RU2214857C1 - Method of removing sulfur dioxide from emission gases - Google Patents
Method of removing sulfur dioxide from emission gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2214857C1 RU2214857C1 RU2002119998/12A RU2002119998A RU2214857C1 RU 2214857 C1 RU2214857 C1 RU 2214857C1 RU 2002119998/12 A RU2002119998/12 A RU 2002119998/12A RU 2002119998 A RU2002119998 A RU 2002119998A RU 2214857 C1 RU2214857 C1 RU 2214857C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- gas
- limestone
- gases
- absorption
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки от диоксида серы отходящих технологических газов производств, работающих на серусодержащем сырье, и может быть использовано на предприятиях металлургической и химической промышленности и на энергетических предприятиях. The invention relates to the field of purification from sulfur dioxide of exhaust process gases from industries operating on sulfur-containing raw materials, and can be used at enterprises of the metallurgical and chemical industries and energy enterprises.
Известен способ очистки от диоксида серы отходящих технологических газов, являющийся ближайшим аналогом изобретения. Он предусматривает контактирование газов с поглощающей водной пульпой известняка в непрерывном противоточном ступенчатом режиме. В результате контактирования SO2 переходит в пульпу в виде СаSO3 и частично СаSO4. Степень извлечения SO2 в пульпу составляет 85-90%. Для приготовления пульпы используют известняк, предварительно измельченный до крупности 0,074 мм, при расходе его 2,5-3 т на 1 т SO2 (стехиометрически необходимый расход - менее 2 т на 1 т SO2). С целью снижения расхода известняка осуществляют многократное использование пульпы путем ее рециркуляции. Очистку обычно осуществляют в абсорбционных башнях-скрубберах значительных размеров, поскольку необходимая продолжительность пребывания газа в зоне поглощения превышает несколько секунд (А.С. Носков и др. Воздействие ТЭС на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба. - Новосибирск: Издательство ГПНТБ СО АН СССР, 1990, с.49-51, 58, 77).A known method of purification of sulfur dioxide from the exhaust process gases, which is the closest analogue of the invention. It provides for the contacting of gases with an absorbing aqueous pulp of limestone in a continuous countercurrent step mode. As a result of contacting, SO 2 passes into the pulp in the form of CaSO 3 and partially CaSO 4 . The degree of extraction of SO 2 in the pulp is 85-90%. For the preparation of pulp, limestone is used, pre-crushed to a particle size of 0.074 mm, with a consumption of 2.5-3 tons per 1 ton of SO 2 (stoichiometrically necessary flow rate is less than 2 tons per 1 ton of SO 2 ). In order to reduce limestone consumption, reuse of pulp is carried out by its recycling. Cleaning is usually carried out in absorption scrubber towers of significant size, since the necessary duration of gas residence in the absorption zone exceeds several seconds (A. S. Noskov et al. Environmental impact of thermal power plants and ways to reduce damage. - Novosibirsk: Publishing House GPNTB SB AS SSSR 1990, p. 49-51, 58, 77).
Недостатком известного способа является большая продолжительность пребывания очищаемого газа в реакционной поглощающей зоне, требующая больших объемов поглощающих аппаратов для осуществления очистки. The disadvantage of this method is the long residence time of the cleaned gas in the reaction absorbing zone, requiring large volumes of absorbing apparatus for cleaning.
В основу изобретения поставлена задача снижения продолжительности пребывания очищаемого газа в реакционной поглощающей зоне и уменьшения габаритов поглощающих аппаратов. The basis of the invention is the task of reducing the length of stay of the purified gas in the reaction absorbing zone and reducing the size of the absorbing apparatus.
