PL180710B1

PL180710B1 - Sposób odsiarczania gazu odlotowego PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL180710B1
Application number: PL95310845A
Authority: PL
Inventors: Shigeo Iiyama; Kozo Ohsaki; Kenichi Nakagawa
Original assignee: Toyo Engineering Corp
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 2001-03-30
Also published as: DE69520319T2; CZ9701269A3; EP0705638B1; KR960013432A; CZ261895A3; EP0705638A2; US5676915A; AU669318B2; ATE199658T1; CN1126105A; AU3299595A; EP0705638A3; CA2159521C; KR0159827B1; CN1047954C; PL310845A1; CA2159521A1; DE69520319D1

Abstract

1 Sposób odsiarczania gazu odlotow ego, który obejmuje: etap odsiarczania, polegajacy na ciaglym kontakcie typu gaz-ciecz, c ie- czy zawierajacej srodek odsiarczajacy na bazie m agnezu, z gazem odlotow ym zawierajacym tlenki siarki, jeden lub dwa etapy utlenia- nia, polegajace na traktowaniu gazem zawierajacym tlen, roztworu zawierajacego ciecz uzyskana po obróbce w etapie odsiarczania; etap podwójnego rozkladu, polegajacy na reakcji siarczanu m agne- zu, zawartego w roztworze otrzym anym w etapach utlenienia, z za- sadowym i zwiazkam i wapnia; etap rozdzielania, polegajacy na rozdzieleniu zaw iesiny m ieszaniny wodorotlenku m agnezu i dwu- wodzianu gipsu w postaci zaw iesin y otrzymanej w etapie podwój- nego rozkladu, na zaw iesine w odorotlenku m agnezu i zaw iesine dwuwodzianu gipsu za pom oca klasyfikatora hydraulicznego; etap zawracania zaw iesiny wodorotlenku m agnezu, oddzielonej w eta- pie rozdzielania do etapu odsiarczania, zn am ien n y tym , ze w wyzej wym ienionym jednym etapie utleniania, na zaw iesine dwuwodzia- nu gipsu oddzielona w etapie rozdzielania, dziala sie roztworem po etapie odsiarczania i przeksztalca tow arzyszacy mu wodorotlenek m agnezu w siarczan m agnezu, prowadzi sie etap podwójnego rozkladu, po etapie rozdzielania dodaje sie etap rozdzielania sedy- mentacyjnego obejm ujacy sedym entacje i rozdzielenie dwuwodzia- nu gipsu od zaw iesiny dw uw odzian gipsu poddanej etapowi utleniania 1 otrzymuje sie staly dw uw odzianu gipsu oraz dodaje sie etap zawracania cieczy skladowanej znad osadu w etapie rozdziela- nia sedym entacyjnego, do etapu podw ójnego rozkladu dla obróbki tej sklarowanej cieczy FIG.1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odsiarczania różnych gazów odlotowych, zawierających tlenki siarki takich, jak gazy odlotowe ze spalania ciężkiego oleju, węgla, itp.

Jako jedna z technologii odsiarczania różnych gazów odlotowych znana jest metoda, wykorzystuj ąca związek na bazie magnezu taki, j ak wodorotlenek magnezu albo zwykły magnez, w charakterze środka odsiarczającego. Metoda ta obejmuje najpierw skontaktowanie gazu odlotowego z cieczą do obróbki, zawierającą wyżej wymieniony środek odsiarczający, w etapie odsiarczania w celu zaabsorbowania tlenków siarki w cieczy do obróbki, skierowanie tej cieczy po obróbce do etapu utleniania w celu utlenienia cieczy po obróbce gazem, zawierającym tlen takim, jak powietrze, wytwarzając w ten sposób wodny roztwór siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, a następnie neutralizację tego roztworu wodnego związkiem na bazie magnezu. Jeżeli tak zneutralizowany wodny roztwór siarczanu magnezu zostanie odprowadzony do morza lub rzeki, to źródło magnezu i grupa siarczanowa zostanąw całości zużyte, a samo odprowadzenie wpłynie niekorzystnie na środowisko. Ze względu na te niedogodności, bezpośrednie odprowadzenie roztworu jako wycieku nie jest w tym wypadku pożądane.

Wyżej wymieniona metoda jest atrakcyjna, jeśli pominąć wypuszczanie wodnego roztworu siarczanu magnezu. Jako konwencjonalna technologia dotycząca tej metody, znana jest metoda magnezowo-gipsowa Kawasakfego (Practical Antipollution Technology Handbook (1), opublikowana przez Chemical Industry Co., Ltd., p. 14). Metoda ta obejmuje absorpcję tlenków siarki za pomocą mieszaniny wodorotlenku magnezu i wodorotlenku wapnia w postaci zawiesiny, jako środka odsiarczającego w etapie odsiarczania, utlenianie tej cieczy po obróbce powietrzem lub w podobny sposób, dostosowując pH cieczy po obróbce do wartości 2,0-4,0 za pomocą kwasu siarkowego, w celu otrzymania z siarczanu magnezu i dwuwodzianu gipsu, a następnie oddzielenie dwuwodzianu gipsu od wodnego roztworu siarczanu magnezu za pomocą separatora wirowego w etapie rozdzielania sedymentacyjnego. Oddzielony w ten sposób roztwór siarczanu magnezu zawraca się do etapu przygotowania materiałowego, z zawartąw nim mieszaniną wodorotlenku magnezu i wodorotlenku wapnia w postaci zawiesiny, i w tym etapie zachodzi reakcja podwójnego rozkładu pomiędzy siarczanem magnezu i częścią wodorotlenku wapnia w wyżej wymienionej zawiesinie z wytworzeniem wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu. Następnie, mieszaninę zawierającą te produkty i pozostały wodorotlenek wapnia zawraca się, jako środek odsiarczający, do etapu absorpcji. W t ej metodzie, jednakże, odsiarczany roztwór zawiera dwuwodzian gipsu i, dlatego, ujemnąjej stronąjest to, że kamień kotłowy ma skłonność do osadzania się w pompie i rurociągach cyrkulacyjnych w etapie odsiarczania.

Jako jeszcze jedną konwencjonalną technologię, w której wodnego roztworu siarczanu magnezu nie wyrzuca się w postaci wycieku, ujawniono metodę następującą (Japońska publikacja patentowa Nr 7045/1993). Wodny roztwór siarczanu magnezu, utworzony w etapie utleniania, kieruje się do zbiornika podwójnego rozkładu, i dodaje do niego wodorotlenek wapnia albo wapno palone tak, że przebiega reakcja, w wyniku której powstajądwuwodzian gipsu i wodorotlenek magnezu. Następnie, otrzymaną mieszaninę wprowadza się do separatora takiego, jak klasyfikator hydrauliczny, i tu, zawiesinę o drobnych cząstkach, zawierającą głównie wodorotlenek magnezu, oddziela się od zawiesiny o grubych cząstkach, zawierającej dwuwodzian gipsu jajko składnik główny i wodorotlenek magnezu. Następnie, oddzieloną poprzednio zawiesinę o drobnych cząstkach zawraca się, jako środek odsiarczający do etapu absorpcji. Z drugiej strony, ponieważ ta ostatnia zawiesina o grubych cząstkach zawiera niewielką ilość towarzyszącego jej wodorotlenku magnezu, kieruje się jądo jeszcze jednego etapu, natomiast część cieczy po obróbce, absorbującej tlenki siarki kieruje się wtedy z etapu odsiarczania do tego etapu tak, że tlenki siarki reagują z wodorotlenkiem magnezu w zawiesinie, przekształcając się w siarczyn magnezu. Następnie, w etapie oddzielania sedymentacyjnego, roztwór zawierający siarczyn magnezu oddziela się od dwuwodzianu gipsu, a następnie zawraca do etapu odsiarczania, w celu powtórnego wykorzystania w charakterze środka odsiarczającego.

W tej metodzie, jednak, stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu jest niski ponieważ rozpuszczalność sierczynu magnezu jest niska i część wytworzonego siarczynu magnezu odprowadza się razem z dwuwodzianem gipsu z układu. Dlatego jest rzeczą

180 710 oczywistą, że dostarczanie do etapu odsiarczania ilości środka odsiarczającego na bazie magnezu, wyrównującego jego niedobór, jest niezbędne. Ponadto, śladowa ilość jonów wapnia, pochodzących z zasadowego wapnia wprowadzanego do zbiornika podwójnego rozkładu, cyrkuluje w całym układzie, a jony wapnia reagują z roboczą cieczą odsiarczającą w etapie odsiarczania, wytwarzając i strącając siarczyn wapnia, którego rozpuszczalność w wodzie jest niska tak, że kamień kotłowy ma skłonność do osadzania się w pompie i rurociągach cyrkulacyjnych, zatykając je, co powoduje, że równa praca urządzenia odsiarczającego może czasami nie być możliwa przez dłuższy czas.

Pierwszym celem niniejszego wynalazku jest dostarczanie sposobu odsiarczania gazu odlotowego, który może rozwiązać wyżej wspomniane problemy, może poprawić stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu oraz oddzielanie i zbieranie dwuwodzianu gipsu, i może zabezpieczyć przed osadzaniem kamienia kotłowego na drodze cyrkulacji w układzie odsiarczania i jego zatykaniem przez ten kamień.

Drugim celem niniejszego wynalazku, oprócz wyżej wymienionych korzyści, jest dostarczenie sposobu odsiarczania gazu odlotowego, w którym dodatkowe doprowadzenie do etapu odsiarczania środka odsiarczającego na bazie magnezu nie jest wymagane, i dodatkowo otrzymuje się zawiesinę wodorotlenku magnezu.

Obecni wynalazcy intensywnie przebadali drogi uzyskania wyżej wymienionego pierwszego celu, i w rezultacie stwierdzili, że zgodnie z nowym sposobem, stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu jest wyższy, aniżeli w sposobie konwencjonalnym, w którym wodny roztwór siarczynu magnezu oddzielony od dwuwodzianu gipsu, zawraca się bezpośrednio do etapu odsiarczania.

