FI75792B - Foerfarande foer framstaellning av svaveldioxid. - Google Patents

Description

1 75792

Menetelmä rikkidioksidin valmistamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää rikkidioksidin valmistamiseksi pasuttamalla rikkikiisua leijukerrosreakto-5 rissa ja jäähdyttämällä ja mahdollisesti kuivaamalla reak-tiokaasut.

On tunnettua valmistaa rikkidioksidia pasuttamalla hienojakoisia kiisuja,joiden hiukkaskoko on 0,1-5 mm, lei-jukerrosreaktoreissa. Tässä prosessissa ei esiinny eri-10 tyisiä ongelmia. Reaktiolämpö täytyy osittain johtaa pois leijukerroksesta. Tämä voi tapahtua joko jäähdytysputkien avulla höyryä tuottaen tai syöttämällä erikseen leijukerrok-seen metallisulfaatteja tai käytettyä rikkihappoa, joiden terminen hajoaminen rikkidioksidiksi, vedeksi, hapeksi ja 15 metallioksideiksi on voimakkaasti endotermistä.

Koska hienojakoista kiisua, jonka raskasmetalliepä-puhtaustaso on alhainen, on tuskin enää saatavissa, täytyy enenevässä määrin käyttää vaahdotuskiisuja, joiden hiukkaskoko on alle 0,1 mm, pasutukseen.

20 Vaahdotuskiisujen käyttöön liittyvinä haittoina mainittakoon erityisesti kaksi seikkaa: vaahdotuskiisut, joiden vesipitoisuus on 4-8 %, pyrkivät tarttumaan kalteviin pintoihin, mikä voi johtaa tukkeumiin säiliöissä, syöttölaitteissa ja reaktorin panostuslaitteissa ja siten 25 käyttökatkoihin. Tämä liimautuminen voidaan välttää käyt tämällä kuivempia flotaatiokiisuja, mutta tällöin esiintyy liiallista pölyämistä.

Lisäksi flotaatiokiisut lentävät helposti pois leijukerroksista. Tällöin voivat reaktorin yläosassa pala-30 vat hiukkase t jahtaa oksidien sintrautumiseen reaktorin kaasun poistoaukkoon.

Lopuksi muodostuu suuren kiintoainepoiston seurattk-sena liian vähän karkeajakoista kerrosmateriaalia syntyneiden metallioksidihiukkasten sintrautuessa. Tämä on kui-35 tenkin välttämätöntä uunin tasaisen ilmansyötön ja sekä flotaatiokiisun että mahdollisesti syötettyjen sulfaattien 2 75792 ja käytetyn hapon sekoittumisen ylläpitämiseksi.Tätä ongelmaa voidaan osittain vähentää vähentämällä reaktorin il-mansyöttöä. Tällöin kuitenkin kapasiteetti pienenee ja syntyy myös uusia ongelmia sekoittumisen heikentymisen takia.

5 Kuvattuja ongelmia vastaan taistellaan kostutta malla flotaatiokiisuja lisäksi vedellä. Tämä toimenpide huonontaa kuitenkin huomattavasti prosessin taloudellisuutta, koska tämän syötetyn lisäveden höyrystymislämpö menetetään prosessihöyryn muodostukseen tai sulfaatti-/rikki-10 happohajoamiseen.

Tämän keksinnön tehtävänä on siten saada aikaan taloudellinen menetelmä, jolla ei ole yllä kuvattuja haittapuolia.

Nyt on havaittu, että kuvatut haittapuolet voidaan 15 poistaa syöttämällä reaktoriin rikkikiisu suspensiona, joka muodostuu vaahdotuskiisusta ja rikkihaposta.

Tämä keksintö koskee siten menetelmää rikkidioksidin valmistamiseksi pasuttamalla rikkikiisua leijukerros-reaktoreissa ja jäähdyttämällä ja mahdollisesti kuivaamalla 20 reaktiokaasut, jossa menetelmässä rikkikiisu syötetään lei- jukerrosraaktoriin suspensiona, joka koostuu vaahdotuskiisusta ja rikkihaposta.