Для решения поставленной задачи в известном способе очистки отходящих газов от диоксида серы, включающем непрерывное противоточное ступенчатое контактирование газов с водной пульпой известняка в поглощающих аппаратах-абсорберах, согласно изобретению контактирование проводят в вихревых скрубберах в слое тонкодиспергированной пульпы известняка при продолжительности пребывания газа в реакционной поглощающей зоне 0,001-0,005 секунды, содержании известняка в пульпе не более 60 г/дм3 и молекулярном соотношении SO2 и СаСO3 в подаваемых на очистку потоках газа и пульпы, равном 1-2.To solve the problem in the known method of purification of exhaust gases from sulfur dioxide, including continuous countercurrent stepwise contacting of gases with an aqueous limestone pulp in absorption apparatus-absorbers, according to the invention, the contacting is carried out in vortex scrubbers in a layer of finely dispersed limestone pulp with a duration of gas residence in the reaction absorption zone 0.001-0.005 seconds, the limestone content in the pulp is not more than 60 g / dm 3 and the molecular ratio of SO 2 and CaCO 3 in the feed ku gas and pulp flows equal to 1-2.
Достижение высокого извлечения SO2 из отходящих технологических газов в процессе их очистки при низкой продолжительности пребывания газов в реакционной поглощающей зоне (0,001-0,005 секунды) согласно изобретению становится возможным благодаря оптимизации состава пульпы известняка и молекулярного отношения содержаний SO2 и СаСО3 в потоках газа и пульпы, подаваемых на очистку.Achieving a high SO 2 recovery from process exhaust gas during purification with a low residence time of gases in the reaction absorption zone (0.001-0.005 seconds) according to the invention is made possible by optimizing the composition of the limestone pulp and the molecular ratio of the contents of SO 2 and CaCO 3 in the gas flows and pulp fed to the cleaning.
Первоначальная стадия взаимодействия диоксида серы и карбоната кальция водной пульпы известняка описывается реакциями (1) и (2):
SO2+СаСО3=СаSO3+СО2, (1)
СаSO3+SO2+Н2О=Са(НSO3)2. (2)
Одновременно медленно протекает реакция взаимодействия образующегося бисульфита кальция с непрореагировавшими ядрами зерен известняка:
СаSO3+Са(НSO3)2=2СаSO3+Н2О+СО2. (3)
При содержаниях известняка в водной пульпе менее 60 г/дм3 действующая масса SO2 в реакции (2) относительно велика и процесс образования Са(НSO3)2 по реакции (2) и взаимодействие его с СаСО3 по реакции (3) протекает достаточно эффективно, а экранирование зерен известняка сульфитом кальция сравнительно мало сказывается на степени очистки газа от SO2. Изложенное справедливо для любых содержаний известняка в пульпах ниже 60 г/дм3. При переходе к более концентрированным пульпам известняка действующая масса SO2 в реакции (2) при неизменном расходе и составе исходного газа становится относительно меньше, чем при содержаниях известняка в пульпах ≤ 60 г/дм3. Это приводит к относительному снижению выхода Са(НSO3)2 по реакции (2), к относительному снижению интенсивности протекания реакции (3) и в итоге к более резкому снижению степени очистки газа от SO2. В результате при содержании известняка в пульпах выше 60 г/дм3 достаточно высокое извлечение SO2 из отходящего газа не достигается даже при расходах известняка, превышающих стехиометрически необходимый для образования СаSO3.The initial stage of the interaction of sulfur dioxide and calcium carbonate in aqueous pulp of limestone is described by reactions (1) and (2):
SO 2 + CaCO 3 = CaSO 3 + CO 2 , (1)
CaSO 3 + SO 2 + H 2 O = Ca (HSO 3 ) 2 . (2)
At the same time, the reaction of the interaction of the resulting calcium bisulfite with unreacted kernels of limestone grains proceeds slowly:
CaSO 3 + Ca (HSO 3 ) 2 = 2 CaSO 3 + H 2 O + CO 2 . (3)
When the limestone content in the aqueous pulp is less than 60 g / dm 3, the effective mass of SO 2 in reaction (2) is relatively large and the formation of Ca (НСО 3 ) 2 by reaction (2) and its interaction with CaCO 3 by reaction (3) proceeds sufficiently effective, and the screening of limestone grains with calcium sulfite has relatively little effect on the degree of gas purification from SO 2 . The foregoing is true for any limestone content in pulps below 60 g / dm 3 . When passing to more concentrated limestone pulps, the effective mass of SO 2 in reaction (2) at a constant flow rate and composition of the source gas becomes relatively less than with limestone contents in the pulps ≤ 60 g / dm 3 . This leads to a relative decrease in the yield of Ca (НSO 3 ) 2 by reaction (2), to a relative decrease in the intensity of the reaction (3), and, as a result, to a sharper decrease in the degree of gas purification from SO 2 . As a result, when the limestone content in the pulps is above 60 g / dm 3, a sufficiently high recovery of SO 2 from the exhaust gas is not achieved even at limestone costs exceeding the stoichiometrically necessary for the formation of CaSO 3 .
