SE437013B - Sett att utnyttja fran diskontinuerliga processer herrorande svaveldioxid innehallande processgaser vid framstellning av svavelsyra i en kontaktanleggning - Google Patents

Description

8106308-3 l5 som måste råda vid processerna. Sålunda krävs allmänt betydligt renare smältmaterial, eftersom dels större slaggmängder utsättes för en högre syrepotential än vid satsvisa processer, varvid risken ökar g för metallförluster till slaggen, och dels andra mindre värdefulla föroreningar lätt absorberas i metallfasen, innan de hinner drivas av från smältbadet. Andra inbyggda problem vid de kontinuerliga smält- ningsprocesserna är förknippade med den mycket viktiga styrningen av materialflödena mellan ugnarna eller ugnsdelarna och balansen mellan de ingående och utgående kontinuerliga materialflödena, vilket kräver mycket sofistikerade styrsystem. Till detta kommer att många metal- lurgiska operationer är svåra att genomföra kontinuerligt. Som exempel på sådana operationer kan anföras konvertering av skärsten i Pierce- dànith-konverter, som används generellt i pyrometallurgiska kopparverk.

Om möjligheter skulle finnas att på ett enkelt sätt behandla även diskontinuerligt fallande processgaser, så att dessa utan olägenhet kan användas för svavelsyratillverkning skulle mycket stora process- metallurgiska fördelar således kunna vinnas.

Ett vanligt sätt att utnyttja sådana gaser är att samköra ett flertal diskontinuerliga processer på ett sådant sätt, att den resulterande processgasen kommer att uppvisa väsentligen de mängder, halter och de andra egenskaper, som fordras för svavelsyraframställningen. Detta innebär mycket stora styrnings- och samordningsproblem för driften vid smältverket, varvid momentana driftstörningar i en enda anlägg- ning allvarligt kan påverka svavelsyraframställningen. Dessutom ställs stora krav på anpassning i tiden mellan de olika verksen- heternas drift, vilket kan menligt påverka produktionen i stora delar av smältverket såväl kvalitets- som kvantitetsmässigt.

Genom att inrätta vissa hjälpprocesser, som kan köras intermittent vid behov, kan emellertid de värsta problemen lösas. Således kan man exempelvis vid bortfall av någon driftsenhet eller vid alltför låga svaveldioxidhalter i gasen inkoppla en svavelförbränningsugn, vilket möjliggör att man kan upprätthålla önskade konstanta gasförhållanden. l0 l5 8106308-3 Det torde emellertid inses att sådana lösningar ej kan vara attrak- tiva annat än i nödfall.

Ett annat, attraktivare sätt är då att utnyttja förfarandet enligt vår tidigare patentansökan SE-A 8004588-3 eller den motsvarande Europa-patentansökan nr 8l850lll.6. Härvid kan problemet lösas genom att svaveldioxiden först separeras från gasen under bildning av ren svaveldioxid pâ känt sätt, exempelvis enligt vår tidigare patentpub- likation US,A, 3985529, varefter svaveldioxid i överskott oxideras med ren syrgas till svaveltrioxid, som pâ känt sätt konverteras till svavelsyra i en slags minikontaktfabrik. Förutsättningen för detta förfarande är emellertid att möjlighet till framställning av ren svaveldioxid finns. Den är således icke lika attraktiv vid sådana fall, där en konventionell svavelsyrakontaktanläggning finns eller förutsättes för omhändertagande av processgaserna. överhuvud taget tycks framställning av svaveldioxid i stället för _ svavelsyra vara det enda praktiska alternativet vid utnyttjande av processgaser från diskontinuerliga processer, när de lösningar som aovan beskrivits icke är möjliga och/eller ekonomiskt försvarbara, dvs samordning mellan flera diskontinuerliga processer, användning av hjälpprocesser eller framställning av svavelsyra ur ren svaveldioxid.

Det har nu emellertid överraskande visat sig möjligt att på ett tek- niskt elegant och samtidigt ekonomiskt försvarbart sätt utnyttja dis- kontinuerligt fallande processgaser för framställning av svavelsyra i kontaktanläggningar utan att några komplicerade processtyrnings- problem kommer att uppstå. Förfarandet kan även med fördel utnyttjas vid drift av enstaka satsvisa enheter, exempelvis enstaka kaldougnar eller konvertrar. Uppfinningen kännetecknas härvid av de drag som framgår av tillhörande patentkrav.

Enligt förfarandet vid uppfinningen uttages således under sådana driftsperioder då svaveldioxidhaltig gas alstras hela gasmängden eller åtminstone en väsentlig del av densamma och föres till en anordning, där svaveldioxid kan avskiljas från resten av gasen. 3106308-se lO l5 En avskiljning kan genomföras på varje känt sätt, men det torde vara att föredraga att utnyttja absorptions- eller kondensationsteknik härvidlag.

