang und Aufgabestelle für die Zusatzstoffe ein Zyklon oder ein anderer geeigneter Abscheider angeordnet werden.
• Die gesamte Menge an Zusatzstoffen kann unmittelbar hinter dem Röstofen in die Abgasleitung eingetragen werden. Es kann aber auch, besonders wenn verschiedene Zusatzstoffe nebeneinander verwendet werden, ein Teil des Zusatzes direkt in den Abhitzekessel eingebracht werden. Dabei ist es zweckmäßig, den reaktionsfähigeren Zusätzen den kürzeren Gasweg zuzuordnen.
• Die Zeichnung zeigt das Fließbild einer Röstofenanlage mit Abhitzeverwertung in beispielsweiser Anordnung und Verbindung der Apparaturen. Mit 1 ist ein Etagenofen bezeichnet, in den bei 2 vorgewärmte Luft eingeblasen wird. Die Pyritzufuhr erfolgt bei 3.
• Das Abgas verläßt den Röstofen mit Temperaturen von 650 bis 800"C über die Leitung 4. Die Zusatzsubstanz wird bei 5 in die Leitung 6 dosiert, Abgas und Zusatzsubstanz strömen entweder über die Verbindungen 6 oder über die Leitungen 7 und den Reaktor 8 in den Abhitzekessel 9. Bei 10 befindet sich eine weitere Aufgabestelle für Zusatzsubstanz. Die Temperatur des Abgases am Austritt 11 der Abhitzekessel liegt zwischen 300 und 350"C.
• Röstofenabgase enthalten 7 bis 12°/o Schwefeloxyd und erhebliche Mengen von Arsen- und Bleiverbindungen, von denen ein großer Teil an Rauchrohren und Kühlflächen niedergeschlagen wird. Nach Elementaranalysen enthielten Niederschlagsproben aus dem vorderen Teil eines Röstofen-Abhitzekessels 13,5 01o Arsen und 41 01o Blei; in Proben aus dem hinteren Teil des Kessels wurden 3301o Arsen und 23,5 01o Blei gefunden. Die Anteile dieser und anderer Elemente hängen naturgemäß von der Zusammensetzung des Schwefelkieses ab.
• Es hat sich herausgestellt, daß von allen Verbindungen dieser Elemente das in den Röstofenabgasen enthaltene Arsentrioxyd einen entscheidenden Einfluß auf die Konsistenz des Niederschlages ausübt; wird dem Röstofenabgas Magnesiumoxyd oder eine im Temperaturbereich des Abhitzekessels Magnesiumoxyd abgebende Substanz in solcher Menge beigefügt, daß der überwiegende Teil des Arsentrioxyds nach der Gleichung As2O3 + MgO + Mg(AS02)2 reagiert, so fällt der Niederschlag nicht mehr in zähteigiger, sondern in bröckelig-krümeliger Form an.

Claims (3)

1. Der so beschaffene Niederschlag ist gutartig; er läßt sich leicht entfernen, und der Reinigungsvorgang nimmt werentlich weniger Zeit in Anspruch. Auch geringere Mengen an Magnesiumoxyd, als sie stöchiometrisch erforderlich sind, übern bereits einen erheblichen Einfluß auf die Konsistenz der Ansätze aus.

   Beispielsweise ist der Niederschlag noch gut entfernbar, wenn wenigstens 0,8 Äquivalente MgO, bezogen auf das im Abgas enthaltene Arsentrioxyd, zugesetzt werden.

   Es ist bekannt, Rauchgasen normaler Dampfkesselfeuerungen, die dadurch Gas, Öl -oder Kohle beheizt werden, zur Verhinderung der Korrosion feinverteilte Feststoffe wie gewisse Metalloxyde, Dolomit oder öllösliche Metallseifen in größeren Mengen zuzusetzen (»Brennstoff, Wärme, Kraft«, 1957, S. 118 bis 125).

   Hiernach ist anzunehmen, daß es sich bei der Wirkung der Ölzusätze auf die Beläge der Heizfläche im wesentlichen um Verdünnungs- bzw. Mischungseffekte handelt.

   Demgegenüber muß es als überraschend angesehen werden, daß ein sehr viel geringerer Zusatz von Magnesiumoxyd im Fall der Röstofengase, die große Mengen von Verbindungen enthalten, die in Rauchgasen von Dampfkesselfeuerungen nur~ in Spuren vorhanden sind, und der allein auf einen Anteil der Verunreinigungen, nämlich das Arsentrioxyd bezogen ist, die gewünschte Konsistenzänderung der Niederschläge bewirkt.

   Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erforderliche Menge des Zusatzes beträgt nur etwa 2 bis 7010 des Niederschlages im Abhitzekessel. Demgegenüber liegen z. B. die Zusatzmengen, die zur Verhinderung der Korrosion, zur Herabsetzung des Taupunktes an Dampfkesselvorwärmern oder zur Verhütung der Verschlackung an Dampfkesselüber- hitzern dem Verbrennungsöl beigegeben werden, in der Größe von 100 bis 2000/0 der gesamten Ölasche.

   Dies ist auf die gänzlich verschiedene Herkunft und Zusammensetzung der Wärmeträger zuruckzuführen.

   Beispiel 1 Mit dem 780°C heißen Abgasstrom des Röstofens wurden stündlich unter anderem 3,6 kg Arsentrioxyd in den Abhitzekessel geleitet. Es bildete sich in den Kühlrohren ein zähteigiger schmieriger Ansatz. Nachdem stündlich 700g Magnesiumoxyd unmittelbar hinter dem Röstofen in Abgasleitung dosiert wurden, wandelte sich die Konsistenz des Ansatzes allmählich, er wurde bröckelig-krümelig und war leicht zu entfernen.

   Beispiel 2 Der Arsentrioxydanteil des Abgasmengenstromes eines Schwefelkies-Röstofens wurde mit 3,05 kg/h ermittelt. Die Abgastemperatur am Röstofen lag bei 750"C, die Abgastemperatur am Austritt des Abhitzekessels bei 340"C.

   Nach Zusatz von 1 kg/h Dolomit vor einem Rohrreaktor von 10 m Länge und von 0,2 kg/h Magnesiumoxyd am Kesseleingang fiel der Niederschlag nicht mehr in zähteigiger, sondern in krümelig-brüchiger Form an und war leicht zu entfernen.

   Patentansprüche: 1. Verfahren zur Beeinflussung des Niederschlages aus Abgasen von Schwefelkies-Röstöfen inAbhitzekesseln, dadurchgekennzeichn e t, daß den Abgasen des Röstofens 0,8 bis 1,5 Äquivalente, vorzugsweise etwa 1 Äquivalent Magnesiumoxyd oder einer Magnesiumoxyd abgebenden Verbindung, wie Magnesiumsulfat, Magnesiumcarbonat oder Dolomit, zugegeben wird, bezogen auf die Menge des in den Abgasen enthaltenen Arsentrioxyds.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumoxyd oder die Magnesiumoxyd abgebende Verbindung mit den Abgasen zusammen über eine Reaktionsstrecke geführt werden, bevor sie in den Abhitzekessel eintreten.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Zusatzes unmittelbar in den Abhitzekessel gegeben wird.