Отношение молекулярных содержаний SO2 и СаСО3 в поглощающей пульпе (k) после завершения процесса очистки, с одной стороны, не должно превышать 2, поскольку при величинах k>2 извлечение диоксида серы из газа резко уменьшается. С другой стороны, осуществление процесса при величинах k<1 означает перерасход известняка по сравнению со стехиометрическим необходимым. Оптимальным является диапазон величин k от 1 до 2.The ratio of the molecular contents of SO 2 and CaCO 3 in the absorbing pulp (k) after the completion of the cleaning process, on the one hand, should not exceed 2, since for values of k> 2 the extraction of sulfur dioxide from the gas decreases sharply. On the other hand, the implementation of the process with values k <1 means an excess of limestone in comparison with the stoichiometric necessary. The optimal range is k from 1 to 2.
Из получаемых в процессе очистки пульп может быть получен товарный гипсовый продукт путем превращения Са(НSO3)2 в СаSO3 и окисление его известными методами.From the pulps obtained during the cleaning process, a marketable gypsum product can be obtained by converting Ca (HSO 3 ) 2 to CaSO 3 and oxidizing it by known methods.
Изобретение иллюстрируется примерами
Пример 1.The invention is illustrated by examples.
Example 1
Схема очистки газа от диоксида серы включает три вихревых скруббера (ВС) марки ВФ-3000 производительностью по 3 тыс. м3 газа в час каждый, четыре агитатора вместимостью по 200 дм3 каждый, четыре насоса производительностью по 1,5 м3/час каждый и источник исходного газа, подлежащего очистке (см. чертеж). При работе схемы газ последовательно пропускают через вихревые скрубберы в порядке I-II-III ступени, а водную пульпу известняка - встречным потоком в последовательности III-II-I ступени. При этом на III ступень дозированно подают свежую водную пульпу известняка из агитатора 4. Отработанную пульпу III ступени собирают в агитаторе 3 и дозированно подают ее на II ступень очистки. Путь, проходимый пульпой через II и I ступени, аналогичен описанному для III ступени. Подачу пульпы известняка из агитатора 4, 3, 2 осуществляют с помощью насосов. Пульпу I ступени выводят из агитатора 1 самотеком. Пульпу подают на ступени очистки в усредненном виде, что достигается с помощью мешалок. Исходную пульпу готовят смешением с водой предварительно измельченного до крупности 0,074 мм известняка с содержанием СаСО3 77,9 мас.%. Содержание твердого в этой пульпе равно 40 г/дм3. Расход пульпы составляет 25 дм3/мин. Продолжительность пребывания газа в реакционной поглощающей зоне 0,005 секунды достигают соответствующей регулировкой толщины слоя пульпы.The gas purification scheme for sulfur dioxide includes three VF-3000 vortex scrubbers (BC) with a capacity of 3 thousand m 3 of gas per hour each, four agitators with a capacity of 200 dm 3 each, four pumps with a capacity of 1.5 m 3 / hour each and a source of gas to be cleaned (see drawing). During the operation of the circuit, the gas is sequentially passed through vortex scrubbers in the order of the I-II-III stage, and the aqueous limestone pulp with a counter flow in the sequence of the III-II-I stage. At the same time, a fresh aqueous limestone pulp from agitator 4 is metered into the III stage. The spent pulp of the III stage is collected in agitator 3 and it is metered to the II stage of purification. The path traveled by the pulp through the II and I stages is similar to that described for the III stage. The supply of limestone pulp from the agitator 4, 3, 2 is carried out using pumps. The pulp of the first stage is removed from the agitator 1 by gravity. The pulp is fed to the cleaning stage in an average form, which is achieved with the help of mixers. The initial pulp is prepared by mixing with water preliminarily ground to a particle size of 0.074 mm limestone with a CaCO 3 content of 77.9 wt.%. The solid content in this pulp is 40 g / dm 3 . The pulp consumption is 25 dm 3 / min. The duration of the gas in the reaction absorption zone of 0.005 seconds is achieved by appropriate adjustment of the thickness of the pulp layer.
