RU2054307C1 - Method of furnace gas scrubbing in sodium sulfide production from hydrogen sulfide and sulfur dioxide - Google Patents
Method of furnace gas scrubbing in sodium sulfide production from hydrogen sulfide and sulfur dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2054307C1 RU2054307C1 SU5058944A RU2054307C1 RU 2054307 C1 RU2054307 C1 RU 2054307C1 SU 5058944 A SU5058944 A SU 5058944A RU 2054307 C1 RU2054307 C1 RU 2054307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- washing
- water
- sludge
- sulfide
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к очистке газов от серосодержащих соединений и может быть использовано в химической промышленности при обезвреживании газовых выбросов шахтных печей производства сульфида натрия. The invention relates to the purification of gases from sulfur-containing compounds and can be used in the chemical industry for the neutralization of gas emissions from shaft furnaces for the production of sodium sulfide.
В производстве сульфида натрия в процессе шахтной плавки образуются дымовые газы, содержащие сероводород и диоксид серы в количестве 0,8-1,2 и 1-2 г/нм3 соответственно. По нормативам ПДВ их содержание перед выбросом в атмосферу не должно превышать по H2S 0,06; SO2 0,5 г/нм3.In the production of sodium sulfide during mine smelting, flue gases are formed containing hydrogen sulfide and sulfur dioxide in an amount of 0.8-1.2 and 1-2 g / nm 3, respectively. According to the MPE standards, their content before discharge into the atmosphere should not exceed H 2 S 0.06; SO 2 0.5 g / nm 3 .
Известен способ обезвреживания газов шахтных печей производства сульфида натрия промывкой водой с примесью известкового молока [1] Cпособ имеет существенные недостатки: недостаточная полнота обезвреживания газов, сброс неутилизируемой отработанной жидкости, зарастание абсорбционных систем труднорастворимыми соединениями кальция. There is a method of gas neutralization in shaft furnaces for the production of sodium sulfide by washing with water mixed with milk of lime [1] The method has significant disadvantages: insufficient completeness of gas neutralization, discharge of unused waste fluid, overgrowing of absorption systems with sparingly soluble calcium compounds.
Наиболее близким техническим решением является способ очистки газов шахтных печей производства сульфида натрия промывкой растворами сульфида натрия со стадии отмывки шлама или со стадии фильтрации пульпы до достижения рН поглотителя не менее 10,5 [2]
Однако известный способ имеет следующие недостатки. Результаты опытно-промышленных испытаний показали, что при промывке газов жидкостью, содержащей сульфид натрия, конечное содержание сероводорода в газах составляло от 136,9 до 273,0 мг/нм3, а диоксида серы, как правило, превышало 500 мг/нм3. Такая степень очистки газов недостаточна для обеспечения ПДВ указанных соединений.The closest technical solution is a method for purifying gas from shaft furnaces for the production of sodium sulfide by washing with sodium sulfide solutions from the sludge washing stage or from the pulp filtration stage until the pH of the absorber reaches at least 10.5 [2]
However, the known method has the following disadvantages. The results of pilot tests showed that when washing gases with a liquid containing sodium sulfide, the final content of hydrogen sulfide in the gases ranged from 136.9 to 273.0 mg / nm 3 , and sulfur dioxide, as a rule, exceeded 500 mg / nm 3 . This degree of gas purification is insufficient to ensure the MPE of these compounds.
