CS261761B1 - Způsob odsiřování spalin magnezitovou metodou - Google Patents

Abstract

Způsob řeší odsiřování spalin magnezitovou metodou bez samostatné kalcinace magnezitu. Podstata postupu spočívá v tom, že se do odsiřovacího procesu vnáší nepálený magnezit mletý na velikost částic pod 3 mm.

Description

Vynález se týká způsobu odsiřování spalin magnezitovou metodou bez samostatné kalcinace magnezitu.

Cyklický inagnezitový způsob odsiřování spalin je všeobecně známý a průmyslově využívaný. Tímto způsobem se spaliny vypírají cirkulující absorpční suspenzí obsahující jako aktivní složku oxid hořečnatý MgO za vzniku siričitanu hořečnatého podle rovnice.

MgO + S0₂ + XH₂O = MgSO₃ . xHjO /1/

Vznikající krystaly siřičitanu hořečnatého se suší a termicky štěpí /kalcinují/ podle rovnice:

MgSO₃ = MgO + S0₂ /2/

Oxid siřičitý se dále výhodně zpracovává na kyselinu sírovou a oxid hořečnatý se vrací do odsiřování. Ztráty oxidu hořečnatého, které se pohybují v rozmezí 2 až 15 hmot. %, se kryjí přidáváním oxidu hořečnatého ve formě páleného magnezitu do absorpční suspenze.

Další variantou magnezitového způsobu odsiřování spalin je způsob částečně otevřený, jehož podstata spočívá v tom, že se část siřičitanu hořečnatého odvádí z procesu odsiřování jako produkt. Pak se vedle ztrát nahrazuje i takto záměrně odvedený zdroj oxidu hořečnatého páleným magnezitem.

*

Nevýhodou těchto metod jsou vedle přidávání páleného magnezitu do odsiřovacího procesu i probíhající vedlejší oxidační reakce.

V kapalné fázi obsažený siřičitan hořečnatý se totiž oxiduje podle rovnice

MgSO₃ ; ¹/2 0₂ = MgSO₄ /3/ a při kalcinaci siřičitanu hořečnatého v důsledku obsahu kyslíku ve spalinách probíhá také reakce podle rovnice

MgSO_{3 +} ^X/2 °2 = ^M9^SO4 ^/4/

Vznik síranu hořečnatého je zde ovšem nežádoucí a proto se do absorpční suspenze přidávají antioxidanty /např. p-aminofenol, difenylamin/ a do siřičitanu hořečnatého se přidává při kalcinaci jako redukční činidlo koks. V krajním případě, pokud se nepodaří q udržovat obsah síranu hořečnatého v absorpční suspenzi pod cca 250 g/dm , je nutné ho z odsiřovacího procesu oddělovat. To představuje vznik problematického vedlejšího produktu a celkově vyšší ekonomické náklady na realizaci odsiřování spalin.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se do procesu odsiřování vnáší místo páleného magnezitu nepálený mletý na velikost částic pod 3 mm. Ke kalcinaci magnezitu dojde v průběhu odsiřovacího procesu zároveň s kalcinaci siřičitanu hořečnatého.

Výhodou způsobu podle vynálezu je vypuštěni kalcinace /pálení/ magnezitu jako samostatné operace, aniž by tento zásah ovlivnil průběh celého odsiřovacího procesu, což znamená značné zjednodušení a zhospodárnění odsiřovací metody /úspory energie, investičních a provozních nákladů/. Dalšího vyššího účinku oproti dosavadním odsiřovacím metodám se způsobem podle vynálezu dosáhne využitím dvojmocného železa obsaženého v nepáleném magnezitu jako redukční složky při kalcinaci siřičitanu hořečnatého, obsahujícího příměs nežádoucího síranu hořečnatého. Nepálený magnezit totiž obsahuje 2 až 5 hmot. % vázaného železa převážně 2+ v jeho dvojmooné formě Fe , které je izomorfně zabudováno v mřížce s dvojmocným kationtem hořčíku Mg2⁺. pálením magnezitu při rozkladné teplotě cca 700 °C se mřížka rozpadá podle rovnice

Mg/Fe/CO₃ = Mg/Fe/O + C0₂ /5/

Dvojmocný kationt železa není při těchto podmínkách schopen existence a má snahu „

3+ přecházet na trojmocný kationt Fe . Shodou okolností i siřičitan horečnatý má rozkladnou teplotu cca 700 °C. Tepelným rozkladem směsi nepáleného magnezitu a siřičitanu horečnatého způsobem podle vynálezu proto probíhají reakce podle rovnic /5/ a /2/, přičemž se zde současně uplatní redukční působeni oxidu železnatého FeO, vznikajícího podle rovnice /5/, na síran hořečnatý, vznikající při kalcinaci podle rovnice /4/ nebo již vzniklý podle rovnice /3/. Tuto redukci lze vyjádřit rovnicí:

MgSO₄ + 2FeO = MgO + Ρθ₂Ο₃ + SO₂ /6/

Vzniklý oxid siřičitý se zpracovává na kyselinu sírovou a oxid hořečnatý se vrací do odsiřováni. Oxid železitý vzniká rovněž v průběhu výše uvedených známých magnezitových způsobů odsiřování spalin a jeho odstranění je zde již řešeno.

Na připojeném výkresu je zobrazeno blokové schéma příkladu provedeni způsobu podle vynálezu.

Na modelovém zařízení se spaliny hnědého uhlí o teplotě 140 až 160 °C s obsahem SO, 6 g/Nm 3 uváděly do absorbéru .1 v množství 2 000 Nm /h, kde se při kontaktu s prací suspenzí docílilo jejich odsíření na 95 %. Prací suspenze se do absorbéru 1. rozprašovala tryskou pomocí Čerpadla 3. v množství 15 m za hodinu a samospádem stékala do zásobníku suspenze 2^ Část suspenze v množství 200 až 400 1/h se z cirkulačního okruhu odváděla do usazováku j4, kde se zahustila na obsah pevné fáze 1 000 g/dm³ a čirá kapalina se vracela zpět k odsiřování do zásobníku suspenze Zahuštěná suspenze se v sušárně 5. při teplotě sušení kolem 80 °C zbavila vody' a sušina se v peci 6. ohřívané přímými spalinami zemního plynu kalcinovala při teplotě cca 900 °C. Kalcinát se vracel 2pět do cirkulačního zásobníku 2^ Ztráty na 2+ 3+ hořčíku se nahrazovaly mletým magnezitem o složení 40 % MgO, 2. % Fe a 0,5 % Fe v množství až 1,5 kg za hodinu. Na počátku pokusu se cirkulační okruh sestávající z aparátu .1, a 3 jednorázově naplnil vodou a čistým oxidem hořečnatým, přičemž tato výchozí suspenze obsahovala 80 kg MgO. V ustáleném stavu se složení suspenze odváděné z cirkulačního okruhu pohybovalo kolem následujících hodnot /hmot. %/: kapalná fáze 1,2 MgSOj a 8,5 MgSO^, pevná fáze neobsahovala žádný MgSO^ ani po dlouhodobém ustáleném chodu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob odsiřování spalin magnetitovou metodou, vyznačený tím, že do odsiřovacího procesu se vnáší nepálený magnezit mletý na velikost částic pod 3 mm.