СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 1998 года по МПК C22B7/00 B01D53/14 

Изобретение касается утилизации вредностей, содержащихся в отходящих газах, в частности способа переработки отходящих газов магниевого производства, преимущественно отходящих газов, содержащих хлор и/или хлороводород.

Известен способ очистки воздуха от кислых газов, в котором очищаемый воздух предварительно смешивают с аэрозолем щелочного раствора и пропускают через увлажненную мерсеризованную древесину, т.е. взаимодействие, содержащегося в аэрозоли компонента, в присутствии жидкости и разделение образующейся суспензии в слое мерсеризованной древесины [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе потоку газа оказывается большое гидравлическое сопротивление слоем древесины.

Известен способ очистки газов от хлора, в котором газы обрабатываются суспензией карбоната кальция, при этом pH среды 4,5-6, т.е. взаимодействие с компонентом - Ca(CO₃)₂ - в присутствии жидкости [2].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе применяется кислая (pH 4,5-6) нагретая суспензия, что существенно усложняет технологию переработки газов.

Известен способ очистки газов от хлора и хлороводорода, в котором промывают отходящие газы магниевого производства известковым молоком, т.е. взаимодействие с компонентом - CaO - в присутствии жидкости [3].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе известковое молоко, находящееся в циркуляционном баке, непрерывно перемешивают для предотвращения выпадения малорастворимого гидроксида кальция из объема суспензии, что существенно усложняет технологию переработки газов.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ переработки отходов магниевого производства, в котором выщелачивание проводят пропусканием газов, содержащих хлороводород, через слой частиц твердых отходов в присутствии воды и отделением нерастворимой части магниевых шламов от хлормагниевых щелоков, т.е. путем взаимодействия отходящих газов и оксидного компонента в присутствии воды, разделения образующейся при этом суспензии на жидкость и нерастворимое вещество [4].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе взаимодействие осуществляют пропусканием, газов, содержащих хлороводород, через слой частиц, следовательно, потоку газов необходимо преодолевать гидравлическое сопротивление слоя частиц. Следует отметить, что в отходящих газах магниевого производства в пыли содержится оксид магния (MgO) и хлорид магния (MgCl₂). Так, в частности, в пыли вращающихся печей содержится MgO - 0,5...1 мас.%, MgCl₂ 37...38 мас.% [3]. Это приводит к локальному образованию цемента в слое при их взаимодействии в присутствии воды и, следовательно, к увеличению гидравлического сопротивления слоя. Для опытной установки сопротивление слоя составило 2000Па [5], что эквивалентно сопротивлению двух последовательно расположенных циклонов типа СИОТ. Таким образом, наличие относительно высокого гидравлического сопротивления слоя частиц является недостатком способа-прототипа.

Следует отметить, что по мере срабатывания слоя частиц, в результате выщелачивания и растворения водой, необходимо слой пополнять, причем частицами определенной фракции. Конкретно, 10...20 мм, для укрупненной модели, испытанной на А.О. "Ависма" [5]. Эта операция значительно усложняет технологию переработки отходящих газов и, следовательно, является недостатком способа-прототипа.

Задача изобретения повышение экономичности, надежности технологии переработки отходящих газов магниевого производства.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в следующем:
снижение гидравлического сопротивления потоку отходящих газов в технологии переработки;
упрощение технологии переработки отходящих газов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе переработки отходов магниевого производства путем:
взаимодействия отходящих газов с оксидным компонентом в присутствии жидкости,
разделения получаемой при этом суспензии,
особенность заключается в том, что:
взаимодействие осуществляют последовательно: сначала отходящих газов с оксидным компонентом, затем полученной газовзвеси с жидкостью,
взаимодействие с жидкостью осуществляют рециркуляцией в процесс взаимодействия жидкости, получаемой после разделения суспензии.

Кроме того, особенность способа заключается в том, что в качестве оксидных компонентов для выщелачивания используют молотый оксидный материал, взятый из ряда: оксид кальция, оксид магния (брусит, обожженный магнезит).

Следует также отметить, что жидкость рециркулируют до достижения в ней концентрации суммы солей 330...350 кг/м³.

При прочих равных условиях вышеуказанный новый порядок действий, новые приемы их выполнения обеспечивают достижение технического результата при осуществлении заявленного изобретения. Полученный технический результат заключается в следующем:
снижение гидравлического сопротивления потоку отходящих газов путем исключения слоя частиц из технологии переработки,
упрощение технологии переработки отходящих газов путем исключения операции создания и поддержания в рабочем состоянии слоя частиц в технологии переработки.