Но даже такая эффективность процесса очистки газов достигается только благодаря введению в абсорбционные системы значительных количеств раствора сульфида натрия. Это обусловлено тем, что, кроме основных реакций поглощения H2S и SO2
H2S+Na2S 
(1)
SO2+Na2S+H2O 
(2) протекает процесс взаимодействия сульфида натрия с диоксидом углерода, содержание которого в газах на два порядка превышает содержание сероводорода и диоксида серы
CO2+Na2S+H2O 
По этой причине щелочность рН исходного раствора в процессе промывки газов быстро снижается, приближаясь к критической (рН 10,5), ниже которой возможен залповый выброс сероводорода из-за разложения NaHS (реакция (1)).But even such an efficiency of the gas purification process is achieved only through the introduction of significant amounts of sodium sulfide solution into the absorption systems. This is due to the fact that, in addition to the main absorption reactions of H 2 S and SO 2
H 2 S + Na 2 S
(one)
SO 2 + Na 2 S + H 2 O
(2) the process of interaction of sodium sulfide with carbon dioxide proceeds, the content of which in gases is two orders of magnitude higher than the content of hydrogen sulfide and sulfur dioxide
CO 2 + Na 2 S + H 2 O
For this reason, the alkalinity of the pH of the initial solution during gas washing rapidly decreases, approaching the critical level (pH 10.5), below which a volley release of hydrogen sulfide is possible due to decomposition of NaHS (reaction (1)).
Расход поглотительной жидкости на обезвреживание газов только от одной шахтной печи составляет 7-8 м3/ч. На практике в соответствии с материальным балансом производства растворов сульфида натрия на стадии отмывки шлама образуется вдвое меньше. Поэтому, как правило, при работе двух печей абсорбционная система одной из них оказывается не обеспеченной промывной жидкостью.The consumption of absorption liquid for the neutralization of gases from only one shaft furnace is 7-8 m 3 / h. In practice, in accordance with the material balance of the production of sodium sulfide solutions, half as much is formed at the stage of sludge washing. Therefore, as a rule, during the operation of two furnaces, the absorption system of one of them is not provided with a washing liquid.
Целью изобретения является достижение полноты улавливания сероводорода и диоксида серы, сокращение потоков промывной жидкости с одновременным обеспечением эксплуатационной надежности процесса. The aim of the invention is to achieve the complete capture of hydrogen sulfide and sulfur dioxide, reducing the flow of washing liquid while ensuring operational reliability of the process.
Цель достигается тем, что промывку газов осуществляют при рН 7,5-10,0 суспензией, полученной при репульпации в воде шлама отхода производства сульфида натрия со стадии его отмывки и предварительно обработанной сульфатом железа, причем суспензию готовят при массовом соотношении вода:шлам в пределах 4-9:1, предпочтительно 5,6:1. The goal is achieved in that the gas washing is carried out at a pH of 7.5-10.0 with a suspension obtained by repulping the slurry from the sodium sulfide production waste from the washing stage and pre-treated with iron sulfate in water, the suspension being prepared at a mass ratio of water: slurry within 4-9: 1, preferably 5.6: 1.
Сопоставительный анализ нового технического решения с прототипом показывает, что новый способ отличается от известного тем, что промывку печных газов осуществляют при более низких значениях рН поглотительной суспензии, приготовленной путем репульпации шлама в воде с добавкой сульфата железа. A comparative analysis of the new technical solution with the prototype shows that the new method differs from the known one in that the washing of the furnace gases is carried out at lower pH values of the absorption suspension prepared by repulping the sludge in water with the addition of iron sulfate.
Таким образом, разработанный способ соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the developed method meets the criteria of the invention of "novelty."
Шлам, являющийся отходом производства сульфида натрия, имеет следующий состав, мас. сульфиды натрия в пересчете на Na2S 6,12; Na2S2O3 2,76; Na2SO3 0,46; Na2SO4 19,57; Na2CO3 15,88; NaCl 0,20; н.о. 24,33; Н2О 30,68. Нерастворимый в воде остаток (н.о.) содержит непрореагировавший углерод кокса, полуторные окислы и окись кремния.Sludge, which is a waste product of sodium sulfide, has the following composition, wt. sodium sulfides in terms of Na 2 S 6.12; Na 2 S 2 O 3 2.76; Na 2 SO 3 0.46; Na 2 SO 4 19.57; Na 2 CO 3 15.88; NaCl 0.20; but. 24.33; H 2 O, 30.68. The water-insoluble residue (n.o.) contains unreacted carbon coke, one-and-a-half oxides and silicon oxide.
