CS251459B1 - Sposob čistenia odpadnej síry a zariadenie na vykonávanie tohoto spOsobu - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká sposobu čistenia odpadnej síry kombináciou vytavovania a extrakcie uhlovodíkovým rozpúšťadlom, pričom je možné získat súčasné kryštalickú a/alebo tavenú síru. Vhodným teplonosičom v procese sú spaliny, súčasné inertizujúce časť zariadenia. Uhlovodíkové rozpúšťadlo v procese recirkuluje.

Description

Vynález sa týká sposobu čistenia odpadnej síry a zariadenia na vykonávanie tohoto sposobu, s pomocou ktorých je možné zo znečistenej odpadnej elementárnej síry alebo odpadov obsahujúcich elementárnu síru připravit kvapalnú síru alebo kryštalickú síru technologicky nenáročným postupom na jednoduchom technologickom zariadení energeticky nenáročným postupom, ktorý vyhovuje požiadavkám ekologie, bezpečnosti pri práci a protipožiarnym predpisom.

Pri ťažbe a spracovaní síry odpadá jej určité množstvo vo formě nespracovaného odpadu, obsahujúceho popři anorganických a organických nečistotách 5 až 95 % hmot. síry. Anorganické nečistoty sú představované pieskom, hlínou, sofami, hrdzou, vodou; organické nečistoty tvoria živičnaté látky a iné látky fažko definovatelnej struk túry. V minulosti neboli s týmto odpadom problémy, spaloval sa vo výrobniach kyseliny sírovej spolu s pyritom. V súčasnosti sú tieto zastaralé výrobně vyraďované z prevádzky a odpadná síra sa prevažne vyváža na skládky takých odpadov, kde časom prechádža samovolné v prírodných podmienkach na kyselinu sirovu, ktorá preniká do spodných vod a zhoršuje ekologickú situáciu. V případe vzniku požiaru na skládke takých odpadov spaliny znečisťujú ovzdušie a možu byť příčinou odumretia vegetácie, úhynu živočíchov a vážné ohrozit zdravie rudí. Nie v poslednom radě dochádza k značnej národohospodárskej škodě samotným nevyužitím odpadnej síry a nákladmi na jej likvidáciu. Vytavovanie odpadnej síry rieši problém len čiastočne lebo z něho rezultuje ďalší odpad obsahujúci síru.

Podta čs. AO 209 103 sa rozdrvená odpadná síra za miešania rozpúšťa v organickém rozpúšťatíle, z ktorého ochladením vykrystalizuje síra.

Zlepšením je postup extrakcie odpadnej síry uhlovodíkom s počtom atómov uhlíka v molekule rovnom 6 až 7 pod bodom varu tohoto uhlovodíku do úplného oddelenia síry s následným oddělením kryštalickej síry a opatovnom použití uhlovodíka. Rozšířením tohoto postupu je variácia, kde uhlovodíkové rozpúšťadlo s teplotou varu nad 110 stupňov Celsia extrahuje a vytavuje síru za súčasnej filtrácie od nečistot a oddělení síry z rozpúšťadlá. K obom postupom sú uvedené aj příslušné zariadenia.

V důsledku nevelmi priaznlvej rozpustnosti síry v uhlovodíkových rozpúšťadlách aj za zvýšenej teploty sú tieto postupy zdíhavé a energeticky náročné.

Predmetom vynálezu, ktorý zmierňuje tieto nedostatky, je sposob čistenia odpadnej síry, ktorého podstatou je postup založený na mletí, priebežnom dávkovaní a temperovaní na teplotu vyššiu ako teplota tavenia síry, s výhodou spalinami, ktoré sa ďalej pohybujú proti prúdu odpadnej síry, vytavená síra sa transportuje podtlakom a/alebo pretlakom, zvyšok sa extrahuje rozpúšťadlom, z ktorého sa periodicky odděluje krystalická a/alebo tekutá síra, pričom rozpúšťadlo recirkuluje v procese.

Zariadenie na čistenie odpadnej síry pozostáva z mlýna napojeného na zásobník suroviny, ďalej dávkovač a temperátor, na ktorý je napojený odparovač, zásobník živíc a zásobník tavenej síry, na odparovač je napojený filter, zásobník filtrátu, zásobník rozpúšťadla a zásobník tavenej síry, na filter je napojený zásobník kryštalickej síry a zásobník filtrátu, na ktorý je napojený chladič a vymrazovač, filter spalin je spojený s ventilátorom napojeným na zásobník tavenej síry a tiež na temperátor, dávkovač, zásobník suroviny a mlýn, výveva je napojená cez vymrazovač a chladič na zásobník tavenej síry, filter a zásobník kryštalickej síry.