При подаче оксидного компонента в поток отходящих газов, подаваемых на переработку, компонент распределяется в потоке газов и совместно поступает на взаимодействие с жидкостью. Жидкость поглощает вредности из отходящих газов и улавливает оксидный компонент. В результате этого взаимодействия в жидкой фазе осуществляется процесс химической реакции вредностей отходящих газов с оксидным компонентом. Отличительной особенностью изобретения является то, что сначала компонент распределяется в потоке отходящих газов, следовательно, более равномерно перемешивается с вредностями газов, и после уже взаимодействует в виде полученной газовзвеси с жидкостью. Нерастворимые (нехлорированные) примеси оксидного компонента и растворимые продукты взаимодействия удаляются вместе с жидкостью из объема процесса взаимодействия в виде суспензии. Суспензия поступает на процесс разделения на жидкость и нерастворимое вещество. Эта технология переработки отходящих газов магниевого производства позволяет отказаться от процесса пропускания газов через слой частиц, что значительно снижает гидравлическое сопротивление протоку газов и упрощает технологию переработки.

Жидкость после процесса разделения суспензии вновь подают в процесс взаимодействия, т. е. рециркулируют. Опытным путем установлено, что при достижении в ней концентрации суммы солей свыше 330-350 кг/м³ поглотительная способность жидкости не обеспечивает очистку газов до санитарных норм и ее заменяют на свежую воду.

Анализ уровня техники в отношении совокупности всех существенных признаков заявленного технического решения показывает, что предложенный способ соответствует критерию "новизна".

Проверка соответствия заявленного изобретения требованиям "изобретательского уровня" в отношении совокупности существенных отличительных признаков свидетельствует о том, что предлагаемый способ не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, приведены в примерах.

Примеры. Переработку отходящих газов магниевого производства ведут на промышленной газоочистке, включающей циркуляционный бак емкостью 35 м³, соединенный с ним центробежный насос 6НФ производительностью 450 м³/ч и полый скруббер диаметром 5 м и высотой 14,7 м. Скруббер соединен с насосом и баком. Дополнительно в магистраль, соединяющую насос со скруббером, врезан шнековый питатель молотого реагента, а заборный патрубок насоса 6НФ поднят на 2/3 высоты бака. После заполнения циркуляционного бака технической водой включают привод насоса 6НФ и орошают водой скруббер. Подают в скруббер отходящие газы магниевого производства 120 тыс.м³/ч и одновременно шнековым питателем подают молотый компонент в поток отходящих газов, подаваемых в скруббер. Суспензию, образующуюся в результате орошения скруббера, подают в циркуляционный бак. В баке суспензию отстаивают и осветленную часть -жидкость- рециркулируют. Устанавливают расход молотого реагента по степени очистки газов. В очищенных газах не должно содержаться HCl, а Cl₂ - до 4 мг/м³. При появлении в очищенных газах по мере насыщения циркулирующей жидкости солями следов HCl или Cl₂ около 4 мг/м³ производится замена жидкости. Замеряется концентрация суммы солей в циркулирующей жидкости перед ее заменой. Замеряют перепад давления в потоке отходящих газов на входе и выходе скруббера.

Пример 1. В качестве оксидного компонента применяют молотую известь (CaO). Концентрация суммы солей 330...350 кг/м³, перепад давления 200 Па.

Пример 2. В качестве оксидного компонента применяют обожженный магнезит (MgO). Концентрация суммы солей 330...350 кг/м³, перепад давления 200 Па.

Пример 3. В качестве оксидного компонента применяют брусит (Mg(OH)₂). Концентрация суммы солей 330...350 кг/м³, перепад давления 200 Па.

Предлагаемый способ переработки отходящих газов может быть реализован на любой мокрой газоочистке, при применении оксидного компонента, реагирующего с хлороводородной кислотой и хлористой кислотой, и не требует значительных капитальных вложений.

Использование: изобретение касается утилизации вредностей, содержащихся в отходящих газах, в частности к способа переработки отходящих газов магниевого производства, преимущественно отходящих газов, содержащих хлор и/или хлороводород. Сущность изобретения: способ переработки отходящих газов магниевого производства путем взаимодействия с оксидным компонентом в присутствии жидкости, разделения образующейся при этом суспензии. Новым в способе является то, что взаимодействие осуществляют последовательно: сначала отходящих газов с оксидным компонентом, затем полученной газовзвеси с жидкостью, путем рециркуляции ее в процесс взаимодействия после разделения суспензии. Технический результат: снижение гидравлического сопротивления потоку отходящих газов в технологии переработки и упрощение технологии переработки отходящих газов. 4 з.п.ф-лы.

1. Способ переработки отходящих газов магниевого производства путем взаимодействия отходящих газов магниевого производства с оксидным компонентом и жидкостью, разделения образующейся при этом суспензии, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют последовательно, сначала в поток отходящих газов подают оксидный компонент, затем полученную газовзвесь взаимодействуют с жидкостью. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксидного компонента используют измельченный оксидный материал, взятый из ряда: оксид кальция, оксид магния (брусит, обожженный магнезит). 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оксидный компонент подают в скруббер одновременно с отходящими газами. 4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что оксидный компонент берут в количестве, обеспечивающем очистку газов до санитарных норм. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что оксидный материал берут в количестве, обеспечивающем конечную концентрацию суммы солей 330 - 350 кг/м³.