Wyżej wymieniony nowy sposób obejmuje wprowadzenie, do drugiego etapu, zawiesiny o grubych cząstkach, zawierającej dwuwodzian gipsu jako składnik główny i część wodorotlenku magnezu, oddzielonego za pomocą klasyfikatora hydraulicznego w etapie oddzielania, reakcję wodorotlenku magnezu w zawiesinie dwuwodzianu gipsu o grubych cząstkach, z wodnym roztworem, zawierającym siarczan magnezu i kwas siarkowy, otrzymanym w drodze utlenienia roboczej cieczy po odsiarczaniu, powietrzem albo w podobny sposób, wskutek czego powstaje siarczan magnezu (rozpuszczalność = 26,7 g/100 g wodnego roztworu), który posiada znacznie większą rozpuszczalność od siarczynu magnezu (rozpuszczalność = 0,646 g/100 g wodnego roztworu), wskutek czego oddzielenie dwuwodzianu gipsu, który jest nieznacznie rozpuszczalny w wodzie, przeprowadza się łatwo, zawrócenie wodnego roztworu siarczanu magnezu, oddzielonego od dwuwodzianu gipsu, do zbiornika podwójnego rozkładu, aby przekształcić go w wodorotlenek magnezu, i skierować uzyskany roztwór wodorotlenku magnezu do etapu odsiarczania, wskutek czego stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu wzrasta w porównaniu z procesem znanym ze stanu techniki, w którym bezpośrednio stosuje się wodny roztwór siarczynu magnezu, otrzymany w etapie oddzielania dwuwodzianu gipsu.

Ponadto, stwierdzono również, że śladowąilość jonów wapnia, będących w obiegu w układzie, można z niego usunąć za pomocąjeszcze jednej metody, która polega na dostarczeniu części roboczej cieczy odsiarczającej, zawierającej siarczyn magnezu i wodorosiarczyn magnezu, jako składniki główne, do mieszaniny dwuwodzianu gipsu i wodorotlenku magnezu w postaci zawiesiny, otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu, w celu przekształcenia śladowej ilości w siarczyn wapnia, a następnie oddzieleniu zawiesiny o drobnych cząstkach, zawierającej głównie wodorotlenek magnezu od zawiesiny o grubych cząstkach, zawierającej dwuwodzian gipsu i siarczyn wapnia, za pomocą klasyfikatora hydraulicznego.

Obecni wynalazcy intensywnie przebadali drogi uzyskania wyżej wymienionego drugiego celu, i w rezultacie odkryli jeszcze inny sposób, w którym dodatkowe dostarczenie środka odsiarczającego na bazie magnezu, do etapu odsiarczania nie jest wymagane, z wyjątkiem czasu rozpoczęcia etapu odsiarczania, i w którym dodatkowo wytwarza się wodorotlenek magnezu. Sposób ten obejmuje użycie związków zasadowych, otrzymanych w drodze wypalania i ługowania na ciepło dolomitu zamiast wodorotlenku wapnia, wapna palonego, itp., które można zastosować w podwójnym rozkładzie wodnego roztworu siarczanu magnezu, utworzonego w etapie utlenia

180 710 nia zgodnie z wyżej wspomnianą konwencjonalną technologią, regulację zawiesiny po reakcji podwójnego rozkładu tak, żeby zawierała więcej wodorotlenku magnezu niż liczba moli SO₂, zaadsorbowanych w etapie odsiarczania, a ilość dwuwodzianu gipsu była w zasadzie równomolowa z zaadsorbowanym SO₂, rozdzielenie zawiesiny na zawiesinę wodorotlenku magnezu oraz zawiesinę dwuwodzianu gipsu za pomocą klasyfikatora hydraulicznego, zawrócenie części zawiesiny w wodorotlenku magnezu, w której ilość wodorotlenku magnezu jest zasadniczo równomolowa z SO₂ tak, ażeby SO₂ mógł zostać zaabsorbowany w etapie odsiarczania, i odebranie z układu pozostałej części zawiesiny wodorotlenku magnezu, jako produktu ubocznego.

Stwierdzono ponadto, że zgodnie z kolejnym nowym sposobem, stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu jest wyższy, niż w sposobie konwencjonalnym, w którym wodny roztwór siarczynu magnezu oddzielony od dwuwodzianu gipsu zawraca się bezpośrednio do etapu odsiarczania. Ten nowy sposób obejmuje wprowadzenie do jeszcze jednego etapu, zawiesiny o grubych cząstkach, zawierającej dwuwodzian gipsu, jako składnik główny i część wodorotlenku magnezu, oddzielonego za pomocą klasyfikatora hydraulicznego w etapie oddzielania, reakcję wodorotlenku magnezu w zawiesinie dwuwodzianu gipsu o grubych cząstkach z roztworem wodnym, który zawiera siarczan magnezu i kwas siarkowy i, który wytwarza się w drodze utlenienia powietrzem cieczy po obróbce odsiarczającej, w celu otrzymania siarczanu magnezu (rozpuszczalność=26,7 g/100 g roztworu wodnego), mającego znacznie większą rozpuszczalność w porównaniu z siarczynem magnezu (rozpuszczalność = 0,646 g/100 g roztworu wodnego), wskutek czego oddzielenie dwuwodzianu gipsu, który jest nieznacznie rozpuszczalny w wodzie, jest łatwe, zawrócenie wodnego roztworu siarczanu magnezu, oddzielonego od dwuwodzianu gipsu, do zbiornika podwójnego rozkładu, w celu przekształcenia jego samego w wodorotlenek magnezu, a następnie zawrócenie wodorotlenku magnezu do etapu odsiarczania.

Na dodatek, stwierdzono również, że kiedy zasadowy związek otrzymany w drodze wypalania i ługowania na ciepło dolomitu, stosuje się w reakcji podwójnego rozkładu, śladową ilość jonów wapnia, będących w obiegu w układzie, można również z niego usunąć za pomocąjeszcze jednego sposobu, który obejmuje dostarczenie części cieczy po obróbce odsiarczającej, zawierającej siarczyn magnezu i wodorosiarczyn magnezu, jako składniki główne, do mieszaniny dwuwodzianu gipsu i wodorotlenku magnezu w postaci zawiesiny, poddanej etapowi podwójnego rozkładu, w celu przekształcenia śladowej ilości rozpuszczonych jonów wapnia, obecnych w cyrkulującym roztworze, w siarczyn wapnia, a następnie oddzielenie zawiesiny o drobnych cząstkach, zawierającej głównie wodorotlenek magnezu, od zawiesiny o grubych cząstkach, zawierającej dwuwodzian gipsu i siarczyn wapnia za pomocą klasyfikatora hydraulicznego.

To znaczy, aspekty niniejszego wynalazku są następujące.

Pierwszy wariant sposobu

1. Sposób odsiarczania gazu odlotowego, który obejmuje: etap odsiarczania, polegający na ciągłym kontakcie typu gaz-ciecz, cieczy zawierającej środek odsiarczający na bazie magnezu, z gazem odlotowym zawierającym tlenki siarki; jeden lub dwa etapy utleniania, polegające na traktowaniu gazem zawierającym tlen, roztworu zawierającego ciecz uzyskaną po obróbce w etapie odsiarczania; etap podwójnego rozkładu, polegający na reakcji siarczanu magnezu, zawartego w roztworze otrzymanym w etapach utlenienia, z zasadowymi związkami wapnia; etap rozdzielania, polegający na rozdzieleniu zawiesiny mieszaniny wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu w postaci zawiesiny otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu, na zawiesinę wodorotlenku magnezu i zawiesinę dwuwodzianu gipsu za pomocą klasyfikatora hydraulicznego; etap zawracania zawiesiny wodorotlenku magnezu, oddzielonej w etapie rozdzielania do etapu odsiarczania, polega na tym, że w wyżej wymienionym jednym etapie utleniania, na zawiesinę dwuwodzianu gipsu oddzieloną w etapie rozdzielania, działa się roztworem po etapie odsiarczania i przekształca towarzyszący mu wodorotlenek magnezu w siarczan magnezu; prowadzi się etap podwójnego rozkładu, po etapie rozdzielania dodaje się etap rozdzielania sedymentacyjnego obejmujący sedymentację i rozdzielenie dwuwodzianu gipsu od zawiesiny

180 710 dwuwodzianu gipsu poddanej etapowi utleniania i otrzymuje się stały dwuwodzian gipsu oraz dodaje się etap zawracania cieczy sklarowanej znad osadu w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, do etapu podwójnego rozkładu dla obróbki tej sklarowanej cieczy.

Po etapie rozdzielania oddzielony wodorotlenek magnezu zawraca się do etapu odsiarczania a powstałą zawiesinę wodorotlenku magnezu zatęża się i odbiera jako produkt uboczny w etapie podwójnego rozkładu stosuje się zasadowe związki wapnia wytwarzane przez spiekanie i ługowanie dolomitu.

Po etapie podwójnego rozkładu dodaje się etap konwersji jonu wapniowego przez wprowadzenie cieczy roboczej z etapu odsiarczania do zawiesiny mieszaniny wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu i przekształceniu rozpuszczonych jonów wapniowych w siarczyn wapnia.

Drugi wariant sposobu

2. Sposób odsiarczania gazu odlotowego, który obejmuje etap odsiarczania, polegający na ciągłym kontakcie typu gaz-ciecz cieczy roboczej, zawierającej środek odsiarczający na bazie magnezu, z gazem odlotowym zawierającym tlenki siarki; jeden etap utleniania, polegający na traktowaniu gazem, zawierającym tlen, roztworu zawierającego ciecz uzyskaną po obróbce w etapie odsiarczania; etap podwójnego rozkładu, polegający na reakcji siarczanu magnezu, zawartego w roztworze otrzymanym w etapie utlenienia, z zasadowymi związkami wapnia; etap rozdzielania, polegający na rozdzieleniu zawiesiny wodorotlenku magnezu z zawiesiny zawieraj ącej cząstki dwuwodzianu gipsu i siarczanu wapnia za pomocą klasy fikatora hydraulicznego i etap zawracania rozdzielonej za pomocą klasyfikatora hydraulicznego postaci zawiesiny wodorotlenku magnezu do etapu odsiarczania, polega na tym, że prowadzi się etap podwójnego rozkładu, po którym dodaje się etap konwersji jonu wapniowego i przeprowadza rozpuszczony jon wapniowy w siarczyn wapnia, przy czym etap konwersji jonu wapniowego zawiera wprowadzenie cieczy roboczej z etapu odsiarczania do mieszaniny zawiesiny wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu.

Po etapie konwersji jonu wapniowego, oddzielony wodorotlenek magnezu, zawraca się do etapu odsiarczania, a pozostałą zawiesinę wodorotlenku magnezu zatęża się i odbiera, jako produkt uboczny, natomiast w etapie podwójnego rozkładu stosuje się zasadowe związki wapnia wytworzone przez spiekanie i ługowanie dolomitu.

