Способ очистки газов Советский патент 1981 года по МПК B01D53/16 

Изобретение относится к спосооам очистки газов, выделяющихся при производстве фосфорных удобрений и экстракционной фосфорной кислоты, от фтора. Известен способ, согласно которому газы от производства суперфосфата, содержащие фтор в виде смеси HF+Si перед выбросом их в атмосферу промывают в механических или другого типа абсорберах слабой , получаемой в результате орошения фтористых газов водой в последующих аппаратах. Дпя лучшего улавливания фтора газ обычно пропускают последовательно через несколько абсорберов (два-три), работающих по противоточной схеме сретения. Из первого по ходу газа абсорбера вытекает кислота, содержащая 8-10% . Недостатком этого способа является низкая,степень улавливания фторсодержащих газов - содержание . фтора в выхлопных газах 160 мг/нм 1J Известен способ очистки газов от фтористых соединений, в котором газы с температурой 60-100°С сначала очищгиот от фтора путем водной абсорбции в противотоке с выводом из первого по ходу газа скруббера 8-10% . Затем газы подвергают санитарной очистке, заключающейся в абсорбции соединений фтора из них раствором Са(ОН)2 с одновременной конденсацией водяных паров из газа путем охлаждения орошающей жидкости. По предлагаемому, способу содержание фтора (в мг/м; снижается на выхлопе от 160-до 3512. Недостатком указанного способа также является высокое содержание фтористых соединений в газах. Цель изобретения - повыиение степени очистки. Поставленная цель достигается тем,, что согласно способу очистки газов от фтористых соединений, заключающемуся в том, что абсорбцию газов осуществляют в две стадии с использованием на одной из стадий противоточной водной абсорбции, на первой стадии абсорбцию ведут 7593%-ной серной кислотой с температурой ЗЗ-ЗО С. При .этом с целью очистки газов с влагосодержанием менее 35 г/нм и температурой ниже , перед первой стадией адсорбции газы . дополнительно промывают водой до содержания фтора в них 100- 150 мг/нм. Целесообразность выбранных параметров процесса обусловлена следуюшим. Пределы концентрации серной кислоты определяются балансом по воде, т.е. содержанием влаги в исходном газе, оформлением процесса экстрак1ции {дигидратный режим, полугидратный режим, на концентрации 75% полугидратный на-93% ), а такж температурой входящих фторсодержащих газов. Над серной кислотой концентрацией 85-93% при температуре 60-70°С имеется заметная упругость паров серной кислоты. По этому при повышенной температуре ис ходных газов (70-100°С) их следует промывать более слабой серной кислотой (75-80% ) во избежание образования тумана серной кислоты. Температурный предел связан с исходным содержанием фтора в газах, а также с экономическими соображени ми. При увеличении содержания фтора в исходном газе следует поддержи вать температуру З5с, при этом тем пература раствора составляет 15с. При снижении исходного содержания фтора может поддерживаться температура 40-50 С. При этом уменьшается поверхность холодильников для отвода тепла, которое выделяется. Исходные фторсодержащие газы поступают в .абсорбционный аппарат, орошаемый в замкнутом цикле серной кислотойс указанными выше технологическими параметрс1ми. Температура кислоты на выходе которая повьашается вследствие охлаждения газов, конденсации водяных даров при их осушке и разбавлении кислоты в аппарате, регулируется количеством кислоты на орошение. Эта температура поддерживается -на уровне 50-б5 с Причем при повышенной температуре входящего газа (70-lOO C) поддерживается более низкая концентрация серной кислоты во избежание образования тумана серной кислоты. В результате быстрого поглощения паров воды из газов серной кислотой парциальное давление водяных паров быстро уменьшается и не происходит образование тумана водяных паров. В абсорбционном аппарате происхо дит осушка газов. Конечная степень осушки определяется концентрацией и температурой орошающей кисл:оты, а также плотностью орсяиения. В предла гаемом способе не требуется глубокой осушки газа. Достаточной являет осушка газа до содержания паров воды 0,1-0,3 об.% и охлаждение его до 40-50 0.. . Приведенная степень осушки может t5ыть легко достигнута при использов нии серной кислоты с указанными тем пературой и концентрацией. Избыточное тепло отводится в холодильнике оборотной водой с температурой 25128 0. Фтористые соединения, находящиеся в газах, практически не улавливаются при промывке их серной кислотой в связи с ничтожной растворимостью HF и, в особенности, SiF в кислотах с концентрацией 75-93% . Осушенные газы с температурой 40-50 С направляются в абсорбционную систему, где в связи с низким исходным влагосодержанием (0,10,3 об.%) они начинают насыщаться водяными парами в первом по ходу абсорбере. При этом, в результате испарения воды происходит охлаждение газа и растворов (в первом и последующих аппаратах) до 15-30 0, чем достигается глубокая очистка газов от фтористых соединений. Снижение .температуры растворов не только позволяет достигнуть санитарных норм, но также сокращает абсорбционную зону при получении кремнефтористоводородной кислоты или позволяет повысить ее концентрацию. В тех случаях, когда имеется возможность предотвратить образование тумана в системе абсорбции фтористых газов (низкое влагосодержание исходных газов, медленное их охлаждение при промывке) процесс промывки газов серной кислотой может быть проведен перед последним абсорбционным аппаратом, а не в начале системы. Предлагаег ий способ позволяет снизить содержание фтористых соединений в газах до 10-15 мг/мн. Пример 1. Подвергают очистке 10000 газов, содержащих на входе 130 г/им водяных паров, 2 г/нм фтористых соединений (в пересчете на фтор) и имеющих температуру . Газы промывают в замкнутом цикле с отводом тепла серной кислотой концентрацией 90% с температурой . температура вытекающей кислоты составляет 55°с. На орошение подают 85 серной кислоты, концентрацию поддерживают подачей в сборник98% H-SO.. После осушки до 0,1 об.%. Нур и очистки от брызг серной кислоты газы направляют с температурой 4О С в установку противоточной ,промывки водой, где в результате насыщения газов парами воды происходит :. охлаждение растворов до , а газов до 20°С. При этом образуется 15% i F , а содержание фтора в выхлопных газах снижается до 10 мг/нм. П р и м е р 2. Подвергают очистке 10000 газов, содержащих на « входе 130 г/нм водяных паров,2 г/нм фтористых соединений (в пересчете на фтор) и имеющих температуру 90°С. Газы промывают в замкнутом цикле , с отводом тепла серной кислотой концентрацией 75% НдЗОц. с температурой