Om svaveldioxiden skall kondenseras, bör den svaveldioxid~innehâllande gasen lämpligen dessförinnan torkas, exempelvis genom att bringas passera ett torktorn med svavelsyra. Därefter kondenseras en del av den innehållande svaveldioxiden i en konventionell kondenseringsan- läggning och resten av svaveldioxiden föres med resten av gasen till svavelsyrafabrikens kontakttorn. Vid de tillfällen då ingen svavel- dioxidhaltig gas produceras vid den metallurgiska processen; förängas den vid kondensationen bildade flytande svaveldioxiden med luft och föres i stället för processgasen till kontakttornet.

I de fall absorption föredrages bringas den uttagna gasmängden i ett absorptionstorn i kontakt med ett för svaveldioxid lämpligt flytande absorptionsmedel, exempelvis vatten, citratlösning eller metylanilin.

Den svaveldioxidhaltiga vätskan lagras efter absorptionen i en tank vid så lâg temperatur som möjligt. Den pâ svaveldioxid befriade eller fattigare gasen kan föras till en svavelsyrafabrik efter sedvanlig gasrening, men kan även föras till en skorsten om svavel- dioxidhalten är tillräckligt låg. Under den tid då inte någon sva- veldioxidhaltig gas produceras, förs den svaveldioxidhaltiga vätskan till ett avdrivningstorn, till vilket bärgas, exempelvis luft och/eller vattenånga, införes nära botten. Bärgasen driver härvid av svaveldioxiden och den svaveldioxidhaltiga gasblandningen förs till svavelsyrafabrikens kontakttorn. Absorptionsvätskan kan efter avdrivningen av svaveldioxid neutraliseras, exempelvis med kalk, och därefter âterföras till absorptionstornet.

På ovan beskrivna sätt kan alltså en svavelsyrafabrik tillföras gas kontinuerligt och med konstanta mängder och halter även vid starkt varierande gasproduktion från de processmetallurgiska enheterna. l5 8106308-3 Förfarandet enligt uppfinningen kan utnyttjas för praktiskt taget alla diskontinuerliga metallurgiska processer, såsom skärstenskonver- tering och Kaldo-smältningsprocesser, exempelvis de som beskrives i våra tidigare patentskrifter US,A, 3984235, 4008075, 4144055, 4204861 och 4244735 samt även för kontinerliga processer med diskontinuerlig svaveldioxidproduktion, exempelvis sådana smältprocesser som beskrives i ses, moasoi-i. ' Uppfinningen kommer emellertid här nedan att närmare beskrivas i sam- band med smältning av blyslig i Kaldo-ugn, varvid hänvisning även görs till ritningen, i vilken den enda figuren utgör ett flytschema över processen.

Figuren illustrerar i form av ett flytschema en blysligsmältnings- process från vilken svaveldioxid produceras under 10 å 12 timmar per dygn, medan resterande tid åtgår för reduktion, tappning av slagg och metall mm. Med l betecknas på figuren generellt Kaldo-konverterns smältperiod, dvs den tid då svaveldioxidhaltig gas produceras. Med 2 betecknas resterande perioder under tillverkningscykeln. Varje smält- period 1 under en tillverkningscykel omfattande 240 minuter är ca 100 minuter lång. Den svaveldioxidhaltiga processgasen föres via en ledning 3 till en våtgasreningsanläggning i form av ett elektro- filter 4, där stoft avskiljes från gasen, och därifrån föres den stoftfria gasen via en ledning 5 till ett absorptionstorn 6 för absorption av svaveldioxid i gasen. Absorptionsprocessen, som i detta fall genomföras med vatten, styrs så att den resterande gasen efter absorptionen håller en sådan svaveldioxidhalt att den utan olägenhet kan föras till en svavelsyrafabrik. Den på svaveldioxid sålunda fattigare restgasen förs därefter via en ledning 7 till en svavelsyrafabrik som här generellt betecknas 8. Det finns även möjlighet att via en ledning 9 tillföra en del av gasen med en ursprunglig svaveldioxidhalt till svavelsyrafabriken, sedan gasen blandats med gasen från absorptionsanläggningen 6, men eftersom den resulterande gasen som tillföres fabriken 8 via ledningen 10 måste hålla samma svaveldioxidhalt som ovan nämnts, måste i sådana fall 8106308-3 absorptionen genomföras till lägre kvarvarande svaveldioxidhalt i gasen. På detta sätt kan svavelsyrafabriken 8 tillförsäkras en önskad konstant tillförsel av gas och svaveldioxid under smält- period l.