Подлежащий очистке газ с содержанием 20 г/м3 готовят смешением испаряемого из баллона жидкого SO2 с атмосферным воздухом и подают на I ступень очистки.A gas to be cleaned with a content of 20 g / m 3 is prepared by mixing liquid SO 2 vaporized from a cylinder with atmospheric air and fed to the first stage of purification.
Перед началом эксперимента в агитаторы 1, 2, 3 вводят по 150 дм3 пульпы, предварительно насыщенной диоксидом серы до молекулярных отношений содержаний SO2 к СаСО3 2,0; 0,81 и 0,14 соответственно.Before the start of the experiment, 150 dm 3 of pulp, pre-saturated with sulfur dioxide to the molecular ratio of the contents of SO 2 to CaCO 3 2.0, is introduced into agitators 1, 2, 3; 0.81 and 0.14, respectively.
Эксперимент поводят в течение 30 минут с контролем содержания SO2 в газе, выходящем из III ступени.The experiment was carried out for 30 minutes with the control of the content of SO 2 in the gas leaving the III stage.
Согласно полученным результатам содержание SO2 в отходящем газе III ступени равняется 0,07±0,02 г/м3, что соответствует извлечению более 99%.According to the results obtained, the SO 2 content in the off-gas of the third stage is 0.07 ± 0.02 g / m 3 , which corresponds to an extraction of more than 99%.
Пример 2. Example 2
То же, что в примере 1, но молекулярное содержание SO2 и СаСО3 в потоках пульпы и газа, подаваемых на очистку, равно 1,0; расход пульпы на осуществление процесса 50 дм3/мин, продолжительность пребывания газа в реакционной поглощающей зоне 0,001 секунды и величины S/Ca в пульпах агитаторов 1, 2, 3 перед началом эксперимента 1,0; 0,23; 0,02 соответственно. Показатели процесса аналогичны приведенным в примере 1.The same as in example 1, but the molecular content of SO 2 and CaCO 3 in the streams of pulp and gas supplied for purification is 1.0; the pulp consumption for the process 50 dm 3 / min, the duration of gas in the reaction absorption zone of 0.001 seconds and the values of S / Ca in the pulps of agitators 1, 2, 3 before the experiment 1,0; 0.23; 0.02 respectively. The process indicators are similar to those shown in example 1.
