Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 53
Текст из файла (страница 53)
23.б. Схема цнклнчсского аммиачного метода очистки газа от ЗОз. 1 — пасвдояный сяруббер для охлаждения газа; 2 — охлвднтель жидкости, охлаждаю. щей схруббер; 3 — подвод н отвод охлаждающей воды; 4 — трехступенчатый абсорбер лля поглощения Зоз,  — цярхуляцнонные насосы;  — десорбер ЗОз', У вЂ” паровой обогрев лесорбера;  — охладнтель регенернрованного раствора; е — подвод н отвод охлеждающей воды; 13 — выпарной аппарат; 11 — паровой обогрев;,!2 — нрнствллнватор; 13 — центрифуга; 14 — автоклав раствором по замкнутой циркуляционной системе. Верхняя ступень, орошение которой производят чистой водой, служит для поглощения выделяющегося аммиака, подмешивающегося к очищаемому газу. На орошение второй ступени поступают вода, поглотившая аммиак на верхней ступени, и раствор восстановленного из десорбера сульфита аммония.
В контур нижней ступени поступает раствор из контура второй ступени. Прореагировавший сорбент из нижнего контура орошения подают в десорбер, где за счет нагрева паром происходит восстановление бисульфита в сульфит по реакции (23.6). После охлаждения в поверхностном охладителе сульфит направляют снова в абсорбер.
Концентрированный 802, выделяющийся в десорбере, может быть использован для получения серной кислоты. Сульфит аммония может взаимодействовать с растворенным кислородом, образуя сульфат: (1 Н4)з 50 + о — 2 (1 (Н4) 50 (23,7) Реакция образования сульфата нежелательна, так как осложняет процесс очистки. 249 Для выделения образующегося по уравнению (23.7) сульфата аммония часть регенерированного раствора из десорбера направляют в выпарной аппарат, обогреваемый острым паром, а затем в кристаллизатор, где при охлаждении раствора выпадают кристаллы сульфата аммония, отделяемые на центрифуге от раствора, направляемого обратно в абсорбер. Кроме сульфата аммония, в поглотительном растворе образуется тносульфат, накопление которого в цикле нежелательно.
В этом случае часть раствора из цикла орошения нижней ступени направляют в автоклав, где подвергают термохимической переработке, продуктами которой являются сульфат аммония и элементарная сера. При использовании аммиачного циклического процесса образуются ценные побочные продукты — сульфат аммония, являющийся хорошим удобрением, высококонцентрированный сернистый ангидрид и сера. К существенным недостаткам этого метода относятся: необходимость предварительного охлаждения газа, применение кислотостойкой арматуры и материалов, высокая стоимость установки и большие эксплуатационные расходы. Магнезитовый кристальный метод В основе магнезитового метода лежит связывание сернистого ангидрида оксидом магния с образованием сульфита магния: Ю, +Мйо = МяБО,.
(23.8) Сульфит магния, взаимодействуя с сернистым ангидридом, образует бисульфит: Мя80й+ Юв+ НйО = Мп (НЮ,),. (23.9) Бисульфит магния, взаимодействуя с оксидом магния, может снова переходить в сульфит: Мя (НЯОй) в+МпО = 2МяЮн+ Н,О. (23.10) Под действием кислорода, содержащегося в очищаемом газе, часть сульфита магния может окисляться до сульфата: 2МдЮз + Ов = 2МяЮе. (23.11) Добавляя в раствор ингибитор (парафенилендиамин), можно ограничить образование сульфата и не выводить его из раствора.
Растворимость сульфита магния в воде ограничена, и по мере образования он выпадает в виде кристаллов, которые выводят из суспензии, сушат и подвергают термическому,разложению в печи при 800 — 900 'С по реакции МяЮй — М (23.12) Оксид магния возвращают в процесс, а концентрированный 802 перерабатывают в серную кислоту или элементарную серу.
Основным элементом установки (рис. 23,7) является абсор- 250 бер скрубберного типа с деревянной хордовой насадкой. Газ, подлежащий очистке, подводится в скруббер снизу, а очищенный отводится через каплеуловитель сверху. Орошение осуществляют суспензией МпБОз 6Н20 и МпО в водном растворе магния с плотностью орошения 16 — 20 мй/(мй ч).