Na figurach 1 do 3 przedstawiono schematycznie wygląd zasadniczego przykładu wykonania urządzenia, stosowanego w sposobie odsiarczania według niniejszego wynalazku (pierwszy wynalazek).

Figura 4 przedstawia schematyczny wygląd zasadniczego przykładu wykonania urządzenia, stosowanego w konwencjonalnym sposobie odsiarczania.

Na figurach 5 do 7 przedstawiono schematyczny wygląd zasadniczego przykładu wykonania urządzenia, stosowanego w sposobie odsiarczania według niniejszego wynalazku (drugi wynalazek).

Środkiem odsiarczającym na bazie magnezu, który można stosować w niniejszym wynalazku, jest zasadowy związek magnezu, w którym główny składnik stanowi tlenek magnezu lub wodorotlenek magnezu. Związkiem jest wodorotlenek magnezu, otrzymany z magnezu zawartego w wodzie morskiej, jako surowcu, albo tlenek magnezu, otrzymany w drodze prażenia rudy magnezytowej albo wodorotlenek magnezu, otrzymany w drodze ługowania na ciepło tlenku magnezu.

Etapem odsiarczania jest etap, w którym gaz odlotowy, zawierający tlenki siarki, wprowadza się w kontakt z roztworem wodnym, zawierającym wyżej wymieniony środek odsiarczający na bazie magnezu, w celu absorpcji tlenków siarki w tym wodnym roztworze. Urządzenie dla etapu odsiarczania zawiera wieżę, której budowa zapewnia skuteczny kontakt fazy gazowej z fazą ciekłą, i często takiego typu, w którym roztwór wodny jest rozpylany przez dyszę, a gaz

180 710 przepływa w przeciwprądzie lub współprądzie. Ponadto, aby zwiększyć skuteczność kontraktu gazu z cieczą, można zainstalować w wieży wypełniacze, półki lub tym podobne dodatki.

Cieczą po obróbce w etapie odsiarczania jest roztwór wodny, w którym są zmieszane siarczan magnezu, wodorosiarczyn magnezu i siarczyn magnezu, otrzymane w reakcji wodnego roztworu środka odsiarczającego na bazie magnezu z tlenkami siarki.

Temperatura odsiarczania wynosi 80°C lub mniej korzystnie 60°C lub mniej, a pH zawiera się w granicach 5,0 do 7,5, korzystnie od 5,5 do 7,0.

W etapie odsiarczania, rozpuszczalność siarczynu magnezu w wodzie jest niska, i stąd, aby uniknąć jego wytrącania, stosuje się zwykle utlenianie przedmuchiwanym powietrzem lub w podobny sposób, w celu utworzenia siarczanu magnezu, posiadającego wysoką rozpuszczalność w wodzie, regulując tym samym stężenie siarczynu magnezu do poziomu niższego od ustalonej wartości. Kolejno, zamiast przedmuchiwania powietrzem w etapie odsiarczania, stężenie siarczynu magnezu można regulować do żądanego poziomu, wprowadzając część cieczy roboczej w etapie utleniania, który opisano dalej, do cieczy po obróbce odsiarczającej.

W etapie utleniania stosuje się zwykle reaktor typu zbiornika, a siarczyn magnezu i wodorosiarczyn magnezu, otrzymane w reakcji środka odsiarczającego na bazie magnezu, z tlenkami siarki w wieży odsiarczającej, utlenia się gazem zawierającym tlen, w celu utworzenia siarczanu magnezu i kwasu siarkowego. Na ogół, stężenie siarczanu magnezu zawiera się w granicach 3 do 10% wagowo, a pH zawiera się w granicach 2 do 3. W tym etapie utleniania, można przeprowadzać mieszanie mechaniczne i mieszanie zwykle. Jeżeli nie stosuje się czystego tlenu, to na rodzaj użytego gazu, zawierającego tlen, nie nakłada się żadnych szczególnych ograniczeń tak długo, jak pozostaje on obojętny wobec cieczy do obróbki w etapie odsiarczania. Zwykle stosuje się powietrze. Stosuje się jeden lub dwa etapy utleniania, i różnicę pomiędzy tymi etapami utleniania opisano dalej.

Etapem podwójnego rozkładu jest zasadniczo etap, w którym siarczan magnezu, otrzymany w etapie utleniania, poddaje się reakcji z wodorotlenkiem wapnia, w celu podwójnego rozkładu na wodorotlenek magnezu i dwuwodzian gipsu, dzięki czemu j est reprodukowany z siarczanu magnezu wyżej wymieniony środek odsiarczający na bazie magnezu.

Pierwszy i drugi wynalazek według niniejszego zgłoszenia różnią się od siebie źródłem wodorotlenku wapnia, a ta różnica prowadzi do różnicy w kolejnych etapach. Pierwszy wynalazek zostanie opisany najpierw.

Pierwszy wynalazek. W etapie podwójnego rozkładu stosuje się zwykle reaktor typu zbiornika, i do wodnego roztworu siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, otrzymanego w etapie utleniania, dodaje się zasadowy związek wapnia, a następnie całość miesza mechanicznie. Najpierw, kwas siarkowy reaguje ze związkiem zasadowym, tworząc dwuwodzian gipsu, a siarczan magnezu reaguj e potem z zasadowym wapnem, tworząc dwuwodzian gipsu i wodorotlenek magnezu.

Jako zasadowy związek wapnia, który można stosować w etapie podwójnego rozkładu, zaleca się wodorotlenek wapnia, tlenek wapnia, węglan wapnia i ich mieszaniny, a po wprowadzeniu do reaktora, zasadowy związek wapnia może przyjmować postać proszku, jakkolwiek postać wodnej zawiesiny jest najbardziej korzystna z punktu widzenia skuteczności operacyjnej.

Doprowadzenie zasadowego związku wapnia jest najbardziej korzystne wtedy, jeżeli pH roztworu w etapie podwójnego rozkładu wynosi około 11, ponieważ doprowadzenie w takich warunkach umożliwia utworzenie dużych cząstek dwuwodzianu gipsu.

Temperatura reakcji wynosi 80°C lub mniej, korzystnie 60°C lub mniej. Jeśli kontroluje się otrzymanie takiej temperatury, utworzony dwuwodzian gipsu może na ogół wzrosnąć do cząstek grubych, o średnicy przeciętnej (oś główna) równej 70 pm lub więcej, zwykle 200 pm lub mniej. Z drugiej strony, wodorotlenek magnezu staje się substancją o cząstkach drobnych, mających średnicę równą 1 pm lub mniej, zwykle około 0,3-1 pm. Te cząstki przylegajądo siebie tak, że ich rozmiar staje się pozornie równy 10-20 pm.

W etapie konwersji jonów wapnia, stosuje się zwykle reaktor typu zbiornika. Dwuwodzian gipsu (rozpuszczalność = 0,208 g siarczanu wapnia na 100 g roztworu wodnego) rozpuszcza się w wodzie, i dlatego rozpuszcza się go tyle, co stanowi 0,06% wagowo, tak jak jony wapnia.

180 710

Te jony wapnia miesza się z wodorosiarczynem magnezu z roztworu po obróbce w etapie odsiarczania, stosując mieszanie mechaniczne, wytwarzając nierozpuszczalny w wodzie siarczyn wapnia (rozpuszczalność = 0,0051 g siarczynu wapnia na 100 g roztworu wodnego). W konsekwencji, ilość jonów wapnia w wodzie zmniejsza się do około 0,002% wagowo, co stanowi 1/30 stężenia około 0,06% wagowo. Jeżeli pH wynosi 6 lub mniej, wodorosiarczyn magnezu reaguje nie tylko z rozpuszczonymi jonami wapnia, ale również z współobecnym wodorotlenkiem magnezu. Dlatego, pH wynosi 6 lub więcej, korzystnie zawiera się w granicach 6 do 11. Temperatura reakcji wynosi 80°C lub mniej, korzystnie 60°C lub mniej.

Po etapie konwersji jonów wapnia, roztwór (zawiesinę), zawierającą wodorotlenek magnezu, dwuwodzian gipsu i siarczyn wapnia rozdziela się na zawiesinę o drobnych cząstkach, zawierającą głównie wodorotlenek magnezu i zawiesinę o grubych cząstkach, zawierającą głównie dwuwodzian gipsu za pomocą klasyfikatora hydraulicznego w etapie rozdzielania, i zawiesinę o cząstkach drobnych zawraca się, jako środek odsiarczający, do wieży odsiarczającej. Zawiesinie o cząstkach grubych zawierającej głównie dwuwodzian gipsu, towarzyszy 10 do 30% wagowo, wodorotlenku magnezu.

Jako klasyfikator hydrauliczny można zastosować cyklon mokry, osadnik odśrodkowy i tym podobny klasyfikator z tym, że szczególnie zalecanym jest cyklon mokry.

Zawiesinę o cząstkach grubych kieruje się do etapu utleniania. W przypadku, gdy występuje j eden etap utleniania, kieruj e się j ą do tego etapu utleniania ale w przypadku, gdy są dwa etapy utleniania, kieruje się ją do któregokolwiek z dwóch etapów. Towarzyszący zawiesinie wodorotlenek magnezu miesza się mechanicznie z wodnym roztworem siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, otrzymanym za pomocą utlenienia roztworu po obróbce odsiarczającej gazem, zawierającym tlen takim, jak powietrze, w celu przeprowadzenia reakcji, w której powstaje siarczan magnezu.

Zawiesinę o grubych cząstkach można skierować do drugiego etapu utleniania, w którym można wyprodukować siarczan magnezu i kwas siarkowy, a następnie skierować do przeróbki, po wymieszaniu mechanicznym. Ta procedura może zapewnić taki sam efekt, jak w wyżej wymienionym przypadku, w którym zawiesinę o grubych cząstkach poddaje się obróbce w jednym etapie utleniania. A więc, nie trzeba dodawać, niniejszy wynalazek może również dotyczyć tego procesu.

