Способ выделения соединений рения и сопутствующих элементов из вулканических газов Российский патент 2018 года по МПК C22B61/00 C22B7/02 F27D17/00 

Изобретение может быть использовано для охлаждения сильно обводненных природных вулканических газов перед выделением из них рассеянных, благородных, редких элементов.

Известен способ извлечения рения и сопутствующих элементов из вулканических газов [Патент РФ №2222626, МПК⁷ С22В 61/00, 7/02], заключающийся в сборе вулканических газов в сборнике, их охлаждении за счет испарения воды, подаваемой в распыленном виде в газоход перед электрофильтром, до температуры 300-400°С с конденсацией в результате охлаждения газа соединений рения и других элементов и улавливании полученных твердых соединений в электрофильтре или системе электрофильтров при поддержании температуры газа на выходе из последнего электрофильтра на уровне 200-250°С.

Основные недостатки такого способа охлаждения вулканических газов, содержащих в среднем 95% паров воды, заключаются в значительном безвозвратном расходе воды (около 65 кг воды при охлаждении 1 т паров воды на каждые 100°С) и потерях тепла вулканических газов, которое целесообразно использовать для получения энергетического пара и, соответственно, электроэнергии.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности хорошо известный способ охлаждения газов водой через стенку в противоточном холодильнике [Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971]. Однако в данном случае процесс сильно осложняется высоким содержанием в вулканических газах паров воды (~95%), вследствие чего их необходимо охлаждать в основном за счет испарения охлаждающей воды. Это и присутствие в вулканических газах кислотообразующих газов (HCl, HF, SO₂) создает возможность местной конденсации на стенке холодильника, контактирующей с охлаждающей водой, смеси разбавленных кислот и, как следствие, ее коррозии.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ, - предотвращение конденсации указанной смеси кислот (и, как следствие, коррозии) и повышение комплексности использования вулканических газов за счет утилизации тепла с получением энергетического пара для производства электроэнергии.

Технический результат достигается за счет улавливания и сбора вулканических газов с температурой до 600°С в сборнике, после чего газы охлаждают, используя в качестве охлаждающего агента водоорганический раствор с температурой кипения выше 100°С. Способ осуществляется следующим образом.

Вулканические газы, собранные в сборнике и имеющие температуру до 600°С, охлаждаются в противоточном холодильнике в основном за счет испарения воды с использованием в качестве охлаждающего агента в виде водоорганического раствора с температурой кипения выше 100°С, нагретого выше 100°С, но ниже температуры его кипения (например тосола с температурой >100 - <110°С), что предотвращает конденсацию указанной смеси кислот.

Пары охлаждающего агента охлаждаются во втором холодильнике водой с получением жидкого охлаждающего агента с температурой выше 100°С и энергетического пара, направляемого на производство электроэнергии. Охлажденный охлаждающий агент направляется в расходную емкость и далее на охлаждение вулканических газов в первый холодильник, а отработанный энергетический пар - в градирню с получением конденсата для охлаждения охлаждающего агента.

Вулканические газы, охлажденные до заданной температуры, направляются на улавливание коллективного концентрата в системе тонкой газоочистки.

Техническая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что его использование обеспечивает возможность утилизации тепла вулканических газов для производства электроэнергии с предотвращением местной конденсации в холодильнике смеси кислот и, как следствие, его коррозии.

Изобретение может быть использовано для выделения соединений рения и сопутствующих элементов из сильно обводненных природных вулканических газов. Вулканические газы с температурой до 600°С собирают в сборнике, охлаждают в противоточном холодильнике. В качестве охлаждающего агента используют водоорганический раствор с температурой кипения выше 100°С, нагретый до температуры от выше 100°С до ниже 110°С. Сконденсированные из вулканических газов соединения рения и сопутствующие элементы улавливают в системе газоочистки. Способ позволяет предотвратить конденсацию смеси кислот, присутствующих в вулканических газах кислотообразующих газов, и, как следствие, коррозию, а также повысить комплексность использования вулканических газов за счет утилизации тепла с получением энергетического пара для производства электроэнергии. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ выделения соединений рения и сопутствующих элементов из вулканических газов, включающий улавливание и сбор вулканических газов и их охлаждение, отличающийся тем, что осуществляют улавливание и сбор вулканических газов с температурой до 600°С в сборнике, после чего газы охлаждают в противоточном холодильнике с использованием в качестве охлаждающего агента водоорганического раствора с температурой кипения выше 100°С, нагретого до температуры от выше 100°С до ниже 110°С, после чего сконденсированные из вулканических газов соединения рения и сопутствующие элементы улавливают в системе газоочистки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после охлаждения вулканических газов пары водоорганического раствора охлаждают водой с получением энергетического пара для производства электроэнергии.