Таким образом, шлам представляет собой сложную физико-химическую систему. Как показали опыты, шламовая пульпа в интервале рН 7,5-10,0 и при массовом соотношении вода:шлам 4-9:1, предпочтительно 5,6:1, обладает высокой активностью по отношению к сероводороду и диоксиду серы, содержащимся в печных газах. Thus, the sludge is a complex physicochemical system. As experiments have shown, slurry pulp in the pH range of 7.5-10.0 and with a mass ratio of water: slurry 4-9: 1, preferably 5.6: 1, has a high activity with respect to hydrogen sulfide and sulfur dioxide contained in furnace gases.
Установлено также, что с уменьшением содержания сульфида натрия в шламовой пульпе эффективность процесса улавливания H2S и SO2 в указанном интервале рН повышается. Поэтому с целью обеспечения стабильного и эффективного протекания процесса улавливания H2S и SO2, а также предотвращения выброса сероводорода по реакции (1), который возможен при низких рН (менее 10,5), суспензию шлама предварительно обрабатывают сульфатом железа для осаждения сульфидной серы по реакциям:
Na2S + FeSO4 FeS + Na2SO4, (4)
2FeSO4 + 2NaHS + Na2CO3 2FeS + 2Na2SO4 + CO2 + H2O, (5)
FeSO4 + Na2Sn FeS + Sn-1 + Na2SO4. (6)
Опыты по очистке газа проводили следующим образом.It was also established that with a decrease in the content of sodium sulfide in the slurry pulp, the efficiency of the process of collecting H 2 S and SO 2 in the indicated pH range increases. Therefore, in order to ensure a stable and efficient process for the capture of H 2 S and SO 2 , as well as to prevent the release of hydrogen sulfide by reaction (1), which is possible at low pH (less than 10.5), the slurry suspension is pre-treated with iron sulfate to precipitate sulfide sulfur by reactions:
Na 2 S + FeSO 4 FeS + Na 2 SO 4 , (4)
2FeSO 4 + 2NaHS + Na 2 CO 3 2FeS + 2Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O, (5)
FeSO 4 + Na 2 S n FeS + S n-1 + Na 2 SO 4 . (6)
Gas purification experiments were carried out as follows.
Шлам со стадии отмывки репульпировали в воде и добавляли стехиометрическое количество сульфата железа для осаждения сульфидной серы. Затем приготовленную суспензию подавали на орошение печных газов. The sludge from the washing stage was repulped in water and a stoichiometric amount of iron sulfate was added to precipitate sulfide sulfur. Then, the prepared suspension was supplied for irrigation of furnace gases.
При массовом соотношении вода:шлам более 9 вследствие сильного разбавления активность суспензии значительно снижается, что отрицательно влияет на полноту протекания процесса очистки газов. Потоки поглотительной суспензии существенно возрастают. When the mass ratio of water: sludge is more than 9 due to strong dilution, the activity of the suspension is significantly reduced, which negatively affects the completeness of the process of gas purification. Flows of the absorption suspension increase significantly.
При массовом соотношении вода:шлам менее 4 жидкая фаза поглотительной суспензии приходит в состояние насыщения солями из шлама. Следствием этого является резкое снижение скорости растворения H2S и SO2в поглотительной суспензии и соответственно степени очистки газов.When the mass ratio of water: sludge is less than 4, the liquid phase of the absorption suspension becomes saturated with salts from the sludge. The consequence of this is a sharp decrease in the rate of dissolution of H 2 S and SO 2 in the absorption suspension and, accordingly, the degree of gas purification.