Vaahdotuskiisun ja rikkihapon välisen painosuhteen tulisi olla tässä suspensiossa 5:1 - 1:5, erityisesti edul-25 lisesti 3:1-1:1.

Tämän keksinnön yhteydessä käytettävällä rikkihapolla tulisi olla H2SO4-pitoisuus vähintään 20 %, edullisesti 40-90 %. Rikkihappo voi sisältää metallisulfaatteja ja/tai orgaanisia yhdisteitä.

30 Siten voidaan käyttää käytettyä rikkihappoa. Tällai sen suspension valmistukseen suhtauduttiin varauksellisesti vaahdotuskiisun hienojakoisuuden ja rikkihapon syövyttä-vyyden takia. Edullisessa suoritusmuodossa flotaatiokiisu sekoitetaan rikkihappoon välittömästi ennen syöttöä reakto-35 riin. Siten voidaan säiliöstä otettu vaahdotuskiisu, mah dollisesti yhdessä edullisten muiden aineiden, hiilipitois- 3 75792 ten polttoaineiden, rikin tai muiden raaka-aineiden kanssa,siirtää muovilla vuorattuun kuiluun.

Tämän kuilun seinämät huuhdotaan käytetyllä rikkihapolla, jolloin vältetään kiisun tarttuminen. Kuilun ala-5 osa on yhteydessä injektorin suppiloon, jonka kautta kiisu yhdessä hapon kanssa puhalletaan paineilmalla leijukerros-reaktoriin.

Käytetyn rikkihapon metallisulfaattipitoisuudella ei ole merkitystä, kunhan liian suuri viskositeetti ei hait-10 taa sisäänpuhallusta.

Keksinnön mukaisen menetelmän edut tunnettuihin menetelmiin verrattuna ovat nähtävissä siinä, että proses-sienergiaa ei käytetä "kiisunsyöttöveden" höyrystämiseen. Lisäksi on jäähdytysvesitarve prosessikaasujen jäähdytykses-15 sä pienempi, koska "kiisunsyöttövettä" ei tarvitse lauhdut taa. Metallisulfaattien tai käytetyn rikkihapon hajottamiseen saatava kapasiteetti suurenee merkittävästi. SC^sn tuotantokapasiteetti kasvaa suhteellisesti vielä enemmän, koska "kiisunsyöttöhapon" hajottamisessa syntyy SC^in li-20 säksi myös C>2, joka voi edelleen reagoida rikkikiisun kanssa.

Rikkikiisun pasuttaminen tapahtuu oleellisesti voimakkaammin leijukerroksessa kuin syötettäessä kiisua veden kanssa. Tämä aiheuttaa selvästi lisääntyneen karkean kerros-25 materiaalin muodostuksen, tasaisen lämpötilajakautuman kerroksessa ja leijukerroksen lämpötilan suhteellisen kohoamisen kaasutilaan verrattuna.

Leijukerrosreaktorien kapasiteettia voidaan lisätä edelleen sekoittamalla pasutusilmaan happea. Metallisul-30 faattien tai rikkihapon termisen hajotuksen kapasiteettia voidaan lisätä käyttämällä hiilipitoisia polttoaineita, jotka voidaan syöttää reaktoriin yhdessä rikkikiisun kanssa tai erikseen.

Keksinnön edut käyvät ilmi seuraavista esimerkeistä, 35 joiden tarkoituksena ei ole rajoittaa keksintöä.

4 75792

Esimerkki 1 (vertailuesimerkki) 2

Leijukerrosreaktoriin, jossa oli 12 m :n arinapinta, syötettiin 7,5 t/h vaahdotuskiisua, joka sisälsi 5 % kosteutta. Tällöin otettiin kiisua säädettävällä vetohihnal-5 la säiliöstä ja siirrettiin se alaspäin kartiomaisesti suppenevaan kuiluun. Kuilusta kiisu putosi injektorin suppiloon ja puhallettiin leijukerrosreaktoriin 500 nf* n/h:lla ilmaa. Tarttumisen ja kuilusta epäsäännöllisesti putoavan kiisun aiheuttamien häiriöiden välttämiseksi täytyi kuiluun 10 suihkuttaa vettä 800 1/h. Leijukerrosreaktoriin syötettiin 3 18 000 m n/h ilmaa; leijukerrokseen syötettiin sivusta 0,65 t/h metallisulfaatteja 2,6 t/h:ssa 65 % rikkihappoa.