Po oddzieleniu od dwuwodzianu gipsu w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, siarczan magnezu zawraca się do etapu podwójnej wymiany z podwójnym rozkładem, i przekształca w wodorotlenek magnezu za pomocąreakcji podwójnego rozkładu, zawraca do etapu odsiarczania, i w nim ponownie go wykorzystuje. Część wodnego roztworu siarczanu magnezu z etapu rozdzielania sedymentacyjnego, zawraca się w niektórych przypadkach do etapu odsiarczania, w celu rozcieńczenia siarczynu magnezu, utworzonego w etapie odsiarczania. W etapie odsiarczania, 1 mol wodorotlenku magnezu absorbuje 1 mol gazowego dwutlenku siarki, a utworzony siarczyn magnezu dodatkowo absorbuje 1 mol gazowego dwutlenku siarki zgodnie z następującymi reakcjami:

Mg(OH)₂ + SO₂-------MgSO₂ + H₂O

MgSO₃ + H₂O + SO₂------Mg(HSO₃)₂

Z powyższego wynika w sposób oczywisty, że w pierwszym wynalazku prawie cały siarczan magnezu, oddzielony w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, przekształca się wodorotlenek magnezu, posiadający zdolność absorbowania gazowego dwutlenku siarki dwukrotnie większą aniżeli siarczyn magnezu, a następnie wprowadza do etapu odsiarczania. Dlatego, stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu jest wyższy w porównaniu ze sposobem konwencjonalnym, w którym wodny roztwór siarczynu magnezu, oddzielony w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, zawraca się bezpośrednio do etapu odsiarczania.

Ponadto, zgodnie ze sposobem konwencjonalnym, w cieczy po obróbce w etapie odsiarczania, siarczan magnezu jest zwykle rozpuszczony w ilości większej, niż siarczyn magnezu.

180 710

Dlatego, wodny roztwór siarczynu magnezu, oddzielony w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, zawiera również siarczan magnezu, i ten roztwór zawraca się do etapu odsiarczania bez przekształcania siarczanu magnezu w wodorotlenek magnezu. Stąd jest rzeczą oczywistą że stopień wykorzystania środka odsiarczającego w sposobie według niniejszego wynalazku jest dużo lepszy.

Dwuwodzian gipsu oddzielony w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, można stosować w szerokim zakresie do wyrobu cementu i płyt pilśniowych z dodatkiem gipsu.

W tym pierwszym wynalazku, dwuwodzian gipsu oddzielony za pomocą klasyfikatora hydraulicznego, poddaje się obróbce wodnym roztworem siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, otrzymanym w etapie utleniania, dzięki czemu wodorotlenek magnezu, towarzyszący dwuwodzianowi gipsu, przekształca się w rozpuszczalny w wodzie siarczan magnezu. Skutkiem tego, w etapie rozdzielania sedymentacyjnego wydajność oddzielania dwuwodzianu gipsu od siarczanu magnezu jest wysoka, a więc ponowne wykorzystanie środka odsiarczającego na bazie magnezu można skutecznie przeprowadzić, i uzysk dwuwodzianu gipsu do innego użytku jest również wysoki. W dodatku, prawie cały siarczan magnezu można przekształcić w wodorotlenek magnezu, posiadający wysoką zdolność absorbowania gazowego dwutlenku siarki, i ten wodorotlenek magnezu można wprowadzić do etapu odsiarczania. A zatem, stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu jest wyższy w porównaniu z przypadkiem, w którym uzyskuje się wodną mieszaninę siarczynu magnezu i siarczanu magnezu, a następnie ją wprowadza do etapu odsiarczania.

W dodatku, kiedy ciecz po obróbce odsiarczającej wprowadza się do roztworu, otrzymanego w etapie podwójnego rozkładu, rozpuszczone jony wapnia reagują z jonami siarczynowymi, zawartymi w cieczy po obróbce, dając nierozpuszczalny w wodzie siarczyn wapnia, który usuwa się z układu w etapie rozdzielania za pomocą klasyfikatora hydraulicznego i etapu rozdzielania sedymentacyjnego. W konsekwencji, pierwszy wynalazek może zabezpieczyć przed osadzaniem kamienia kotłowego i zatykaniem pomp cyrkulacyjnych i rurociągów wskutek wytrącania się siarczynu wapnia, utworzonego w drodze reakcji niewielkiej ilości jonów wapnia, rozpuszczonych w wodzie i cyrkulujących w układzie, z ciecząpo obróbce odsiarczającej w etapie odsiarczania tak, jak w sposobie konwencjonalnym, i taką łagodną operację można wykonywać w sposób ciągły. Ponadto, w etapie konwersji jonów wapnia, stężenie cząstek utworzonych w etapie podwójnego rozkładu zmniejsza się, dodając ciecz roboczą z etapu odsiarczania, a więc skuteczność kolejnego rozdzielania za pomocąklasyfikatora hydraulicznego lub w podobny sposób jest wyższa, niż w sposobie konwencjonalnym.

Drugi wynalazek. W drugim wynalazku, jako źródło wapnia dla reakcji podwójnego rozkładu stosuje się związki zasadowe, które można otrzymać za pomocą wypalania i ługowania na ciepło dolomitu.

W skład dolomitu wchodzi CaMg(CO₃)₂ jako składnik główny. Zawiera on 45,7% wagowo, węglanu wapnia i 54,3% wagowo, węglanu magnezu jako wartości teoretyczne, ale jego jego skład zależy od kamieniołomu, a przydatny jest każdy rodzaj dolomitu. Podczas wypalania w temperaturze 900 do 1000°C, dolomit przekształca się w prawie równomolową mieszaninę tlenku wapnia (CaO) i tlenku magnezu (MgO), a kiedy tę mieszaninę poddaj e się reakcj i z wodąw celu przeprowadzenia ługowania, można otrzymać zawiesinę, zawierającąmieszaninę zasadowych związków, wodorotlenku wapnia [Ca(OH)₂] i wodorotlenek magnezu [Mg(OH)₂.

W etapie podwójnego rozkładu stosuje się zwykle reaktor typu zbiornika, i wyżej wymienioną zawiesinę związków zasadowych dodaje się do wodnego roztworu siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, utworzonego w etapie utleniania, a następnie całość miesza mechanicznie. Najpierw, kwas siarkowy wchodzi w reakcję ze związkami zasadowymi, tworząc dwuwodzian gipsu, a po zużyciu kwasu siarkowego w tej reakcji, siarczan magnezu reaguje z wodorotlenkiem wapnia w mieszaninie związków zasadowych, tworząc dwuwodzian gipsu i wodorotlenek magnezu. Ilość dodawanej zawiesiny związków zasadowych dopasowuje się tak, aby liczba moli wodorotlenku wapnia w tej zawiesinie była równa ogólnej liczbie moli kwasu siarkowego i siarczanu magnezu w roztworze, poddanym etapowi utleniania. Ponieważ ogólna liczba moli kwasu

180 710 siarkowego i siarczanu magnezu jest zasadniczo równa liczbie moli SO₂, zaabsorbowanego przez wodny roztwór środka odsiarczającego w etapie odsiarczania, to reakcja podwójnego rozkładu pozwala wyprodukować dwuwodzian gipsu, równomolowy względem liczby moli zaabsorbowanego SO₂, a wodorotlenek magnezu w dodanej zawiesinie związków zasadowych ewentualnie pozostaje nieprzereagowany.

Temperatura reakcji wynosi 80°C lub mniej, korzystnie 60°C lub mniej. W kontrolowanej temperaturze, otrzymany dwuwodzian gipsu może na ogół wzrosnąć do cząstek grubych, o średnicy przeciętnej (oś główna) równej 70 pm lub więcej, zwykle 200 pm lub mniej. Z drugiej strony, wodorotlenek magnezu staje się substancjąo cząstkach drobnych, mających średnicę równą 1 pm lub mniej, zwykle około 0,3-20 pm. Te cząstki przylegajądo siebie tak, że ich rozmiar staje się pozornie równy 10-20 pm.

Stężenie zawiesiny związków zasadowych dopasowuje się tak, aby pH roztworu w etapie podwójnego rozkładu wynosiło około 11, cojestwartościąnajbardziej korzystną dla możliwości powiększenia średnicy cząstek dwuwodzianu gipsu.

Etap konwersj i j onów wapnia j est taki sam, j ak w pierwszym wynalazku i stosuj e się w nim na ogół reaktor typu zbiornika. Dwuwodzian gipsu (rozpuszczalność = 0,208 g siarczanu wapnia na 100 g roztworu wodnego) rozpuszcza się w wodzie, i dlatego rozpuszcza się go tyle, co stanowi 0,06% wagowo, tak jak jony wapnia. Te jony wapnia miesza się z wodorosiarczynem magnezu z cieczy po obróbce w etapie odsiarczania, stosując mieszanie mechaniczne, wytwarzając nierozpuszczalny w wodzie siarczyn wapnia (rozpuszczalność = 0,0051 g siarczynu wapnia na 100 g roztworu wodnego). W konsekwencji, ilość jonów wapnia w wodzie zmniejsza się do około 0,002% wagowo, co stanowi 1/30 stężenie około 0,06% wagowo. Jeżeli pH wynosi 6 lub mniej, wodorosiarczyn magnezu reaguje nie tylko z rozpuszczonymi jonami wapnia, ale również z współobecnym wodorotlenkiem magnezu. Dlatego, pH wynosi 6 lub więcej, a korzystnie zawiera się w granicach 6 do 11. Temperatura reakcji wynosi 80°C lub mniej, a korzystnie 60°C lub mniej.

Po etapie konwersji jonów wapnia, roztwór (zawiesinę), zawierającą wodorotlenek magnezu, dwuwodzian gipsu i siarczyn wapnia rozdziela się na zawiesinę o drobnych cząstkach, zawierającą głównie wodorotlenek magnezu i zawiesinę o grubych cząstkach, zawierającą głównie dwuwodzian gipsu za pomocą klasyfikatora hydraulicznego w etapie rozdzielania. Jako klasyfikator hydrauliczny można zastosować cyklon mokry, osadnik odśrodkowy i tym podobny klasyfikator z tym, że szczególnie zalecanym jest cyklon mokry.

Zawiesina o cząstkach drobnych zawiera więcej moli wodorotlenku magnezu, niż liczba moli SO₂ zaabsorbowanego w etapie odsiarczania, i taką zawiesinę, zawierającą wodorotlenek magnezu w ilości zasadniczo równej ilości SO₂ zaabsorbowanego w etapie odsiarczania, zawraca się, jako środek odsiarczający, do etapu odsiarczania. Pozostałą zawiesinę wodorotlenku magnezu kieruje się do etapu rozdzielania zagęszczającego, opisanego dalej, w celu utworzenia zagęszczonej zawiesiny wodorotlenku magnezu, którą odbiera się z układu jako produkt uboczny i przeznacza potem do innego użytku.