С повышением рН поглотительной суспензии более 10,0 эффективность процесса улавливания H2S и SO2 падает, потоки промывной жидкости существенно возрастают.With an increase in the pH of the absorption suspension of more than 10.0, the efficiency of the capture of H 2 S and SO 2 decreases, the flow of washing liquid increases significantly.
При уменьшении рН ниже 7,5 эффективность процесса также снижается. When the pH decreases below 7.5, the efficiency of the process also decreases.
Способ очистки печных газов производства сульфида натрия по настоящему изобретению может быть реализован следующим образом. A method for purifying furnace gases of the production of sodium sulfide of the present invention can be implemented as follows.
П р и м е р 1. Шлам со стадии отмывки репульпируют в воде при массовом соотношении вода:шлам, равном 5,6:1. Добавляют стехиометрическое количество сульфата железа для осаждения сульфидной серы. PRI me R 1. The sludge from the stage of washing is repulped in water at a mass ratio of water: sludge equal to 5.6: 1. A stoichiometric amount of iron sulfate is added to precipitate sulfide sulfur.
рН суспензии в процессе очистки газов поддерживают на уровне 8,5. Содержание H2S и SO2 в исходном газе 800 и 1200 мг/нм3 соответственно. После промывки газ содержит H2S 15; SO2 480 мг/нм3.The pH of the suspension in the process of gas purification is maintained at 8.5. The content of H 2 S and SO 2 in the feed gas is 800 and 1200 mg / nm 3, respectively. After washing, the gas contains H 2 S 15; SO 2 480 mg / nm 3 .
Расход суспензии 1,3 м3/ч.The flow rate of the suspension is 1.3 m 3 / h.
П р и м е р 2. Суспензию, приготовленную по примеру 1, подают на орошение печных газов. PRI me R 2. The suspension prepared according to example 1, served on the irrigation of furnace gases.
рН суспензии в процессе очистки газов поддерживают на уровне 10,0. Содержание H2S и SO2 в очищенных газах составляет 10 и 450 мг/нм3соответственно. Расход суспензии 1,3 м3/ч.The pH of the suspension in the process of gas purification is maintained at 10.0. The content of H 2 S and SO 2 in the purified gases is 10 and 450 mg / nm 3, respectively. The flow rate of the suspension is 1.3 m 3 / h.
П р и м е р 3. Орошение печных газов осуществляют суспензией, приготовленной по примеру 1. рН суспензии в процессе промывки газов 7,5. Содержание H2S и O2 в очищенных газах 20 и 500 мг/нм3соответственно. Расход суспензии 1,3 м3/ч.PRI me R 3. Irrigation of furnace gases is carried out by a suspension prepared according to example 1. The pH of the suspension in the process of washing gases 7.5. The content of H 2 S and O 2 in the purified gases is 20 and 500 mg / nm 3, respectively. The flow rate of the suspension is 1.3 m 3 / h.
П р и м е р 4. Орошение печных газов осуществляют суспензией, приготовленной по примеру 1. рН суспензии в процессе очистки газов 7,0. Содержание H2S и SO2 в очищенных газах 100 и 800 мг/нм3соответственно. Расход суспензии 1,3 м3/ч.PRI me R 4. Irrigation of furnace gases is carried out by a suspension prepared according to example 1. The pH of the suspension in the process of gas purification 7.0. The content of H 2 S and SO 2 in the purified gases is 100 and 800 mg / nm 3, respectively. The flow rate of the suspension is 1.3 m 3 / h.
П р и м е р 5. Орошение печных газов осуществляют суспензией, приготовленной по примеру 1. рН суспензии в процессе очистки газов 11,0. Содержание H2S и SO2 в очищенных газах 120 и 650 мг/нм3соответственно. Расход суспензии 6,0 м3/ч.PRI me R 5. Irrigation of furnace gases is carried out by a suspension prepared according to example 1. The pH of the suspension in the process of gas purification 11.0. The content of H 2 S and SO 2 in the purified gases is 120 and 650 mg / nm 3, respectively. The flow rate of the suspension is 6.0 m 3 / h.
