PL102910B1 - Sposob odzyskiwania cieklego dwutlenku siarki z gazow spalinowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ekstrakcji cieklego dwutlenku siarki z gazów spalinowych.

W sposobie wedlug wynalazku dwutlenek siarki najpierw absorbuje sie w zimnej wodzie, po czym desorbuje pod zmniejszonym cisnieniem i nastep¬ nie skrapla stosujac chlodzenie pod zmniejszonym cisnieniem, przy czym zmniejszenie cisnienia uzy¬ skuje sie przez odpompowanie gazów pozostalych po kondensacji dwutlenku siarki.

Ciekly dwutlenek siarki stosuje sie miedzy in¬ nymi do sporzadzenia srodków bielacych w prze¬ mysle celulozowym oraz do produkcji kwasu siar¬ kowego. W obu przypadkach niezbedny jest dwu¬ tlenek siarki o wysokim stopniu czystosci, dlate¬ go tez konieczne jest usuniecie wszelkich zanieczy¬ szczen z gazów spalinowych, które moglyby przejsc do skroplonego dwutlenku siarki.

Ciekly dwutlenek siarki otrzymuje sie zazwy¬ czaj z gazów spalinowych otrzymywanych pod¬ czas spalania substancji zawierajacych siarke. Na ogól sa to gazy odpadowe z procesu prazenia siarczków, moga to byc jednak takze gazy spa¬ linowe z procesu spalania czystej siarki. Podczas spalania siarczków metali w powietrzu otrzymu¬ je sie zazwyczaj gaz zawierajacy 2—16% dwutlen¬ ku siarki. W celu zwiekszenia zawartosci dwutlen¬ ku siarki mozna w procesie spalania stosowac po- ' wietrze wzbogacone w tlen. Znanych jest wiele metod zatezania gazów zawierajacych dwutlenek siarki i przeksztalcania go w postac ciekla. 80 W „Encyklopiedie der Technischen Chemie" Ul- lamana, 15, 420 (1964) podana jest metoda wy¬ twarzania cieklego dwutlenku siarki* z gazów spa¬ linowych zawierajacych 6—7°/o S02. W tej me¬ todzie gazy spalinowe oziebia sie do temperatury okolo —60°C i równoczesnie stosuje podwyzszone cisnienie, w wyniku czego dwutlenek siarki skra¬ pla sie. Sposób powyzszy jest kosztowny ze wzgle¬ du na duze zuzycie energii. Takze aparatura jest kosztowna i skomplikowana ze wzgledu na po¬ trzebe stosowania wysokiego cisnienia.

W Kemisk Tidskrift, 1, 39^0 (1970) opisana jest metoda otrzymywania skroplonego dwutlen¬ ku siarki z gazów spalinowych o niskiej zawar¬ tosci SQ2. Zgodnie z ta metoda gazy spalinowe przechodza najpierw przez wieze absorpcyjna, w której sa pochlaniane w zimnej wodzie o tempe¬ raturze 5—10°C, nastepnie dwutlenek siarki jest desorbowany w desorberze za pomoca pary, su¬ szony kwasem siarkowym i skraplany za pomoca sprezania do okolo 4 atmosfer lub ochlodzenia do temperatury okolo ^15°C pod cisnieniem atmosfe¬ rycznym. Sposób powyzszy jest tanszy od poprzed¬ niego ze wzgledu na mozliwosc stosowania do absorpcji zimnej wody.

Podobna metoda zostala opisana w encyklope¬ dii Kirka-Othmera, 19, 414, z tym ze gazowy dwu¬ tlenek siarki absorbuje sie w dwumetyloanilinie.

W niemieckim opisie patentowym nr 1667 745 podana zostala metoda zatezania gazu zawiera- , 102 910102 910 3 jacego dwutlenek siarki, polegajaca na absorpcji w zimnej wodzie a nastepnie desorpcji z zastoso¬ waniem stale obnizajacego sie cisnienia. Desorbo- wany pod najnizszym cisnieniem dwutlenek siarki przechodzi, w przeciwpradzie do stopniowo zwiek¬ szajacego sie cisnienia, przez rózne stopnie desorp¬ cji, miedzy którymi rozmieszczone sa pompy zwiekszajace kolejno stopien sprezenia.