Elementárna síra je slabo rozpustná v organických a anorganických rozpúšťadlách aj za zvýšenej teploty s výnimkou sírouhlíka, ktorého použitie je obmedzené v důsledku nevhodných vlastností ako je vysoká tenzia pár, hořlavost, výbušnosť a toxicita. Je výhodné použiť pre čistenie odpadnej síry kombináciu vytavovanie a extrakcie uhlovodíkovým rozpúštadlom. Nečistoty přítomné v odpadnej sire sú v podstatnej miere mechanickými nečistotami anorganickej povahy; organické nečistoty sú povahy živíc a iných vysokomolekulárnych látok; dajú sa oddělit mechanickými operáciami ako sú filtrácie, usadzovanie, odstreďovanie a podobné.

Vynálezom opisovaný postup je charakteristický energeticky úsporným převedením. Temperovanie sa robí horúcimi dýmovými plynmi, zbavenými tuhých častíc filtrom alebo odlučovačom, transportovanými ventilátormi; ďalej dýmové plyny prechodom cez dávkovač, zásobník suroviny, mlýn, potažné zásobník tavenej síry vytvárajú inertnú atmosféru zvyšujúcu bezpečnost pri práci obmedzovaním možnosti vzniku požiaru; tiež vysušujú surovinu před spraoovaním, pričom posledně stopy vody sa odparia v temperátore. Přítomnost vody v surovině zapříčiňuje penenie násady v temperátore. Nevylučuje sa použitie iného, například kvapalného teplonosiča na prevádzku temperátora, výhodné je však použitie dýmových plynov, kde energetický příkon je daný len prevádzkou elektromotora ventilátora. Mletie suroviny v inertnej atmosféře nie je bezpodmienečne nutné, napomáhá však rýchlejšiemu taveniu suroviny. Dávkovanie suroviny možno vykonávat aj počas vytavovania síry ak sa uvolní dostatočný objem v temperátore až do jeho naplnenia a začatia extrakcie, pričom je výhodou, že oba procesy prebiehajú v jednom a tom istom aparáte temperátore. OddeTovanie vytavenej síry prebieha pomocou gravitácie presakovaním cez filtračný materiál, ktorým může byť například skleněná frita s rozmermi pórov 90 — 150 ^m, a možno mu napomáhat vytvořením podtla251459 ku za temperátorom alebo vytvořením přetlaku nad hladinou síry vytavenej v temperátore. Rýchlosti oddelovania vytavenej síry napomáhá aj vytváranie hydrostatického stípca kvapalnej, vytavenej síry nad filtračným materiálom vhodnými geometrickými rozmermi konštrukcie vytavovača, kde jeho výška má byť niekoťkonásobkom priemeru. Vytavovaním v temperátore sa získá kvapalná síra; extrakciou v temperátore možerae získat kvapalnú alebo kryštalickú síru. Závisí to od teploty varu uhlovodíkového rozpúšadla, ak je jeho teplota varu přibližné do 110 °C a do tejto teploty sa temperuje temperátor, vzniká v odparovači kryštalická síra v suspenzii rozpúšadla a može sa periodicky vypúšťať na filter, kde sa oddělí recirkulujúce rozpúšťadlo a kryštalická síra ako produkt. Pri použití rozpúšťadla s vyššou teplotou varu a temperovaní temperátora na zodpovedajúcu teplotu získané v odparovači dve kapalné vrstvy, z ktorých spodná je tvořená prakticky čistou kvapalnou sírou, ktorú je možné transportovat do zásobníka tvorenej síry, kde sa zbaví zvyškov rozpúšťadla znížením tlaku. Jednoduchým přepojením je možné na zariadení vyrobit z kryštalickej síry tavenú síru a naopak. Použitie podtlaku na oddelovanie tavenej síry možno nahradit v súhlasnom smere posobiacim pretlakom, potažné použit ich kombináciu pokial to konštrukcia aparátov dovoluje. Je výhodné vyevakuovat například zásobník tavenej síry a následné ho napojit na temperátor pri odpojenej výveve. Podiely skondenzované v chladiči, potažné vymrazené vo vymrazovači, je možné přečerpat do zásobníka filtrátu. Odpadně živice je možné spalovat spolu s tuhými menej hodnotnými palivami ako prídavok. Opísaný sposob je možné vykonávat aj na menej náročnom zariadení s vynecháním niekotkých aparátov potažné aparáty improvizovat například záměnou zásobníkov za ocelové sudy, čo však podstatu procesu nemení.

Zariadenie na čistenie odpadnej síry je schématicky znázorněné na obrázku 1.

Mlýn 1 je napojený na zásobník 2 suroviny, ďalej dávkovač 3 a temperátor 4, na ktorý je napojený odparovač 5, zásobník 10 živíc a zásobník 11 tavenej síry. Na odparovač 5 je napojený filter 6, zásobník 8 filtrátu, zásobník 9 rozpúšťadla a zásobník 11 tavenej síry. Na filter 6 je napojený zásobník 7 kryštalickej síry a zásobník 8 filtrátu, na ktorý je napojený tiež chladič 14 a vymrazovač 15. Spaliny prechádzajú filtrom 13 spalin, ventilátorom 12, kde sa větví do zásobníka 11 tavenej síry a cez temperátor 4, dávkovač 3, zásobník 2 suroviny a mlýn 1 do atmosféry. Výveva 18 je napojená cez vymrazovač 15 a chladič 14 na zásobník 11 tavenej síry, filter 6 a zásobník 7 kryštalickej síry.