П р и м е р 6. Шлам со стадии отмывки репульпируют в воде при массовом соотношении вода: шлам, равном 9:1. Добавляют сульфат железа для осаждения сульфидной серы. PRI me R 6. Sludge from the stage of washing is repulped in water at a mass ratio of water: sludge equal to 9: 1. Iron sulfate is added to precipitate sulfide sulfur.
рН суспензии в процессе промывки газов поддерживают на уровне 8,5. Содержание H2S и SO2 в очищенных газах составляет 10 и 450 мг/нм3. Расход суспензии 1,6 м3/ч.The pH of the suspension during the washing of gases is maintained at 8.5. The content of H 2 S and SO 2 in the purified gases is 10 and 450 mg / nm 3 . The flow rate of the suspension is 1.6 m 3 / h.
П р и м е р 7. Шлам со стадии отмывки репульпируют в воде при массовом соотношении вода: шлам, равном 4:1. Добавляют сульфат железа для осаждения сульфидной серы. рН суспензии поддерживают на уровне 8,5. Содержание H2S и SO2 в очищенных газах составляет 30 и 500 мг/нм3соответственно. Расход суспензии 1,6 м3/ч.PRI me R 7. Sludge from the stage of washing is repulped in water at a mass ratio of water: sludge equal to 4: 1. Iron sulfate is added to precipitate sulfide sulfur. The pH of the suspension is maintained at 8.5. The content of H 2 S and SO 2 in the purified gases is 30 and 500 mg / nm 3, respectively. The flow rate of the suspension is 1.6 m 3 / h.
П р и м е р 8. Шлам со стадии отмывки репульпируют в воде при массовом соотношении вода: шлам, равном 10:1. Добавляют сульфат железа для осаждения сульфидной серы. рН суспензии поддерживают на уровне 8,5. Содержание H2S и SO2 в очищенных газах составляет 100 и 650 мг/нм3соответственно. Расход суспензии 6,5 м3/ч.PRI me R 8. The sludge from the stage of washing is repulped in water at a mass ratio of water: sludge equal to 10: 1. Iron sulfate is added to precipitate sulfide sulfur. The pH of the suspension is maintained at 8.5. The content of H 2 S and SO 2 in the purified gases is 100 and 650 mg / nm 3, respectively. The flow rate of the suspension is 6.5 m 3 / h.
П р и м е р 9. Шлам со стадии отмывки репульпируют в воде при массовом соотношении вода: шлам, равном 3:1. Добавляют сульфат железа для осаждения сульфидной серы. рН суспензии в процессе очистки газов поддерживают на уровне 8,5. Содержание H2S и SO2 в очищенных газах составляет 160 и 850 мг/нм3 соответственно. Расход суспензии 3,5 м3/ч.PRI me R 9. The sludge from the stage of washing is repulped in water at a mass ratio of water: sludge equal to 3: 1. Iron sulfate is added to precipitate sulfide sulfur. The pH of the suspension in the process of gas purification is maintained at 8.5. The content of H 2 S and SO 2 in the purified gases is 160 and 850 mg / nm 3, respectively. The flow rate of the suspension is 3.5 m 3 / h.
