Способ очистки отходящих газов от двуокиси серы Советский патент 1993 года по МПК B01D53/14 B01D53/34 

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов от двуокиси серы и может быть использовано в угольной и металлургической промышленности.

Наиболее распространенным способом улавливания S02 из газов является известковый, одним из вариантов которого является промывка газов суспензией извести. Несмотря на то, что этот метод является наиболее простым по сравнению с другими, стоимость очистки газов, образующихся от сжигания углей, составляет около 30% стоимости топлива,

В качестве прототипа предлагаемого способа принят способ.

Содержанием этого способа является то, что находящиеся в газах диоксиды серы при контакте их с суспензией отходов флотации фосфоритных руд вступают в химическую реакцию с фосфатными шламами с образованием бисульфита, который легко окисляется на воздухе в бисульфат.

Недостатком данного способа является то, что процесс очистки отходящих газов протекает в кислой среде, вследствие чего аппараты и транспортные коммуникации для отработанной суспензии должны выполняться из кислотостойких материалов.

Целью изобретения является предотвращение образования кислой среды в отработанной суспензии.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки отходящих газов от двуокиси серы обработкой водной суспензией отходов флотационного обогащения в качестве отходов флотационного обогащения используют отходы флотации углеобогатительных фабрик с содержанием твердого в суспензии 20-70 г/я при расходе суспензии не менее 1 м на 1000 м газа.

Суспензии отходов флотации углеобогатительных фабрик при содержании твердого в них не менее 20 г/л способны противостоять изменению реакции среды при взаимодействии с кислотой или ще о со

4Q

4 О

GJ

лочью. Исследованиями, проведенными в институте Укрнииуглеобогащение установлено, что это явление основано на том, что отдельные компоненты связывают ионы водорода или гидроксила вводимых в суспензии кислот или оснований с образованием слабых электролитов. Использование этих свойств суспензии отходов флотации позволяет поглощать ими определенное количество двуокиси серы без образования кислой среды в жидкой фазе.

Увеличение содержания твердого в суспензиях выше 20 г/л оказывает незначительное влияние на способность суспензий сохранять нейтральность среды. Использование суспензий с содержанием твердого выше 120-150 г/л вызывает затруднения в эксплуатации в связи с осаждением твердых частиц, зашламовыванием транспортных коммуникаций.

Химический состав зольной части отходов флотации угля, %;

PaOs отсутствует; РаОз 7,3; 23,9; SiOa 58,1; СаО 1.1; Мд6Л.8: ЗОз 0,7; N azO 4,2; КаО 2.5; микроэлементы остальное. .

Исследованиями также установлено, что

1 м3 суспензии способен поглотить 100-160 г двуокиси серы без образования кислой среды в жидкой фазе. Исходя из этого, а также содержания двуокиси серы в очищаемом газе, принят нижний предел удельного расхода суспензии, оптимальное значение которого обусловлено содержанием SOj. Увеличение расхода суспензии сверх оптимального несколько улучшает условия поглощения,однако является нецелесообразным из-за увеличения энергетических затрат на ее транспорт.

Содержание двуокиси серы в отходящих газах сушильных установок углеобогатительных фабрик находится в интервале 150-400 мг/м3 в зависимости от качества сжигаемого топлива, режимов сжигания и сушки.

Пример 1.1000 м3/ч отходящих газов сушильной установки углеобогатительной фабрики, содержащих 180 мг/м3 двуокиси серы, подаются в аппарат, где контактируют с суспензией отходов флотации с содержанием твердого 50 г/л, подаваемой в количестве 0,7 м /ч; рН жидкой фазы суспензии равен 7,7. Содержание двуокиси серы в газах на выходе из аппарата 50 мг/м ; среда жидкой фазы суспензии на. выходе - слабокислая (рН 6,2)..

П р и м е р 2. 1000 м3/ч газов с содержанием двуокиси серь 160 мг/м3 подаются в аппарат, где контактируют с суспензией отходов флотации с содержанием твердого 50 г/л, подаваемой в количестве 1 м /ч, рН

жидкой фазы суспензии равен 7,7. Содержание SOa в газах на выходе из аппарата 30 мг/м , рН жидкой фазы суспензии 7,3. Пример 3. 1000 мг/ч газов с содержанием двуокиси серы 160мг/м подаются в аппарат, где контактируют с суспензией отходов флотации с содержанием твердого 50 г/л, подаваемой в количестве 1,3 м3/ч; рН жидкой фазы суспензии равен 7,7. На выхо0 де из аппарата содержание двуокиси серы в газах 20 мг/м3, рН жидкой фазы суспензии 7.3.