Как видно из результатов примеров 1, 2, степень очистки газов от SO2 в приведенных выше условиях превышает 99% несмотря на то, что продолжительность пребывания очищаемого газа в реакционных зонах скрубберов не более 0,005 сек. Если принять, что продолжительность пребывания газов в реакционной зоне традиционных поглотителей-абсорберов равна 10 сек, а число абсорберов по традиционной и заявляемой технологиям одинаково, то необходимый объем реакционной зоны в вихревых скрубберах в 2000 раз меньше традиционно необходимого. Это создает базу для резкого сокращения объема и стоимости аппаратуры по предлагаемому способу.As can be seen from the results of examples 1, 2, the degree of purification of gases from SO 2 under the above conditions exceeds 99% despite the fact that the duration of stay of the gas to be purified in the reaction zones of the scrubbers is not more than 0.005 sec. If we assume that the residence time of gases in the reaction zone of traditional absorbent absorbers is 10 seconds, and the number of absorbers is the same according to traditional and claimed technologies, then the required volume of the reaction zone in vortex scrubbers is 2,000 times less than what is traditionally needed. This creates the basis for a sharp reduction in the volume and cost of equipment for the proposed method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119998/12A RU2214857C1 (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Method of removing sulfur dioxide from emission gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119998/12A RU2214857C1 (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Method of removing sulfur dioxide from emission gases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2214857C1 true RU2214857C1 (en) | 2003-10-27 |
| RU2002119998A RU2002119998A (en) | 2004-03-27 |
Family
ID=31989343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002119998/12A RU2214857C1 (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Method of removing sulfur dioxide from emission gases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2214857C1 (en) |
-
2002
- 2002-07-22 RU RU2002119998/12A patent/RU2214857C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.С. Носков и др. Воздействие ТЭС на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба (Технологические аспекты) - Новосибирск: Издательство ГПНТБ СО АН СССР, 1990, с. 58-59. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002119998A (en) | 2004-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101502744B (en) | Method for removing acid gases in flue gas using red mud as absorbing agent | |
| US3907970A (en) | Process for the removal of oxides of sulfur from a gaseous stream | |
| RU2176543C2 (en) | Method of removal of sulfur dioxide from flue gases, waste gases of power stations and incinerators | |
| US4716027A (en) | Method for simultaneously scrubbing cement kiln exhaust gas and producing useful by-products therefrom | |
| US4246245A (en) | SO2 Removal | |
| US6613141B2 (en) | Recovery of cement kiln dust through precipitation of calcium sulfate using sulfuric acid solution | |
| US6221325B1 (en) | Process for controlling ammonia slip in the reduction of sulfur dioxide emission | |
| US4024220A (en) | Flue gas scrubbing and conversion of calcium sulfite to calcium sulfate | |
| CN1660476A (en) | Improved process for the removal of contaminants from gas | |
| CN105233647B (en) | A kind of method of ammonium sulfide solution desulphurization denitration | |
| EP3104961B1 (en) | Reactive composition based on sodium bicarbonate and process for its production | |
| US5512097A (en) | Removal of sulfur oxides from waste gases by scrubbing with an aqueous slurry of finely comminuted limestone | |
| CA2117145A1 (en) | Ammonia-limestone scrubbing with by-product for use in agriculture | |
| EP0217928A1 (en) | Method for the preparation of a bicarbonate sorbent in flue gas desulfurization. | |
| CA1047739A (en) | Method of removing sulfur-containing gases from waste gas | |
| US3965242A (en) | Method for desulfurizing exhaust gas by alkali sulphite-gypsum process | |
| EP3368192B1 (en) | Process and system for removing sulfur dioxide from flue gas | |
| RU2214857C1 (en) | Method of removing sulfur dioxide from emission gases | |
| KR100522227B1 (en) | Process for the preparation of fertilizers and sulfur compounds | |
| JPH1085551A (en) | Removal of sulfur dioxide and nitrogen oxide from gas stream | |
| CN104906901A (en) | Pyrolusite powder desulphurization and dust removal process and dust removal device | |
| US5618511A (en) | Process for producing ammonium sulfate from flue-gas scrubber waste liquor | |
| Chu et al. | Characteristics of gypsum crystal growth over calcium-based slurry in desulfurization reactions | |
| AU696509B2 (en) | Process for removing SO2 from gases which contain it, with direct production of elemental sulfur | |
| USRE33031E (en) | Method for simultaneously scrubbing cement kiln exhaust gas and producing useful by-products therefrom |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040723 |