. Температура вытекающей кислоты составляет 60 с. На орошение подают 95 м/ч серной кислоты концентрацией 75%. Концентрацию поддерживают подачей в сборник 98% H-tSQ. В результате снижения концентрации серной кислоты до 75% не образуется туман серной кислоты при повышенной температуре входящего газа (до )

После, осушки до о,3 об.%.Н2О и очистки от брызг cepHOrt кислоты газы с температурой промывают в противотоке водой в абсорбционных аппаратах, где в результате насыщения их парами воды происходит охлаждение . растворов до , а газов до 21°С При этом образуется 10%-ная , а содержание фтора в выхлопных газах снижается до 15 мг/нм.

Пример 3. Подвергают очистке 10000 нмЗ/ч, содерЖадих на входе 30 г/нм водяных паров, 1 г/нм фтористых соединений (в пересчете на фтор) и имеющих температуру 55°С.

Газы промывают в противотоке в. двух ступенях водой, после чего подают в аппарат,орюшаемый в замкнутом цикле с отводом тепла серной кислото с концентрацией 92% H2SO и температурой 40С. На орошение подают 65 MV серной кислоты, концентрацию поддерживают подачей в сборник 98% .После промывки серной кислотой газы вновь промывают водой, температура которой устанавливается

на уровне 20 С. Отходящие газы имеют температуру и содержат 12 мг/нм F. В процессе очистки образуется кремнефтористрводородная кислота концентрацией 7% I ff .

Формула изобретения

1.Способ очистки газов от фто ристых соединенй путем абсорбции их в две стадии с использованием на одной из стадий противоточной водной абсорбции, отлич.ающий ся тем, что, с целью повышения степени очистки, на первой стадии абсорбцию ведут 75-93%-ной серной кислотой с температурой ЗБ-БО С.

2.Способ по п.1, отличающийся тем,что, с целью очистки газов с влагосодержанием менее

35 г/нм и температурой ниже 60°С, перед первой стадией абсорбции газы дополнительно промывают водой до содержания фтора в них 100-150 мг/нм .

Источники.информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Позин М. Е, Технология минеральных удобрений. Л., Наука, 1974,

с.358.

2.Смирнова М. В., Гордзиевский А.Ф. и Субботина О. П. Тезисы докладов совещания Современные способы очистки газовых выбросов промьыпенных предприятий от вредных загрязнений. М., 1,975 (прототип) .