W szwedzkim opisie patentowym nr 167993 po¬ dana jest metoda odzyskiwania dwutlenku siarki w postaci skroplonej z gazów odlotowych z war¬ ników siarczynowych. W tym przypadku gazy od¬ lotowe ochladza sie i skrapla w baterii wymien¬ ników ciepla. Dwutlenek siarki- wyplukuje sie z gazów stosujac zimna wode pod cisnieniem. Na¬ stepnie desorbuje sie dwutlenek siarki pod cisnie¬ niem nizszym od atmosferycznego i nizszym od punktu wrzenia w' wymiennikach ciepla, suszy i skrapla ochladzajac po sprezeniu w wymienni¬ kach ciepla.

W niemieckim opisie patentowym nr 1567462 opisana jest metoda, w której dwutlenek siarki desorbuje sie z wody pod zmniejszonym cisnie¬ niem, stosujac jednoczesnie ogrzewanie i zateza- nie. W tym.celu opary przeprowadza sie przez ko¬ lejne stopnie, w których cisnienie i temperatura gazu stopniowo zwiekszaja sie. Przy podwyzszo¬ nym . cisnieniu opary skraplaja sie. W metodzie tej wymagane sa duze ilosci energii a zuzycie pary wynosi 5,35 tony na 1 tone dwutlenku siarki.

W niemieckim opisie patentowym nr 1769303 opisany jest sposób- oczyszczania gazu polegajacy na tym, ze desorbcje dwutlenku siarki prowadzi sie pod zmniejszonym cisnieniem bez potrzeby do¬ starczania z zewnatrz pary. W zwiazku z tym nie¬ zbedne jest stosowanie do desorpcji bardzo zmniej¬ szonego cisnienia. Calosc gazu odpompowywana jest za pomoca pompy prózniowej. W-przypadku duzych ilosci gazu niezbedne sa urzadzenia o bar¬ dzo duzej objetosci a ponadto pompy prózniowe zuzywaja bardzo duze ilosci energii.

Stad metoda powyzsza jest mniej przydatna w przypadku operowania duzymi objetosciami gazu, jak to ma miejsce w produkcji na skale przemy¬ slowa.

Reasumujac, wada dotychczas stosowanych me¬ tod jest zuzywanie duzych ilosci energii, zwlaszcza w przypadku niestosowania do absorpcji dwu¬ tlenku siarki zimnej wody.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze ciekly dwutle¬ nek siarki mozna odzyskiwac z gazów spalino¬ wych za pomoca prostej i taniej metody, co jest przedmiotem wynalazku. Gazy spalinowe po od- , pyleniu przemywa sie woda w wiezy absorpcyj¬ nej, w której dwutlenek siarki jest pochlaniany w wodzie. Sposób wedlug wynalazku polegajacy na absorpcji zawierajacego dwutlenek siarki gazu w wodzie i desorpcji pod cisnieniem nizszym od atmosferycznego w temperaturze 15—98 °C, a na¬ stepnie wykropleniu dwutlenku siarki, charakte¬ ryzuje sie tym, ze zawierajacy wodex wilgotny ga¬ zowy dwutlenek siarki po procesie desorpcji chlo¬ dzi sie pod cisnieniem nizszym ód atmosferycz¬ nego, po czym suszy sie go za pomoca kwasu siarkowego i skrapla przez ochladzanie, przy czym 4 w calym ukladzie od procesu desorpcji do usunie¬ cia gazów odpadowych • utrzymuje sie cisnienie nizsze od atmosferycznego za pomoca odpompo¬ wywania gazów pozostalych po skropleniu S02.

Woda wykroplona z dwutlenku siarki moze byc zawracana do desorbera dla usuniecia resztek roz¬ puszczonego dwutlenku siarki.