Суспензия из скруббера сливается в основном в циркуляционный сборник, куда через дозатор добавляется магнезит для нейтрализации раствора бисульфита магния и дальнейшего выделения кристаллов. Часть отработавшей суспензии непрерывно забирают Очиббелнагд гал Рнс. 23.7. Схема цнклнческого кристального магневятового метода очнсткн газов от ЗОг'. à — скруббер; 2 — хордовая насадка; б — каплеуловнтель; б — бак для нейтралнзацнн суспензкц; б — фильтр для отделення крупнмх включеннй; б — форсункн; 7 — доватор магнезита; б — гндроцнклонм; у — ленточямй вакуум-фильтр; ур — печь кяпяньего слоя; Н вЂ” фнльтр-пресс из цикла и отводят на гидроциклоны. Очищенная пульпа из гидроциклонов постунает на ленточный вакуум-фильтр для отделения кристаллов от маточного раствора, направляемого обратно в циркуляционный бак.
Мелкие нерастворимые примеси, вносимые в цикл газом и техническим магнезитом, проходят через циклоны на вакуум- фильтр, где отжимаются, промываются и выводятся из цикла. Промывные воды также возвращают в циркуляционный сборник. Выделенные на ленточном вакуум-фильтре кристаллы направляют в многополочную печь кипящего слоя с подводом продуктов сгорания под нижнюю полку. На верхних полках происходят сушка и удаление гидратной влаги, а на нижних прн 800 — 900 'С вЂ” термическое разложение сульфита на МцО н 80, в соответствии с реакцией (23.12).
Магнезит направляют 251 для повторного использования в циркуляционный бак, а ЬОя (концентрация 18 — 19 о/о) — на сернокислотный завод. Магнезитовый метод позволяет очищать газы, имеющие температуру 100 — 150 'С; он характеризуется пониженной агрес'сивностью рабочих жидкостей. К недостаткам этого метода относятся возможность засорения насадки и коммуникаций образующимися кристаллами, а также значительный расход топлива на регенерацию магнезита. По экономическим показателям магнезитовый метод имеет небольшие преимущества перед аммиачным при низкой концентрации 50з в газах. Существуют и другие циклические методы очистки газов от ЯОз, например цинковый.
Однако по ряду причин эти методы для металлургии неперспективны. й 4. Адсорбционные и каталитические методы очистки от сернистого ангидрида При сухих методах очистки в качестве адсорберов наиболее перспективны аппараты кипящего слоя и парные аппараты фирмы «Лурги», работающие на активированных углях, силикагелях и синтетических смолах, описанные выше. Преимушества адсорбционных методов — простота устройства и компактность оборудования, возможность очистки нагретых и запыленных газов, высокая степень очистки, относительно небольшие капитальные затраты.
Выброс в дымовую трубу нагретых газов улучшает рассеивание их в атмосфере. Однако технико-экономические показатели процесса невысоки. Кипящий слой характеризуется значительными расходами адсорбента (вследствие потирания) и энергии на преодоление гидравлического сопротивления аппарата и перемещение сорбента, а также тепла на десорбцию и отдув уловленного ЗО» Парный аппарат фирмы «Лурги» характеризуется невысокой интенсивностью процесса и большим расходом энергии, связанным с работой насоса и скруббера Вентури.
Пока адсорбционная очистка отходящих газов от оО» в металлургии не применяется, Каталитические методы очистки основаны на способности оО» окисляться в оО„ который, легко взаимодействуя с водой, образует товарный продукт — серную кислоту. С применением катализаторов этот процесс может быть значительно интенсифицирован. В процессе отсутствуют отходы, что делает его весьма экономичным. Методы каталитического окисления оО» делят на две группы: к первой относят методы окисления оО» в водных растворах в присутствии катализатора, ко второй — окисление в газовой фазе на катализаторе.
Окисление ЗО» в растворах основано на том, что при контакте газовой фазы с водой БО» переходит в раствор. При наличии в воде ионов железа и марганпа растворенный в воде кислород энергично окисляет $0» в $0» Однако наилучшим катализатором является пиролюзит, с помощью которого в промышленных условиях степень очистки газов от ЯО» может быть доведена до 80 — 85 "т»; получаемая серная кислота имеет концентрацию Зов 40 "т».
Процесс рекомендуют вести в барботажных абсорберах с сильно развитой поверхностью контакта жидкой и газообразной фаз. При окислении 50» в газовой фазе в присутствии катализатора предусматривается последующая абсорбция образовавшегося оО» водой с получением серной кислоты В качестве катализатора применяют оксид ванадия »г»0» или контактную массу БАВ (барий, алюминий, ванадий). В обоих случаях оптимальная температура процесса 450 — 480 'С, до нее следует нагре- 252 вать. газ, что связано с большими расходами тепла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
