FI92046B - Menetelmä metallisulfaattien hajottamiseksi termisesti - Google Patents

Description

92046

Menetelmä metallisulfaattien hajottamiseksi termisesti t Tämä keksintö koskee menetelmää metallisulfaatti- seosten hajottamiseksi termisesti 800 - 1 100 °C:n lämpö-1 5 tilassa hapettavissa olosuhteissa, jossa menetelmässä me- tallisulfaattiseokset sekoitetaan palamisjätteen kanssa ja ne saatetaan yhdessä reagoimaan polttoaineiden kanssa hajotusreaktorissa, jolloin muodostuu palamisjätettä ja SC^sta sisältäviä pasutuskaasuja.

10 Metallisulfaatteja, erityisesti rikkihappopitoisia metallisulfaattiseoksia, kertyy jätteinä monenlaisissa prosesseissa. Erityisesti suurimmaksi osaksi rautasulfaattia sisältäville metallisulfaattiseoksille, jotka rikkihapon takaisinhankinnan yhteydessä erotetaan TiC^sn 15 valmistuksessa sulfaattimenetelmällä syntyvästä laimeasta haposta, ei ole olemassa mitään mainitsemisen arvoisia käyttömahdollisuuksia.

Ainoana ympäristölle sopivana mahdollisuutena huolehtia näistä väistämättä syntyvistä tuotteista on tähän 20 saakka tullut kysymykseen niiden hajottaminen SC^ksi, 02:ksi ja metallioksideiksi (joita kutsutaan seuraavassa palamisjätteeksi) 800 - 1 100 °C:n lämpötilassa (Ullmans Encyclopädie der technischen Chemie, 4. painos, osa 18, Verlag Chemie, Weinheim, 1978, s. 579 - 580). Tällöin 25 kuitenkin magnesiumsulfaattisisältö osoittautuu negatiiviseksi, koska se saadaan hajotetuksi riittävän nopeasti ainoastaan pelkistävissä olosuhteissa teknisesti relevantilla lämpötila-alueella. Pelkistäviä olosuhteita, jollaisia on ehdotettu DE-hakemusjulkaisussa 1 173 074, on 30 tuskin kuitenkaan mahdollista toteuttaa leijukerrosreak-- toreissa, jotka ovat tässä menetelmässä edullisia.

Tavallisesti metallisulfaatit laitetaan leijuker-rosreaktoreihin polttoaineiden kanssa, joita tarvitaan voimakkaasti endotermiseen hajotusreaktioon. Alhaaltapäin 35 puhalletaan stationaarisen leijukerroksen, jotka koostuu 2 92046 karkeasta palamisjätteestä, läpi niin paljon ilmaa tai ilman ja hapen seosta, että reaktorin yläosasta ulos tulevien kaasujen happipitoisuus on pieni, 0,5-2 til-%.

Pelkistävissä olosuhteissa nämä kaasut sisältävät alku-5 ainerikkiä ja korkeammilla happipitoisuuksilla huomattavia määriä SO^a, jotka molemmat ovat epätoivottavia.

Normaaleissa olosuhteissa kaasut sisältävät S02:n, 02:n, H20:n, N2:n ja mahdollisesti C02:n ohella lähes kaiken palamisjätteen pölynä.

10 Tavallisesti kaasut jäähdytetään hukkalämpökatti- lassa 800 - 1 100 °C:sta 300 - 350 °C:seen, jolloin huomattava osa palamisjätteestä erottuu. Hienojakoiset palamis jätekomponentit poistetaan kaasuvirrasta sähköstaattisessa kaasunpuhdistuslaitteessa (EGR), ennen kuin se pes-15 tään vedellä.

Tämän keksinnön päämäränä on tarjota menetelmä, jolla ei ole kuvattuja puutteita.

Nyt on havaittu, että kun metallisulfaatit sekoitetaan EGRrstä saatavan hienojakoisen palamisjätteen 20 kanssa, sillä on edullinen vaikutus leijukerrosreaktoris-sa tapahtuvaan hajoamisreaktioon. Erityisesti keksinnön mukaisessa menetelmässä edistetään karkean palamisjätteen muodostumista, mikä on tärkeätä stationaatisen leijuker-roksen säilyttämisen kannalta.

·· 25 Tämä keksintö koskee siis menetelmää metallisul- faattiseosten hajottamiseksi termisesti 800 - 1 100 °C:n lämpötilassa hapettavissa olosuhteissa, jossa menetelmässä metallisulfaattiseokset sekoitetaan palamisjätteen kanssa ja ne saatetaan yhdessä reagoimaan polttoaineiden 30 kanssa hajotusreaktorissa, jolloin muodostuu palamisjä-tettä ja S02:ta sisältäviä pasutuskaasuja, ja näin muodostuneen palamisjätteen hienojakeinen fraktio erotetaan sähköstaattisella kaasun puhdistuksella ja johdetaan takaisin hajotusreaktoriin.