Powyzszy sposób pozwala na oszczednosc ener¬ gii ze wzgledu na male zuzycie pary w przypadku desorpcji S02 pod zmniejszonym cisnieniem. Po¬ nadto, objetosc gazów pozostalych po skropleniu, które trzeba usuwac z ukladu, jest bardzo mala, tak ze mozna stosowac stosunkowo male pompy prózniowe zuzywajace malo energii. Pozostale ga- zy, nasycone dwutlenkiem siarki, mozna zawracac do wiezy absorpcyjnej.

Mozna równiez stosowac pomocnicza pompe prózniowa umieszczona przed skraplaczem. Dzieki temu uzyskuje sie wyzsze cisnienie w skraplaczu, 2q z tym ze zawsze nizsze od atmosferycznego. Ozna¬ cza to, ze skraplanie dwutlenku siarki moze za¬ chodzic w wyzszej temperaturze. Cenna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest mozliwosc stoso¬ wania w procesie desorpcji ciepla odpadowego w postaci niskokalorycznych czynników, takich jak ciepla woda lub para pod niskim cisnieniem.

Urzadzenia przemyslowe stosowane do produk¬ cji kwasu siarkowego z siarczków posiadaja wieze absorpcyjna, do której wprowadza sie gazy zawie- rajace dwutlenek siarki i w której ten ostatni absorbowany jest w zimnej wodzie. Wieza moze byc wylozona materialem kwasoodpornym, takim jak polipropylen lub odpowiedni material cera¬ miczny. Mozna takze stosowac inne typy wiez ab- sorpcyjnych, np. kolumne pecherzykowa, ale oczy¬ wiscie czynnikiem ograniczajacym bedzie zawjsze problem doboru odpowiedniego materialu. W gór¬ nej czesci wiezy umieszcza sie lapacz kropli ma¬ jacy na,celu zapobieganie porywaniu kropli przez 40 przechodzacy gaz.

Po absorpcji woda przechodzi do desorbera, który podobnie jak wieza absorpcyjna powinien • byc wylozony materialem kwasoodpornym, takim jak tworzywo sztuczne lub ceramiczne. 45 Przed odprowadzeniem dwutlenku ¦ siarki z de¬ sorbera korzystnie jest ogrzac wode woda. wy¬ chodzaca z absorbera, stosujac np. plytowy wy¬ miennik ciepla wykonany ze stali kwasoodpornej, tytanu lub stopu palladu i tytanu. 50

Claims (5)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób odzysuwania cieklego dwutlenku siar¬ ki z gazów spalinowych zawierajacych dwutlenek 55 siarki, polegajacy na absorpcji zawierajacego dwu¬ tlenek siarki gazu w wodzie i desorpcji pod ci¬ snieniem nizszym od atmosferycznego, w tempe¬ raturze 15—98°C, a nastepnie wykropleniu dwu¬ tlenku siarki, znamienny tym, ze zawierajacy wo-% 60 de gazowy dwutlenek siarki po procesie desorpcji chlodzi sie pod cisnieniem nizszym od atmosfe¬ rycznego, po czym suszy sie go za pomoca kwasu .siarkowego i skrapla przez ochladzanie, przy czym w calym ukladzie od procesu desorpcji do usunie- 65 cia gazów odpadowych utrzymuje sie cisnienie102 910 nizsze od atmosferycznego za pomoca odpompo¬ wywania gazów pozostalych po skropleniu dwu¬ tlenku siarki.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze skroplona wode zawraca sie do kolumny absorp¬ cyjnej.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wilgotny gaz ochladza sie w wymienniku ciepla 6 do temperatury 0—10°C.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pozostale nieskroplone gazy zawraca sie do pro¬ cesu absorpcji.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dalsze suszenie gazu odbywa sie za pomoca kwa¬ su siarkowego. <>. -H [AJ ff 20 V 19 z\y iz 2 #: Zb U T 2£> Cena 45 zl WZGraf. Legn. 2382/Dm-80. 95+15 egz.