För absorption av svaveldioxiden i tornet 6 tillföres vatten via en ledning ll till tornet 6. Efter absorptionen föres absorptionsvätskan via en ledning l2 till en tank l3 för förvaring av den svaveldioxid- innehållande vätskan vid låg temperatur.

När smältningsperioden l närmar sig sitt slut och perioden 2 skall inträda och således ingen gas kommer att tillföras fabriken 8 via ledningen l0, överföres via en ledning l4 absorptionsvätska till ett avdrivartorn l5. Till tornet förs bärgas såsom antydes vid pilen l6.

Bärgasen kan helt utgöras av luft, men man kan även utnyttja viss vattenångtillsats för att enkelt höja gastemperaturen, om så erfordras, vid avdrivningen för att erhålla önskad avdrivningshastighet och önskad avdrivningsgrad. Bärgasmängden regleras med hänsyn till önskad utgående gasmängd. Bärgasen tillsammans med den avdrivna svaveldioxiden föres via en ledning l7 till svavelsyrafabriken 8 där iden tillföres fabrikens kontakttorn, varvid avdrivningsprocessen genomföres så att samma totala gasmängd och svaveldioxid tillföres fabrikens 8 kontakttorn under period 2 som under period l. Från svavelsyrafabriken 8 kan således kontinuerligt uttagas svavelsyra, såsom antydes av pilen HZSO4. Det från svaveldioxid befriade vattnet från tornet 15 återcirkuleras via en ledning 18 efter neutralisation av densama, exempelvis med kalk via ledningen ll till förnyad användning såsom absorptionsmedel i tornet 6.

EXEMPEL I en anläggning av den typ som illustreras av den enda figuren produceras under smältperiodens lO0 minuter ett gasflöde på l8.000 m3/h. Gasen håller ca 20% svaveldioxid i genomsnitt. Hela gasmängden förs till absorption i tornet 6, varvid 350 m3/h vatten tillförs tornet. Från tornet uttages en gas med i praktiken samma flöde, men 8106308-3 med endast 8,7% svaveïdioxid och föres ti11 svaveïsyrafabriken 8.

Under icke smä1tperioder föras omkring 18.000 m3/h ïuft tiïï avdrivar- tornet 15 för avdrivning av svaveïdioxidinnehäïlet sä gott som fuïï- ständigt från tanken 13 förda mängden vätska. Från tornet 15 erhåiles därvid ett gasflöde på omkring 18.000 m3/h innehâilande 8,7% svaveï- dioxid. Detta motsvarar den gasmängd och svaveidioxidhalt som tiïïföres svavelsyrafabriken under smäitperioderna.

Claims (5)

81063 08-3 10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. l. Sätt att utnyttja från diskontinuerliga processer härrörande svaveldioxid innehållande processgaser vid framställning av svavel- syra i en kontaktanläggning,kännetecknat av att gasen eller en på förhand vald delmängd av densamma uttages från processen under sådana driftsperioder, då svaveldioxidhaltig gas produceras, och föres till en anordning, där svaveldioxid kan avskiljas från resten av gasen, att svaveldioxidinnehållet i den från processen uttagna gasen ät- minstone partiellt avskiljes till bildning av en den avskilda svavel- dioxiden innehållande flytande fas, att resterande delmängd av pro- cessgasen och/eller den från svaveldioxid partiellt befriade gasen föres till kontaktanläggningen, att svaveldioxid frigöras från den flytande fasen med hjälp av en bärgas under sådana driftsperioder, då ingen svaveldioxidhaltig processgas produceras eller föres till kon- taktanläggningen eller då svaveldioxidhalten i processgasen som föres till kontaktanläggningen ej är tillräckligt hög och att bärgasen med, den frigjorda svaveldioxiden föres till kontaktanläggningen, så att tillsammans med nämnda till kontaktanläggningen förda gasmängder en given förutbestämd mängd gas och svaveldioxid kontinuerligt tillföres anläggningen. o

2. Sätt enligt krav l, kännetecknat av att svaveldioxid i gasen av- skiljes genom absorption i en vätska.

3. Sätt enligt krav 2, kännetecknat av att vätskan utgöres av vatten, vattenlösning av ett pH-buffrande salt eller metylanilin.

4. Sätt enligt krav l, kännetecknat av att svaveldioxid i gasen av- skiljes genom kondensation under bildning av en flytande kondensatfas.

5. Sätt enligt något av kraven l-4, kännetecknat av att bärgasen utgöres av luft, syreanrikad luft, vattenånga eller en blandning av luft eller syreanrikad luft och vattenånga.,