3 92046

Karkean palamisjätteen muodostumista edistävän vaikutuksen lisäksi myös erityisesti hajoamattomien vesi-f liukoisten sulfaattien määrä palamisjätteessä pienenee selvästi.

5 Keksinnön mukaista menetelmää käyttämällä voidaan vesiliukoisten metallisulfaattien määrää palamisjätteessä pienentää olennaisesti. Eräässä keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa toteutusmuodossa polttoaineet ja hienojakoinen palamisjäte sekoitetaan ennen niiden syöt-10 tämistä hajotusreaktoriin. Tämän menetelmän käyttö on erityisen edullista silloin, kun metallisulfaatit puristetaan ennen termistä hajotusta tiiviisti yhteen polttoaineiden ja hienojakoisen palamisjätteen kanssa, esimerkiksi pelletoidaan. Tämän keksinnön tarkoittamassa mie-15 lessä polttoaineiksi kelpaavat paitsi hiili, terva, me-lassi jne. myös pyriitti tai rikki.

Erityisen edullisessa toteutusmuodossa metalli-sulfaattiseokset sisältävät kosteutena rikkihappoa, jonka väkevyys on 5 - 96 p-%.

20 Keksinnön mukaisen menetelmän etuja valaistaan esimerkein tarkoittamatta niitä mitenkään rajoittaviksi.

Vertailuesimerkki

Ti02:n valmistuksessa sulfaattimenetelmällä syntynyttä laimeata happoa käsiteltäessä saatiin erotetuksi • 25 rikkihappopitoinen metallisulfaattiseos, jolla oli seu- raava koostumus (kaikki tiedot massaprosentteina): 26.7 % FeS04*H20 6,8 % Al2(S04)3·H2S04·8H20 28.7 % Fe2H2(S04)3-H20 2,8 % Fe2(S04)3-H2S04·8H20 30 9,1 % MgS04-H20 0,7 % V0S04 1,8 % MnS04*H20 0,6 % Cr2(SC>4)3 _ 7,3 % Ti0S04 0,5 % CaS04 ^ 0,1 % Na2S04 9,7 % H2S04 35 5,2 % H20 , 92046

Metallisulfaattiseos, hiili ja palamisjäte sekoitettiin massasuhteessa 1:3,0:0,1/ ja seoksesta muodostettiin vihreitä pellettejä DE-hakemusjulkaisun 1 173 074 mukaisesti. Palamisjätteenä käytettiin osaa termisessä 5 hajotuksessa kaikkiaan syntyneestä palamisjätteestä.

Vihreät pelletit syötettiin annostussäiliöstä leijuker-rosreaktoriin ja saatettiin reagoimaan 980 ± 5 °C:ssa.

Stationaaristen olosuhteiden saavuttamisen jälkeen laitteistosta poistetun palamisjätteen koostumus oli seulo raava: 39,8 % Fe 0,3 % Cr 1.5 % AI 0,6 % Ca 3,9 % Mg 0,1 % Na 15 5,1 % Ti 1,2 % Si02 1.5 % Mn 8,8 % SC>42- 0,5 % V 12,0 % H20

Esimerkki 20 Metallisulfaattiseos (samanlainen kuin vertailu- esimerkissä) sekoitettiin hiilen ja palamisjätteen kanssa massasuhteessa 1:0,3:0,1, jolloin ei kuitenkaan käytetty osaa koko palamisjätteestä vaan ainoastaan EGR:stä saatua palamisjätettä. Jatkokäsittely ja hajotusreaktio tapah-25 tuivat samoissa olosuhteissa kuin vertailuesimerkissä.

Laitteistosta poistetulla palamisjätteellä, jota ei johdettu takaisin, oli seuraava koostumus: 41,1 % Fe 0,3 % Cr 30 1,6 % AI 0,6 % Ca ; 4,0 % Mg 0,1 % Na 5,3 % Ti 1,2 % Si02 1.6 % Mn 4,8 % S042- ^ 0,5 % V 12,0 % H20

Claims (4)

92046

1. Menetelmä metallisulfaattiseosten hajottamiseksi termisesti 800 - 1 100 °C:n lämpötilassa hapetta- 5 vissa olosuhteissa, jossa menetelmässä metallisulfaat-tiseokset sekoitetaan palamisjätteen kanssa ja ne saatetaan yhdessä reagoimaan polttoaineiden kanssa hajotus-reaktorissa, jolloin muodostuu palamisjätettä ja S02:ta sisältäviä pasutuskaasuja, tunnettu siitä, että 10 näin muodostetun palamisjätteen hienojakoinen fraktio erotetaan sähköstaattisella kaasun puhdistuksella ja johdetaan takaisin hajotusreaktoriin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallisulfaattiseos, 15 polttoaineet ja hienojakoinen palamisjäte sekoitetaan ennen hajotusreaktoriin syöttämistä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seos puristetaan tiiviiksi ennen sen syöttämistä hajotusreaktoriin.

4. Yhden tai useamman patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallisulfaattiseokset sisältävät kosteutena rikkihappoa, jonka väkevyys on 5 - 96 p-%. • 1 • · v V • 92046