Zawiesinie o cząstkach grubych, zawierającej głównie wodzian gipsu towarzyszy 10 do 30% wagowo, wodorotlenku magnezu. Tę zawiesinę o cząstkach grubych kieruje się do etapu utleniania. W przypadku, gdy występuje jeden etap utleniania, kieruje się ją do tego etapu utleniania, ale w przypadku, gdy są dwa etapy utleniania, kieruje się ją do któregokolwiek z dwóch etapów. Towarzyszący zawiesinie wodorotlenek magnezu miesza się mechanicznie z wodnym roztworem siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, otrzymanym zapomocąutlenienia cieczy po obróbce odsiarczającej gazem, zawierającym tlen takim, jak powietrze, w celu przeprowadzenia reakcji, w której powstaje siarczan magnezu.

Zawiesinę o grubych cząstkach można skierować do innego etapu, w którym zawiesinę miesza się z wodną mieszaniną siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, którą otrzymuje się w etapie utleniania. Ta procedura może zapewnić taki sam efekt, jak w wyżej wymienionym przypadku, w którym zawiesinę o grubych cząstkach poddaje się obróbce w jednym etapie utleniania. A więc, nie trzeba dodawać, niniejszy wynalazek może również dotyczyć tego procesu.

180 710

Po oddzieleniu od dwuwodzianu gipsu w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, siarczan magnezu zawraca się do etapu podwójnego rozkładu, i przekształca w wodorotlenek magnezu za pomocą reakcji podwójnego rozkładu, zawraca do etapu odsiarczania, i w nim ponownie go wykorzystuje. W etapie odsiarczania, 1 mol wodorotlenku magnezu absorbuje 1 mol gazowego dwutlenku siarki, a utworzony siarczyn magnezu dodatkowo absorbuje 1 mol gazowego dwutlenku siarki zgodnie z następującymi reakcjami:

Mg(OH)₂ + SO₂-------MgSO₃ + H₂O

MgSO₃ + H₂O + SO₂-------Mg(HSO₃)₂

Z powyższego wynika w sposób oczywisty, że także w drugim wynalazku prawie cały siarczan magnezu, oddzielony w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, przekształca się w wodorotlenek magnezu, posiadający zdolność absorbowania gazowego dwutlenku siarki dwukrotnie większą, aniżeli siarczyn magnezu, a następnie wprowadza do etapu odsiarczania. Dlatego, stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu jest wyższy w porównaniu ze sposobem konwencjonalnym, w którym wodny roztwór siarczynu magnezu, oddzielony w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, zawraca się bezpośrednio do etapu odsiarczania.

Ponadto, zgodnie ze sposobem konwencjonalnym, w cieczy po obróbce w etapie odsiarczania, siarczan magnezu jest zwykle rozpuszczony w ilości większej, niż siarczyn magnezu. Dlatego, wodny roztwór siarczynu magnezu, oddzielony w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, zawiera również siarczan magnezu, i ten roztwór zawraca się do etapu odsiarczania bez przekształcania siarczanu magnezu w wodorotlenek magnezu. Stąd jest rzeczą oczywistą, że stopień wykorzystania środka odsiarczającego w sposobie według niniejszego wynalazku jest dużo lepszy.

Dwuwodzian gipsu oddzielony w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, można stosować w szerokim zakresie do wyrobu cementu i płyt pilśniowych z dodatkiem gipsu tak, jak w przypadku pierwszego wynalazku.

Wyżej wymienioną “pozostałą zawiesinę wodorotlenku magnezu” odebraną z układu kieruje się do etapu rozdzielania zagęszczającego, w którym zagęszczenie przeprowadza się za pomocą urządzenia do rozdzielania sedymentacyjnego lub w sposób podobny, i w tym etapie, zawiesinę zagęszcza się do około 35% wagowo, co stanowi specyfikację handlową zwykłej zawiesiny wodorotlenku magnezu. Wodę oddzieloną w tym etapie zawraca się do etapu odsiarczania, dzięki czemu zapobiega się przed odprowadzaniem wody z układu.

Również w drugiej odmianie wynalazku, dwuwodzian gipsu, oddzielony za pomocą klasyfikatora hydraulicznego, traktuje się wodnym roztworem siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, otrzymanym w etapie utleniania, i wodorotlenek magnezu, towarzyszący dwuwodzianowi gipsu, przekształca w rozpuszczalny w wodzie siarczan magnezu. Skutkiem tego, w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, skuteczność oddzielania siarczanu magnezu od dwuwodzianu gipsu jest wysoka tak, że powtórne wykorzystanie środka odsiarczającego na bazie magnezu można skutecznie przeprowadzić, a uzysk dwuwodzianu gipsu jest również wysoki. W dodatku, prawie cały siarczan magnezu można przekształcić w wodorotlenek magnezu, posiadający wysoką zdolność absorbowania gazowego dwutlenku siarki, i ten wodorotlenek magnezu można wprowadzić do etapu odsiarczania. A zatem, stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu jest wyższy w porównaniu z przypadkiem, w którym uzyskuje się mieszaninę siarczynu magnezu i siarczanu magnezu w roztworze wodnym, a następnie wprowadza ją do etapu odsiarczania.

W dodatku, kiedy ciecz po obróbce odsiarczającej wprowadza się do roztworu, otrzymanego w etapie podwójnego rozkładu, rozpuszczone jony wapnia reagują z jonami siarczynowymi, zawartymi w cieczy po obróbce, dając nierozpuszczalny w wodzie siarczyn wapnia, który usuwa się z układu w etapie rozdzielania za pomocą klasyfikatora hydraulicznego i etapu rozdzielania sedymentacyjnego. W konsekwencji, drugi wynalazek może zabezpieczyć przed osadzaniem kamienia kotłowego i zatykaniem pomp cyrkulacyjnych i rurociągów wskutek wytrącania się

180 710 siarczynu wapnia, utworzonego w drodze reakcji niewielkiej ilości jonów wapnia, rozpuszczonych w wodzie i będących w obiegu w układzie, z cieczą po obróbce odsiarczającej w etapie odsiarczania tak, jak w sposobie konwencjonalnym, i taką łagodną operację można wykonywać w sposób ciągły. Ponadto, w etapie konwersji jonów wapnia, stężenie cząstek utworzonych w etapie podwójnego rozkładu zmniejsza się, dodając ciecz robocząz etapu odsiarczania, a więc skuteczność kolejnego rozdzielania za pomocą klasyfikatora hydraulicznego lub w podobny sposób jest wyższa, niż w sposobie konwencjonalnym.

Ponadto, w niniejszym wynalazku, związki zasadowe otrzymane w drodze wypalania i ługowania na ciepło dolomitu, stosuje się w etapie podwójnego rozkładu, i dlatego zagęszczoną zawiesinę wodorotlenku magnezu można dodatkowo wytwarzać.

Następnie, sposób odsiarczania gazu odlotowego według niniejszego wynalazku będzie opisany szczegółowo zgodnie z przykładami, odnoszącymi się do rysunków z nimi związanych, ale zakresu niniejszego wynalazku nie należy ograniczać do tych przykładów.

Przykład I. Ten przykład dotyczy przykładu z pierwszego wynalazku, w którym są obecne dwa etapy utleniania. Na fig. 1 pokazano zasadniczy przykład wykonania urządzenia, stosowanego w sposobie odsiarczania gazu odlotowego, dotyczący tego przykładu. Na tym rysunku, odnośnik numeryczny 1 oznacza wieżę odsiarczającą, a w tej wieży, ciecz do obróbki, zawierająca środek odsiarczający na bazie magnezu, spływa swobodnie z góry w dół w postaci deszczu, dzięki czemu ta ciecz do obróbki zostaje wprowadzona w kontakt typu gaz- ciecz z gazem odlotowym Gl, zawierającym tlenki siarki, wprowadzanym w dolnej części wieży. W konsekwencji, tlenki siarki ulegająabsorpcji i związaniu w postaci siarczynu magnezu i tym podobnie w cieczy roboczej za pomocąreakcji odsiarczania, natomiast gaz odlotowy G2, po usunięciu z niego tlenków siarki, odprowadza się z wieży w jej części górnej.

Gaz odlotowy wprowadzany do wieży odsiarczającej ma wysoką temperaturę, a więc schładza się go, rozpylając wodę przez dyszę. Prędkość przepływu gazu odlotowego wynosi 100 Nm³/h, a stężenie SO₂ wynosi 1000 ppm.

Ciecz roboczą, która spływa w dół do dolnej części wieży odsiarczającej 1, to jest ciecz odsiarczającą, absorbującą tlenki siarki, przesyła się razem z nowo wprowadzaną cieczą do obróbki na górę wieży przez pompę PI i rurociąg LI, a więc ciecz do obróbki znajduje się w ciągłej cyrkulacji przez wieżę odsiarczającą 1, powtarzając ten cykl pracy. Stężenie soli w tej cieczy do obróbki dostosowuje się do wartości 7,50% wagowo, w przeliczeniu na siarczan magnezu, przy czym całkowite stężenie siarczynu magnezu i wodorosiarczynu magnezu dostosowuje się do poziomu 1,50% wagowo, w przeliczeniu na siarczan magnezu, a pH ustala się do wartości 6,2-6,4. W rezultacie, stopień odsiarczania w każdym przykładzie można utrzymać na poziomie 95%.

Ciecz po obróbce w etapie odsiarczania wprowadza się do pierwszego zbiornika utleniania 2 za pomocą pompy P2 i rurociągu L2, i następnie utlenia powietrzem, dzięki czemu przekształca się w wodny roztwór siarczanu magnezu i kwasu siarkowego.

Utworzony w ten sposób wodny roztwór siarczanu magnezu i kwasu siarkowego wprowadza się do zbiornika podwójnego rozkładu 3 przez rurociąg L3. Następnie, wodny roztwór siarczanu magnezu, wydzielony ze zbiornika sedymentacji, opisanego dalej, wprowadza się do zbiornika podwójnego rozkładu 3, a 30% wodną zawiesinę wodorotlenku wapnia wprowadza się ze zbiornika dostarczającego wodorotlenek wapnia 4, przez rurociąg L8. Następnie, materiały te miesza się ze sobą w sposób mechaniczny za pomocą mieszadła, w celu przereagowania siarczanu magnezu i kwasu siarkowego z wodorotlenkiem wapnia, wskutek czego tworzą się stałe cząstki dwuwodzianu gipsu i wodorotlenku magnezu. Temperatura reakcji wynosi 50°C.