л

Пример 4. 1000 м /ч газов с содержанием двуокиси серы 200 мг/м3 подаются

5 в аппарат, где контактируют с суспензией отходов флотации, содержащей 100 г/л твердого и подаваемой в количестве 1,3 м /ч; рН жидкой фазы суспензии равен 7,7. На выходе из аппарата содержание двуоки0 си серы в газах 35 мг/м3. рН жидкой фазы суспензии 6,6.

П рим е р 5. 1000 м3/ч газов с содержанием двуокиси серы 210 мг/м3 подаются в аппарат, где контактируют с суспензией

5 отходов флотации, содержащей 20 г/л твердого и подаваемой в количестве 1,3 м3/ч; рН жидкой фазы суспензии равен 7,7. На выходе из аппарата содержание двуокиси серы в газах 30 мг/м3. рН жидкой фазы суспензии

0 7,2.

Пример 6. 1000 м3/ч газов с содержанием двуокиси серы 320 мг/м3 подаются в аппарат, где контактируют с суспензией отходов флотации с содержанием твердого

5 70 г/л, подаваемой в количестве 2,2 м /ч, рН жидкой фазы суспензии равен 7,8, Содержание SOa в. газах на выходе из аппарата 50 мг/м3, рН жидкой фазы суспензии 7,3. Пример 7. 1000 м /ч газов с содер0 жанием двуокиси серы 400 мг/м3 подаются в аппарат, где контактируют с суспензией отходов, содержащей 70 г/л твердого и подаваемой в количестве 3,0 м3/ч; рН жидкой фазы суспензии равен 7,8. На выходе из

5 аппарата содержание двуокиси серы в газах 57 мг/м3, рН жидкой фазы суспензии 7,4.

В таблице приведены результаты исследований, проведенных на стендовой установке, обеспечивающей контакт отходящих

0 газов сушильной установки с проточным слоем суспензии.

Как видно из приведенных в таблице данных, при расходе суспензии отходов флотации 1 м и больше на 1000 м3 газа

5 улавливается основная часть окислов серы, при этом отработанная суспензия сохраняет слабощелочную среду (рН больше 7).

При расходе суспензии менее 1 м3 на 1000 м газа (пример 1) также улавливается более 70% окислов серы, однако отработанная суспензия имеет слабокислую среду (рН 6,2).

Увеличение расхода суспензии более 1 м на 1000 м газа обусловлено увеличением содержания S02 в газе более 200 мг/м3, Избыток суспензии не ухудшает показатели процесса и ограничивается затратами на ее транспорт.

I

Влияние содержания твердого в сус- пензии видно из сравнения показателей значений рН отработанной суспензии в примерах 4 и 5. При прочих равных условиях уменьшение содержания твердого до 10 г/л обусловило снижение рН отработанной сус- пензии до 6,6. Увеличение содержания твердого не оказывает влияния на эффективность процесса улавливания, однако, как указывалось ранее, при содержании твердого выше 150 г/л значительно

усложняется транспорт суспензии по трубопроводам. Поэтому использование для поглощения SU2 суспензий с высоким содержанием твердого является нецелесообразным.

Предлагаемый способ очистки отходящих газов сушильных установок углеобогатительных фабрик от окислов серы по сравнению с прототипом имеет преимущество, которое заключается в том, что для очистки газов используют суспензию отходов флотации угля, находящуюся в замкнутом цикле фабрики и сохраняющую нейтральную среду после поглощения определенного количества S02. Применение предлагаемой суспензии отходов флотации позволяет; не применять для очистки газов специального поглотителя и не организовывать его нейтрализацию путем применения специальных реагентов.

Использование: угольная и металлургическая промышленность. Сущность изобретения: отходящие газы обрабатывают водной суспензией отходов флотации углеобогатительных фабрик. Содержание твердого в суспензии 20-70 г/л. Расход суспензии не менее 1 м3 на 1000 м газа. рН отработанной суспензии 6,2-7,4 г/л. Содержание SOa в газах после очистки 30-57 мг/м3. 1 табл. ел С

Формула изо б р е т е н и я Способ очистки отходящих газов от двуокиси серы обработкой водной суспензией отходов флотационного обогащения, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью предотвращения образования кислой среды в отработанной суспензии, в качестве отходов флотационного обогащения используют отходы флотации углеобогатительных фабрик с содержанием твердого в суспензии 20-70 г/л при расходе суспензии не менее t м на 1000м3 газа.