Kusová odpadná síra sa drví v mlýne 1 a přepadá do zásobníka 2 suroviny a dávkovačom 3 sa nadávkuje do temperátora 4. Horúce spaliny prechádzajúce filtrom 13 spalin sú hnané ventilátorom 12 cez temperátor 4, kde vytaví síru, ďalej spaliny prechádzajú dávkovačom 3, zásobníkom 2 suroviny a mlynom 1, kde vytvárajú inertnú atmosféru a unikajú do ovzdušia. Po roztavení obsahu temperátora 4 sa vývevou 16 cez vymrazovač 15 a chladič 14 vyevakuuje zásobník 11 tavenej síry, do ktorého sa stiahne roztavená síra z temperátora 4. Dávkovačom 3 sa doplní odpadná síra do původného objemu v temperátore 4 a proces sa opakuje do jeho úplného zaplnenia nevytavitel'ným odpadom. Zo zásobníka 9 rozpúšťadla naplníme odparovač 5, kde odpaříme rozpúšťadlo kondenzujúce v temperátore 4, pretekajúce cez nevytavítel'ný cdpad, z ktorého extrahuje zvyšky síry a stéká naspat’ do odparovača 5. Po nasýtení rozpúšťadla sírou začne táto buď vypadávat vo formě kryštálov, alebo taveniny tažšej ako rozpúšťadlo. V případe vzniku kryštalickej síry sa periodicky odoberá časť suspenzie na filter 8, kde sa kryštalická síra oddělí a premiestni do zásobníka 7 kryštalickej síry; filtrát sa premiestni do zásobníka 8 filtrátu a do odparovača 5. V případe vzniku taveniny síry v odparovači 5 sa táto periodicky odpúšťa do zásobníka 11 tavenej síry, ktorý može byť temperovaný tiež spalinami. Po odstránení posledných zvyškov síry z obsahu temperátora 4 sa podtlakom odstránia posledně podiely rozpúšťadla odsátím cez zásobník 11 tavenej síry, chladič 14, vymrazovač 15, vývevou 16. Odpadně živice z temperátora 4 po vychladnutí sa premiestnia do zásobníka 10, odpadných živíc. Kondenzát z chladiča 14 a obsah vymrazovačky 15 sa prečerpajú do zásobníka 8 filtrátu. Pri zdvojení aparátov temperátora 4 a/alebo filtra 6 v paralelnom zapojení sa postupuje rovnako avšak s menšími časovými stratami. Ak má byť produktom kryštalická síra, je výhodné ako rozpúšťadlo použit například benzén; ak tavená síra je výhodné použit ako rozpúšťadlo technickú zmes polohových izomérov xylénu. Pri použití přetlaku potažné jeho kombinácie s podtlakom podlá predchádzajúceho opisu je potřebné pri oddělovaní síry v temperátore 4 tento v hornej časti uzavrieť a cez uzávěr doviesť stlačený transportný plyn, ktorým može byť aj vzduch z kompresora. Zariadenie je však nutné v tom případe opatřit poistným ventilom; tieto prvky nie sú znázorněné na obr. 1.

PREDMET

Claims (3)

1. PREDMET

   1. Sposob čistenia odpadnej síry význačnej tým, že odpadná síra sa melie, priebežne dávkuje a temperuje na teplotu vyššiu ako teplota tavenia síry, s výhodou spalinami, ktoré sa ďalej pohybujú proti prúdu odpadnej síry, vytavená síra sa transportuje podtlakom a/alebo pretlakom, zvyšok sa extrahuje rozpúŠťadlom, z ktorého sa periodicky odděluje krystalická a/alebo tekutá síra, pričom rozpúšťadlo sa recykluje v procese.
2. 2. Zariadenie na vykonáváme sposobu podlá bodu 1 vyznačené tým, že pozostáva z mlýna (lj napojeného na zásobník (2) suroviny, dávkovač (3) a temperátor (4), na ktorý je napojený odparovač (5), zásobník (10] živíc a zásobník (lij tavenej síry, pričom na odparovač (5j je napojený filter

   VYNÁLEZU (6), zásobník [8] filtrátu, zásobník (9) rozpúšťadla a zásobník (lij tavenej síry a na filter (6) je napojený zásobník (7j krystalické j síry a zásobník (8) filtrátu, na ktorý je napojený chladič (14] a vymrazovač (15), pričom filter (13) spalin je spojený s ventilátorom (12] napojeným na zásobník (11) tavenej síry, temperátor (4j, dávkovač (3), zásobník (2) suroviny a mlýn (1) a výveva [16] je napojená cez vymrazovač (15) a chladič (14] na zásobník (11) tavenej síry, filter (6) a zásobník (7) kryštalickej síry.
3. 3. Zariadenie podl'a bodu 2 vyznačené tým, že temperátor (4) a/alebo filter (6) sú paralelné zdvojené.

   1 list výkresov