Otrzymaną w ten sposób wodną zawiesinę, zawierającą dwa rodzaje stałych cząstek, kieruje się następnie rurociągiem L4 do zbiornika konwersji jonów wapnia 5, w którym wodnązawiesinę miesza się jednorodnie w sposób mechaniczny z częścią cieczy roboczej z etapu odsiarczania, absorbującej tlenki siarki, doprowadzonąz wieży odsiarczającej 1 przez pompę P3 i rurociąg L5 tak, że jony wapnia rozpuszczone w wodzie reagują głównie z siarczynem magnezu i wodorosiarczynem magnezu w wyżej wymienionej cieczy roboczej, wskutek czego tworzy się i strąca nierozpuszczalny w wodzie siarczyn wapnia.

180 710

Następnie, wodną zawiesinę zawierającą te stałe cząstki dwuwodzianu gipsu, wodorotlenku magnezu i siarczynu wapnia kieruje się do klasyfikatora hydraulicznego 6 za pomocą pompy P4, i w tym klasyfikatorze hydraulicznym wodną zawiesinę rozdziela się na zawiesinę o cząstkach drobnych, zawierającą głównie wodorotlenek magnezu i zawiesinę o cząstkach grubych, zawierającą dwuwodzian gipsu, siarczyn wapnia i część wodorotlenku magnezu.

Zawiesinę o cząstkach drobnych, zawierającą głównie wodorotlenek magnezu, zawraca się do wieży odsiarczającej przez rurociąg L6. Zawiesinę o cząstkach grubych, zawierającą głównie dwuwodzian gipsu kieruje się do zbiornika drugiego utleniania 7, w którym podczas przedmuchiwania powietrza, zawiesinę o cząstkach grubych miesza się jednorodnie za pomocą mieszadła z częścią cieczy roboczej z etapu odsiarczania, absorbującej tlenki siarki, doprowadzonej z wieży odsiarczającej 1 przez pompę P3 i rurociąg L5 tak, że wodorotlenek magnezu, towarzyszący dwuwodzianowi gipsu, reaguje z kwasem siarkowym, otrzymanym w drodze utleniania wodorosiarczynu magnezu, przekształcając się w rozpuszczalny w wodzie siarczan magnezu.

Ten roztwór zawierający siarczan magnezu kieruje się do zbiornika sedymentacji 8 razem z dwuwodzianem gipsu, rozproszonym w nim i nie mającym związku z wyżej wymienioną reakcją, i w tym zbiorniku sedymentacji roztwór rozdziela się na dwuwodzian gipsu i roztwór, zawierający siarczan magnezu. Następnie, dwuwodzian gipsu w dolnej części odbiera się z układu przez rurociąg L9, a roztwór zawierający siarczan magnezu w gómej części, zawraca się do zbiornika podwójnego rozkładu 3 przez rurociąg 7.

Wyniki prób pokazano w tabeli 1. W tej tabeli, Mg (mol/h) i Ca (mol/h) oznaczają ilości (mol/h) magnezu i wapnia w przeliczeniu na siarczan magnezu i, odpowiednio, dwuwodzian gipsu, w rurociągach przedstawionych za pomocąsymboli rurociągu. Spośród nich, Mg w każdym z rurociągów L2, L5, L6, L9 i JL10 (zobacz przykład porównawczy na fig. 4) oznacza całkowitą liczbę moli wodorotlenku magnezu, siarczanu magnezu, siarczynu magnezu i wodorosiarczynu magnezu. Ca w każdym z rurociągów L8 i L9 oznacza liczbę moli wodorotlenku wapnia i dwuwodzianu gipsu. Ca (L9) oznacza ilość (mol/h) dwuwodzianu gipsu w rurociągu L9. Zarówno bilans Mg jak i bilans Ca pokazują dobre wartości.

Konwersja Mg(OH)₂ stanowi stosunek między wodorotlenkiem magnezu [Mg(OH)₂ (L6)] (mol/h) w rurociągu L6 i wodorotlenkiem wapnia [Ca(L8)] (mol/h), wprowadzonym do reakcji podwójnego rozkładu.

Przykładu. Wykonuje się taką samą operację, jak w przykładzie I z tą tylko różnicą, że do zbiornika drugiego utleniania nie wprowadza się powietrza. Wyniki prób pokazano w tabeli 1.

Przykład ΙΠ. Wykonuje się taką samą operacje, jak w przykładzie I z tą tylko różnicą, że zbiornik konwersji jonów wapnia bocznikuje się. Wyniki prób pokazano w tabeli 1.

Przykład IV. W tym przykładzie, stosuje się jeden zbiornik utleniania i gruboziarnistą zawiesinę, oddzieloną za pomocą klasyfikatora hydraulicznego, wprowadza się do jeszcze jednego zbiornika, w którym towarzyszący gruboziarnistej zawiesinie wodorotlenek magnezu traktuje się siarczanem magnezu i kwasem siarkowym, przychodzącymi ze zbiornika utleniania. Warunki przeprowadzenia prób są takie same, jak w przykładzie I.

Na figurze 2 pokazano zasadniczy przykład wykonania urządzenia, stosowanego w sposobie odsiarczania gazu odlotowego w tym przykładzie. Urządzenie pokazane na tym rysunku jest takie samo, jak na fig. 1 z tą tylko różnicą, że zbiornik 7', do którego kieruje się gruboziarnistą zawiesinę, oddzieloną za pomocą klasyfikatora hydraulicznego, nie jest zbiornikiem utleniania ale zbiornikiem, do którego nie wdmuchuje się powietrza, oraz że roztwór wprowadzany do niego nie jest cieczą do obróbki w etapie odsiarczania ale roztworem wodnym siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, przychodzącym ze zbiornika utleniania 2, i że wodorotlenek magnezu, towarzyszący dwuwodzianowi gipsu, przekształca się w rozpuszczalny w wodzie siarczan magnezu. A zatem, opis urządzenia będzie pominięty. Wyniki prób pokazano w tabeli 1.

Przykład 5.W tym przykładzie, stosuje się jeden etap utleniania i wykonuje się go w zbiorniku utleniania 7, a ciecz roboczą z etapu odsiarczania i gruboziarnistą zawiesinę, którą od

180 710 dzieła się za pomocą klasyfikatora hydraulicznego, i której towarzyszy wodorotlenek magnezu, poddaje się obróbce w tym samym zbiorniku utleniania.

Na figurze 3 pokazano zasadniczy przykład wykonania urządzenia, stosowanego w sposobie odsiarczania gazu odlotowego w tym przykładzie.

Wyniki prób pokazano w tabeli 1.

Przykładporównawczy l.W tym przykładzie porównawczym, przeprowadza się tę samą operację, jak w przykładzie 1 z tą tylko różnicą, że nie stosuje się zbiornika wymiany jonów wapniowych, a do drugiego zbiornika utleniania nie wprowadza się powietrza, i dlatego, zbiornik funkcjonuje jak zwykły zbiornik mieszający 7 ”, i że cieczy sklarowanej nad osadem w zbiorniku sedymentacji nie wprowadza się do zbiornika podwójnego rozkładu ale bezpośrednio zawraca do wieży odsiarczającej jako ciecz do obróbki. Procedurę badawcząz przykładu porównawczego pokazano na fig. 4, a wyniki prób pokazano w tabeli 1.

Tabela 1 (I) (Wyniki prób)

	Mg (mol/h)
L2+L5	L6	L9	L10
Przykład I	13,9	13,3	0,440	0,00
Przykład Π	13,9	13,5	0,340	0,00
Przykład III	13,9	13,4	0,480	0,00
Przykład IV	13,9	13,2	0,540	0,00
Przykład V	13,9	13,6	0,240	0,00
Przykład porównawczy 1	13,9	3,57	0,550	9,80

Tabela 1 (II) (Wynikiprób)

	Mg(OH)₂ (mol/h)	Konwersja	Bilans Mg
L6	Mg(OH)₂	(L6+L9+L10)/(L2+L5)
Przykład I	3,80	0,894	0,998
Przykład II	3,90	0,918	0,996
Przykład ΠΙ	3,75	0,882	0,996
Przykład IV	3,70	0,871	0,988
Przykład V	4,00	0,941	0,996
Przykład porównawczy 1	3,57	0,840	1,00

Konwersja Mg(OH)2 = Mg(OH)2 (L6)/Ca (L8)

Tabela 1 (III) (Wyniki prób)

	Ca(mol/h)	Bilans Ca	Stan zatykania rurociągu LI i pompy Pl
L8	L9	L9/L8
1	2	3	4	5
Przykład I	4,25	4,23	0,995	bez problemu przez 2 lata
Przykład Π	4,25	4,22	0,993	bez problemu przez 2 lata

180 710

Tabela 1 (III) (ciąg dalszy)

1	2	3	4	5
Przykład III	4,25	4,10	0,965	zatykanie po 6 miesiącach
Przykład IV	4,25	4,23	0,995	bez problemu przez 2 lata
Przykład V	4,25	4,21	0,991	bez problemu przez 2 lata
Przykład por. 1	4,25	4,09	0,962	zatykanie po 6 miesiącach

W wyżej wymienionym sposobie odsiarczania według niniejszego wynalazku, jeżeli warunki stopnia odsiarczania, ciecz odsiarczająca itp. są takie same, dwuwodzian gipsu można z całą pewnością oddzielić i zebrać w zbiorniku sedymentacji 8, a roztwór, zawierający siarczan magnezu, po usunięciu z niego dwuwodzianu gipsu, wprowadza się do zbiornika podwójnego rozkładu 3 przez rurociąg L7 tak, że konwersja siarczanu magnezu w wodorotlenek magnezu wynosi od 0,871 do 0,941, co jest wartością większą niż 0,841 w przypadku przykładu porównawczego, a więc w rezultacie można podnieść wartość stopnia wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu. Ponadto, jony wapnia, cyrkulujące w układzie, można z niego usunąć za pomocą zbiornika konwersji jonów wapnia 5, współprądowego klasyfikatora hydraulicznego 6, zbiornika sedymentacji 8 i tym podobnych urządzeń. W rezultacie, zatykanie i odkładanie kamienia kotłowego w pompie Pl i rurociągu LI, spowodowane wytrącaniem się siarczynu wapnia itp. nie ma tu miejsca i można utrzymywać stabilną pracę instalacji.