Использование данного изобретения обеспечивает по сравнению с известными способами очистки печных газов производства сульфида натрия следующие преимущества. Существенно, до норм ПДВ и ниже, сокращаются выбросы H2S и SO2, в 4-5 раз сокращаются потоки промывной жидкости, исключается возможность залпового выброса сероводорода при возникновении аварийных ситуаций, экономичность процесса за счет использования полезных компонентов (сода, соединения железа), содержащихся в шламовых отходах производства.The use of this invention provides, in comparison with known methods for purification of furnace gases for the production of sodium sulfide, the following advantages. Significantly, up to the MPE norms and below, the emissions of H 2 S and SO 2 are reduced, the flow of washing liquid is reduced by 4-5 times, the possibility of volley discharge of hydrogen sulfide in emergency situations is excluded, the process is economical due to the use of useful components (soda, iron compounds) contained in sludge waste.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058944/26 RU2054307C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Method of furnace gas scrubbing in sodium sulfide production from hydrogen sulfide and sulfur dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058944/26 RU2054307C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Method of furnace gas scrubbing in sodium sulfide production from hydrogen sulfide and sulfur dioxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2054307C1 true RU2054307C1 (en) | 1996-02-20 |
| RU5058944A RU5058944A (en) | 1996-10-27 |
Family
ID=21611707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5058944/26 RU2054307C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Method of furnace gas scrubbing in sodium sulfide production from hydrogen sulfide and sulfur dioxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2054307C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692382C1 (en) * | 2018-08-01 | 2019-06-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Method for removing off gases from sulfur oxides with obtaining commercial products |
-
1992
- 1992-08-18 RU SU5058944/26 patent/RU2054307C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Позин М.Е. Технология минеральных солей Ч.1, 1974, с.481. 2. Авторское свидетельство СССР N 869203, кл. C 01B 17/26, 1987. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692382C1 (en) * | 2018-08-01 | 2019-06-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Method for removing off gases from sulfur oxides with obtaining commercial products |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0339683B1 (en) | Process for desulphurisation of a sulphur dioxide-containing gas stream | |
| US6284208B1 (en) | Method for removing mercury and sulfur dioxide from gases | |
| CA1071382A (en) | Method of removing fly ash particulates from flue gases in a closed-loop wet scrubbing system | |
| RU2089267C1 (en) | Method of removing sulfur compounds from effluent gases | |
| US4147756A (en) | Combustion gas scrubbing system | |
| FI86599C (en) | Method and apparatus for removing sulfur oxides from flue gases | |
| DK2734283T3 (en) | PROCESS FOR REMOVING IMPURITIES FROM flue gas condensate | |
| DK163868B (en) | PROCEDURE FOR SIMULTANEOUS REMOVAL OF SO2, SO3 AND DUST FROM A COGAS GAS | |
| RU2238246C2 (en) | Method for reducing of dissolved metal and non-metal concentration in aqueous solution | |
| US7498008B2 (en) | Process of gas treatment to remove pollutants | |
| US7419643B1 (en) | Methods and apparatus for recovering gypsum and magnesium hydroxide products | |
| US3959452A (en) | Process for removing hydrogen sulfide from contaminated gas | |
| EP0679426B1 (en) | Magnesium-enhanced sulfur dioxide scrubbing with gypsum formation | |
| CN102284238A (en) | Bialkali-method flue-gas desulphurization process | |
| EP2221101B1 (en) | Method for softening water for use in a scrubber | |
| US3989464A (en) | Sulfur dioxide scrubbing system | |
| RU2054307C1 (en) | Method of furnace gas scrubbing in sodium sulfide production from hydrogen sulfide and sulfur dioxide | |
| US4218431A (en) | Removal of sulfide contaminants from carbonate waters with production of CO2 -free H2 S | |
| CN1057279C (en) | Technology for comprehensive treatment and utilization of waste liquid, solid and gas from paper-making mill | |
| GB2163141A (en) | Method for removing and recovering sulphur in elemental form from gases containing sulphur dioxide or sulphur dioxide and hydrogen sulphide | |
| US4130628A (en) | Process for removing SO2 and NOx from gases | |
| SU1204577A1 (en) | Method of purifying waste water of viscose production | |
| JPH1170317A (en) | Method for removing sulfur dioxide from flue gas | |
| CN108067090A (en) | A kind of processing method and processing device containing sulfur dioxide flue gas | |
| RU2049063C1 (en) | Process for treating concentrated sulfite-sulfate solution into gypsum |