Voimakkaasti sykkivän leijukerroksen lämpötila oli 0,3 m arinan yläpuolella 800-850°C. Reaktorin ulostuloaukos-15 sa mitattiin lämpötila 1050°C. Reaktiokaasu sisälsi 20 % S02 ja 1 % C>2 (til.% kuivasta kaasusta).

Painehäviön arinassa ja leijukerroksessa ollessa 0,15 bar poistui reaktorista keskimäärin 20 kg/h kerros-materiaalia. Jätelämpökattilasta ja kaasunpuhdistuslait-20 teistosta poistettiin 6 t/h hienojakoista palamisjätettä.

S02-tuotanto oli 10,7 t/h.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukaisesti syötettiin leijukerrosreaktoriin 7,5 t/h vaahdotuskiisua, jonka kosteuspitoisuus oli 25 5 %. Sen sijaan, että kuilun seinämät olisi huuhdottu vedel lä (800 1/h), huuhdottiin ne 90 %:lla, orgaanisia epäpuhtauksia sisältävällä rikkihapolla (2 t/h). Leijukerrosreak- 3 toriin syötettiin 18 000 m n/h ilmaa; kerrokseen syötettiin sivusta 1 t/h sulaa rikkiä ja sama määrä kuin esimerkissä 1 30 metallisulfaatti-rikkihapposuspensiota.

Reaktiokaasu sisälsi 23 til-% SC>2 ja 1 til-% 02. S02-tuotanto oli 12,4 t/h. Lämpötila oli arinan yläpuolella 900-920°C ja reaktorin ulostuloaukossa 950°C.

Painehäviön ollessa 0,17 bar poistui leijukerros-35 reaktorista keskimäärin 450 kg/h karkeahkoa palamisjätettä 5 75792 ja jätelämpökattilasta ja kaasunpuhdistuslaitteistosta 5,5 t/h hienojakoisempaa palamisjätettä.

Esimerkki 3

Esimerkkiin 2 nähden tehtiin seuraavat muutokset; 5 Riisun syöttövaiheessa korvattiin 90 % rikkihap po metallisulfaatti - rikkihapposuspensiolla. Tätä suspensiota syötettiin kaikkiaan 7,3 t/h kiisun syötön yhteydessä lisätyn määrän ollessa 1,5-3 t/h. Lukuunottamatta sitä, että lämpötila reaktorin ulostuloaukosta.

10 aleni 950°C:sta 930°C;een, ei havaittu merkittäviä muutoksia toimintaolosuhteissa esimerkkiin 2 nähden.

Claims (8)

1. Menetelmä rikkidioksidin valmistamiseksi pasut-tamalla rikkikiisua leijukerrosreaktoreissa ja jäähdyttä-5 mällä ja mahdollisesti kuivaamalla reaktiokaasut, tunnettu siitä, että rikkikiisu syötetään leiju-kerrosreaktoriin suspensiona, joka koostuu vaahdotuskii-susta, jonka hiukkaskoko on pienempi kuin 0,1 mm, ja rikkihaposta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painosuhde vaahdotuskiisun ja rikkihapon välillä on 5:1 - 1:5, erityisen edullisesti 3:1 - 1:1.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että rikkihapon I^SO^-pitoisuus on vähintään 20 %.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihapon I^SO^-pitoisuus on 40 - 90 %.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että rikkihappo sisältää metallisulfaatteja.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihappo sisältää 25 orgaanisia yhdisteitä.

6 75792

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkikiisuun sekoitetaan hiilipitoisia polttoaineita.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen mene-30 telmä, tunnettu siitä, että rikkihappo-rikkikii- su-suspension syöttö leijukerrosreaktoriin suoritetaan ilman avulla puhaltamalla.