Przykład VI. W tym przykładzie według drugiego wynalazku, stosuje się dwa etapy utleniania. Na fig. 5 pokazano zasadniczy przykład wykonania urządzenia, stosowanego w sposobie odsiarczania gazu odlotowego w tym przykładzie. Na tym rysunku, odnośnik numeryczny 1 oznacza wieżę odsiarczającą a w tej wieży, ciecz do obróbki, zawierająca środek odsiarczający na bazie magnezu, spływa swobodnie z góry w dół w postaci deszczu, dzięki czemu ta ciecz do obróbki zostaje wprowadzona w kontakt typu gaz-ciecz z gazem odlotowym Gl, zawierającym tlenki siarki, wprowadzanym w dolnej części wieży. W rezultacie, tlenki siarki ulegają absorpcji i związaniu w postaci siarczynu magnezu i tym podobnie w cieczy roboczej za pomocąreakcji odsiarczania, natomiast gaz odlotowy G2, po usunięciu z niego tlenków siarki, odprowadza się z wieży w jej części górnej.

Ciecz roboczą która spływa w dół do dolnej części wieży odsiarczającej 1, to jest ciecz odsiarczającą absorbującą tlenki siarki, przesyła się razem z cyrkulującym, wprowadzonym i reprodukowanym środkiem odsiarczającym na górę wieży przez pompę Pl i rurociąg LI, a więc znajduje się ona w ciągłej cyrkulacji przez wieżę odsiarczającą 1, powtarzając ten cykl pracy. Stężenie soli w tej cieczy do obróbki dostosowuje się do wartości 7,50% wagowo, w przeliczeniu na siarczan magnezu, przy czym całkowite stężenie siarczynu magnezu i wodorosiarczynu magnezu dostosowuje się do poziomu 1,50% wagowo, w przeliczeniu na siarczan magnezu, a pH doprowadza się do wartości 6,2-6,4. W rezultacie, stopień odsiarczania w każdym przykładzie można utrzymać na poziomie 95%.

Ciecz po obróbce w etapie odsiarczania wprowadza się do pierwszego zbiornika utleniania 2 za pomocąpompy P2 i rurociągu L2, i następnie utlenia powietrzem, dzięki czemu przekształca się w wodny roztwór siarczanu magnezu i kwasu siarkowego.

Utworzony w ten sposób wodny roztwór siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, wprowadza się do zbiornika podwójnego rozkładu 3 przez rurociąg L3. Następnie, wodny roztwór siarczanu magnezu, wydzielony ze zbiornika sedymentacji, opisanego dalej, wprowadza się do

180 710 zbiornika podwójnego rozkładu 3, i wodną zawiesinę, zawierającą około 30% wagowo zarówno wodorotlenku magnezu jak i wodorotlenku wapnia, wprowadza się dodatkowo przez rurociąg 8 ze zbiornika 4' (dalej w opisie określanym mianem “zbiornik dostarczania związku zasadowego na bazie dolomitu”), magazynującego zawiesinę związku zasadowego, otrzymanego w drodze wypalania i ługowania na ciepło dolomitu. Następnie, materiały te miesza się ze sobą w sposób mechaniczny za pomocą mieszadła, w celu przereagowania siarczanu magnezu i kwasu siarkowego z wodorotlenkiem wapnia, wskutek czego tworzą się stałe cząstki dwuwodzianu gipsu i wodorotlenku magnezu. Temperatura reakcji wynosi 50°C. W związku z tym, molowe ilości CaCO₃ i MgCO₃ w dolomicie, zastosowanym w tym przykładzie, są zasadniczo sobie równe.

Otrzymaną w ten sposób wodną zawiesinę, zawierającądwa rodzaje stałych cząstek, kieruje się następnie rurociągiem L4 do zbiornika konwersji jonów wapnia 5, w którym wodnązawiesinę miesza się jednorodnie w sposób mechaniczny z częścią cieczy roboczej z etapu odsiarczania, absorbującej tlenki siarki, doprowadzoną z wieży odsiarczającej 1 przez pompę P3 i rurociąg L5 tak, że jony wapnia rozpuszczone w wodzie reagują głównie z siarczynem magnezu i wodorosiarczynem magnezu w wyżej wymienionej cieczy roboczej, wskutek czego tworzy się i strąca nierozpuszczalny w wodzie siarczyn wapnia.

Następnie, wodną zawiesinę zawierającą te stałe cząstki dwuwodzianu gipsu, wodorotlenku magnezu i siarczynu wapnia, kieruje się do klasyfikatora hydraulicznego 6 za pomocą pompy P4, i w tym klasyfikatorze hydraulicznym, wodną zawiesinę rozdziela się na zawiesinę o cząstkach drobnych, zawierającą głównie wodorotlenek magnezu i zawiesinę o cząstkach grubych, zawierającą dwuwodzian gipsu, siarczyn wapnia i niewielką ilość wodorotlenku magnezu.

Zawiesinę o cząstkach drobnych, zawierającą głównie wodorotlenek magnezu dzieli się na dwie części. Jedna część stanowi zawiesinę, zawierającą wodorotlenek magnezu, odpowiadający ilości SO₂, zaabsorbowanej w etapie odsiarczania, i tę zawiesinę zawraca się do wieży odsiarczającej przez rurociąg L6. Drugą część zawiesiny wodorotlenku magnezu kieruje się rurociągiem LII do zbiornika rozdzielania zagęszczającego 9 zawiesinę wodorotlenku magnezu, i w tym zbiorniku, zagęszcza się jądo zawiesiny 35% wagowo, a następnie odbiera z układu rurociągiem L13. Wodę oddzieloną i odprowadzoną, zawraca się do wieży odsiarczającej przez rurociąg L12.

Zawiesinę o cząstkach grubych, zawierającą głównie dwuwodzian gipsu, kieruje się do zbiornika drugiego utleniania 7, w którym podczas przedmuchiwania powietrza, zawiesinę o cząstkach grubych miesza się jednorodnie za pomocą mieszadła z częściącieczy roboczej z etapu odsiarczania, absorbującej tlenki siarki, doprowadzonej z wieży odsiarczającej 1 przez pompę P3 i rurociąg L5 tak, że wodorotlenek magnezu, towarzyszący dwuwodzianowi gipsu, reaguje z kwasem siarkowym, otrzymanym w drodze utleniania wodorosiarczynu magnezu, przekształcając się w rozpuszczalny w wodzie siarczan magnezu.

Ten roztwór zawierający siarczan magnezu kieruje się do zbiornika sedymentacji 8 razem z dwuwodzianem gipsu, rozproszonym w nim i nie mającym związku z wyżej wymienioną reakcją. W zbiorniku sedymentacji, roztwór rozdziela się na dwuwodzian gipsu i roztwór zawierający siarczan magnezu. Następnie, dwuwodzian gipsu w dolnej części odbiera się z układu przez rurociąg L9, a roztwór zawierający siarczan magnezu w górnej części, zawraca się do zbiornika podwójnego rozkładu 3 przez rurociąg 7.

Wyniki prób pokazano w tabeli 2. W tej tabeli, Mg (mol/h) i Ca (mol/h) oznaczają ilości (mol/h) magnezu i wapnia w przeliczeniu na siarczan magnezu i, odpowiednio, dwuwodzian gipsu, w rurociągach przedstawionych za pomocą symboli rurociągu. Spośród nich, Mg w każdym z rurociągów L2, L5, L6, L9, L10 i L13 oznacza całkowitą liczbę moli wodorotlenku magnezu, siarczanu magnezu, siarczynu magnezu i wodorosiarczynu magnezu. Ca w każdym z rurociągów L8 i L9 oznacza liczbę moli wodorotlenku wapnia i dwuwodzianu gipsu. Ca (L9) oznacza ilość (mol/h) dwuwodzianu gipsu w rurociągu L9. Zarówno bilans Mg jak i bilans Ca pokazują dobre wartości.

180 710

Konwersja Mg(OH), stanowi stosunek między wartością otrzymaną przez odjęcie prędkości przepływu wodorotlenku magnezu w rurociągu L8 od całkowitej wartości wodorotlenku magnezu w rurociągach L6 i L13, a prędkościąprzepływu wodorotlenku wapnia w rurociągu L8.

Przykład VII. Wykonuje się taką samą operację, jak w przykładzie VI z tą tylko różnicą, że do zbiornika drugiego utleniania nie wprowadza się powietrza. Wyniki prób pokazano w tabeli 2.

Przykład VIII. Wykonuje się taką samą operację, jak w przykładzie VI z tą różnicą, że zbiornik konwersji jonów wapnia bocznikuje się. Wyniki prób pokazano w tabeli 2.

Przykład IX. W tym przykładzie, stosuje się jeden zbiornik utleniania, i gruboziarnistą zawiesinę, oddzieloną za pomocąklasyfikatora hydraulicznego wprowadza się do jeszcze jednego zbiornika, w którym towarzyszący gruboziarnistej zawiesinie wodorotlenek magnezu traktuj e się siarczanem magnezu i kwasem siarkowym, przychodzącymi ze zbiornika utleniania. Warunki przeprowadzenia prób są takie same, jak w przykładzie VI.

Na figurze 6 pokazano zasadniczy przykład wykonania urządzenia, stosowanego w sposobie odsiarczania gazu odlotowego w tym przykładzie. Urządzenie pokazane na tym rysunku jest takie samo, jak na fig. 5 z tą tylko różnicą, że zbiornik 7do którego kieruje się gruboziarnistą zawiesinę, oddzieloną za pomocąklasyfikatora hydraulicznego, nie jest zbiornikiem utleniania ale zbiornikiem, do którego nie wdmuchuje się powietrza, oraz że roztwór wprowadzany do niego nie jest cieczą do obróbki w etapie odsiarczania, ale roztworem wodnym siarczanu magnezu i kwasu siarkowego, przychodzącym ze zbiornika utleniania 2, i że wodorotlenek magnezu, towarzyszący dwuwodzianowi gipsu, przekształca się za pomocą tego wodnego roztworu w rozpuszczalny w wodzie siarczan magnezu. A zatem, opis urządzenia będzie pominięty. Wyniki prób pokazano w tabeli 2.

W tym przykładzie, stosuje się jeden etap utleniania i wykonuje się go w zbiorniku utleniania 7, a ciecz roboczą z etapu odsiarczania i gruboziarnistą zawiesinę, którą oddziela się za pomocą klasyfikatora hydraulicznego, i której towarzyszy wodorotlenek magnezu, poddaje się obróbce w tym samym zbiorniku utleniania.

Na figurze 7 pokazano zasadniczy przykład wykonania urządzenia, stosowanego w sposobie odsiarczania gazu odlotowego w tym przykładzie.

Wyniki prób pokazano w tabeli 2.

P r z y kł a d p o r ó w n a w c z y 1

W tym przykładzie porównawczym, przeprowadza się tę samą operację, jak w przykładzie 6 z tą tylko różnicą, że związkiem zasadowym wprowadzanym do zbiornika podwójnego rozkładu jest wodorotlenek wapnia ze zbiornika doprowadzania wodorotlenku wapnia 4, że nie stosuje się zbiornika wymiany jonów wapniowych, a do drugiego zbiornika utleniania nie wprowadza się powietrza, i dlatego, zbiornik funkcjonuje jak zwykły zbiornik mieszający 7 , i że cieczy sklarowanej nad osadem w zbiorniku sedymentacji nie wprowadza się do zbiornika podwójnego rozkładu ale bezpośrednio zawraca do wieży odsiarczającej, jako ciecz do obróbki. Wyniki prób pokazano w tabeli 2. W tym przypadku, liczba moli wodorotlenku magnezu, reprodukowanego i znajdującego się w obiegu w układzie, jest mniejsza od liczby moli SO₂, zaabsorbowanego w wieży odsiarczającej, a więc ten niedobór uzupełnia się, dostarczając wodorotlenek magnezu ze zbiornika zasilania 10.

W wyżej wymienionym sposobie odsiarczania według niniejszego wynalazku, jeżeli warunki stopnia odsiarczania, ciecz odsiarczająca itp. są takie same, dwuwodzian gipsu można z całą pewnością oddzielić i zebrać w zbiorniku sedymentacji 8, a roztwór, zawierający siarczan magnezu, po usunięciu z niego dwuwodzianu gipsu, wprowadza się do zbiornika podwójnego rozkładu 3 przez rurociąg L7 tak, że konwersja siarczanu magnezu w wodorotlenek magnezu wynosi od 0,871 do 0,941, co jest wartością większą, niż 0,841 w przypadku przykładu porównawczego, a więc w rezultacie można podnieść wartość stopnia wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu. Ponadto, jony wapnia, cyrkulujące w układzie, można z niego usunąć za pomocą zbiornika konwersji jonów wapnia 5, współprądowego klasyfikatora hydraulicznego 6, zbiornika sedymentacji 8 i tym podobnych urządzeń. W rezultacie, zatykanie

180 710 i odkładanie kamienia kotłowego w pompie Pl i rurociągu LI, spowodowane wytrącaniem się siarczynu wapnia itp. nie ma tu miejsca i można utrzymywać stabilną pracę instalacji.

Tabela 2 (I) (Wyniki prób)

	Mg (mol/h)
L2+L5	L6+L13	L8	L9	L10
Przykład VI	13,9	17,6	4,25	0,440	0,00
Przykład VII	13,9	17,8	4,25	0,340	0,00
Przykład VIII	13,9	17,5	4,25	0,740	0,00
Przykład IX	13,9	17,4	4,25	0,540	0,00
Przykład X	13,9	17,9	4,25	0,240	0,00
Przykład por. 1	13,9	3,57	0,00	0,550	9,80

Tabela 2 (II) (Wyniki prób)

	Mg(OH)₂ (mol/h)	Konwersja Mg(OH)₂	Bilans Mg
L6	L13
Przykład VI	4,24	3,80	0,894	0,994
Przykład VII	4,24	3,92	0,918	0,999
Przykład VIII	4,24	3,76	0,824	1,005
Przykład IX	4,24	3,71	0,871	0,988
Przykład X	4,24	4,01	0,941	0,999
Przykład por. 1	3,57	0,00	0,840	1,001

Konwersja Mg(OH)₂ = Mg(OH)₂ (L6+L13-L8)/Ca(L8) Bilans Mg = Mg(L6+L9+L10+L13)/Mg(L2+L5+L8)

Tabela 2 (III) (Wyniki prób)

	Ca (mol/h)	Bilans Ca	Stan zatykania rurociągu LI i pompy Pl
L8	L9
Przykład VI	4,25	4,23	0,995	bez problemu przez 2 lata
Przykład VII	4,25	4,22	0,993	bez problemu przez 2 lata
Przykład VIII	4,25	4,10	0,965	zatykanie po 6 miesiącach
Przykład IX	4,25	4,23	0,995	bez problemu przez 2 lata
Przykład X	4,25	4,21	0,991	bez problemu przez 2 lata
Przykład por. 1	4,25	4,09	0,962	zatykanie po 6 miesiącach

Bilans Ca = Ca(L9)/Ca(L8)

Ca(L8) = Mg(L8)

180 710

Jak wyżej opisano, zgodnie ze sposobem odsiarczania gazu odlotowego według niniejszego wynalazku, można poprawić oddzielanie i gromadzenie dwuwodzianu gipsu i stopień wykorzystania środka odsiarczającego na bazie magnezu. Ponadto, w wieży odsiarczającej można całkowicie wyeliminować osadzanie się pozostałości, co powoduje odkładanie kamienia kotłowego w układzie cyrkulacyjnym i jego zatykanie tak, że można utrzymywać stabilnąpracę przy niskich kosztach, a gaz odlotowy można skutecznie odsiarczać. W drugim wynalazku, liczba moli wodorotlenku magnezu w roztworze otrzymanym ze zbiornika podwójnego rozkładu, jest większa od liczby moli SO₂, zaabsorbowanych w wieży odsiarczającej, i dlatego, ilość wodorotlenku magnezu, która jest konieczna i wystarczająca dla zaabsorbowania określonej liczby moli SO₂, może cyrkulować przez wieżę odsiarczającą. W rezultacie, nie jest potrzebne nowe zasilanie wieży odsiarczającej wodorotlenkiem magnezu. Nadmiar wodorotlenku magnezu można odprowadzić z układu jako produkt uboczny, a następnie przeznaczyć do innego użytku.

180 710

FI G.6

FI G.7

Mg(OH)₂

Zawiesino

180 710

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób odsiarczania gazu odlotowego, który obejmuje: etap odsiarczania, polegający na ciągłym kontakcie typu gaz-ciecz, cieczy zawierającej środek odsiarczający na bazie magnezu, z gazem odlotowym zawierającym tlenki siarki; jeden lub dwa etapy utleniania, polegające na traktowaniu gazem zawierającym tlen, roztworu zawierającego ciecz uzyskaną po obróbce w etapie odsiarczania; etap podwójnego rozkładu, polegający na reakcji siarczanu magnezu, zawartego w roztworze otrzymanym w etapach utlenienia, z zasadowymi związkami wapnia; etap rozdzielania, polegający na rozdzieleniu zawiesiny mieszaniny wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu w postaci zawiesiny otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu, na zawiesinę wodorotlenku magnezu i zawiesinę dwuwodzianu gipsu za pomocą klasyfikatora hydraulicznego; etap zawracania zawiesiny wodorotlenku magnezu, oddzielonej w etapie rozdzielania do etapu odsiarczania, znamienny tym, że w wyżej wymienionym jednym etapie utleniania, na zawiesinę dwuwodzianu gipsu oddzieloną w etapie rozdzielania, działa się roztworem po etapie odsiarczania i przekształca towarzyszący mu wodorotlenek magnezu w siarczan magnezu; prowadzi się etap podwójnego rozkładu, po etapie rozdzielania dodaje się etap rozdzielania sedymentacyjnego obejmujący sedymentację i rozdzielenie dwuwodzian gipsu od zawiesiny dwuwodzian gipsu poddanej etapowi utleniania i otrzymuje się stały dwuwodzianu gipsu oraz dodaje się etap zawracania cieczy składowanej znad osadu w etapie rozdzielania sedymentacyjnego, do etapu podwójnego rozkładu dla obróbki tej sklarowanej cieczy.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po etapie rozdzielania, oddzielony wodorotlenek magnezu zawraca się do etapu odsiarczania, a pozostałą zawiesinę wodorotlenku magnezu zatęża się i odbiera jako produkt uboczny, natomiast w etapie podwójnego rozkładu stosuje się zasadowe związki wapnia wytworzone przez spiekanie i ługowanie dolomitu.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po etapie podwójnego rozkładu dodaje się etap konwersji jonu wapniowego przez wprowadzenie cieczy roboczej z etapu odsiarczania do zawiesiny mieszaniny wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu i przekształceniu rozpuszczonych jonów wapniowych w siarczyn wapnia.
4. Sposób odsiarczania gazu odlotowego, który obejmuje etap odsiarczania, polegający na ciągłym kontakcie typu gaz-ciecz cieczy roboczej, zawierającej środek odsiarczający na bazie magnezu, z gazem odlotowym zawierającym tlenki siarki; jeden etap utleniania, polegający na traktowaniu gazem, zawierającym tlen, roztworu zawierającego ciecz uzyskaną po obróbce w etapie odsiarczania; etap podwójnego rozkładu, polegający na reakcji siarczanu magnezu, zawartego w roztworze otrzymanym w etapie utlenienia, z zasadowymi związkami wapnia; etap rozdzielania, polegający na rozdzieleniu zawiesiny wodorotlenku magnezu z zawiesiny zawierającej cząstki dwuwodzianu gipsu i siarczanu wapnia za pomocą klasyfikatora hydraulicznego i etap zawracania rozdzielonej za pomocą klasyfikatora hydraulicznego postaci zawiesiny wodorotlenku magnezu do etapu odsiarczania, znamienny tym, że prowadzi się etap podwójnego rozkładu, po którym dodaje się etap konwersji jonu wapniowego i przeprowadza rozpuszczony jon wapniowy w siarczyn wapnia, przy czym etap konwersji jonu wapniowego zawiera wprowadzenie cieczy roboczej z etapu odsiarczania do mieszaniny zawiesiny wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że po etapie konwersji, oddzielony wodorotlenek magnezu zawraca się do etapu odsiarczania, a pozostałązawiesinę wodorotlenku magnezu zatęża się i odbiera jako produkt uboczny, natomiast w etapie podwójnego rozkładu stosuje się zasadowe związki wapnia wytworzone przez spiekanie i ługowanie dolomitu.

* * *

180 710