PL183184B1 - Sposób odsiarczania gazów odlotowych - Google Patents

Sposób odsiarczania gazów odlotowych

Info

Publication number
PL183184B1
PL183184B1 PL96313006A PL31300696A PL183184B1 PL 183184 B1 PL183184 B1 PL 183184B1 PL 96313006 A PL96313006 A PL 96313006A PL 31300696 A PL31300696 A PL 31300696A PL 183184 B1 PL183184 B1 PL 183184B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
desulfurization
magnesium
treatment fluid
calcium
present
Prior art date
Application number
PL96313006A
Other languages
English (en)
Other versions
PL313006A1 (en
Inventor
Kenichi Nakagawa
Original Assignee
Toyo Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Engineering Corp filed Critical Toyo Engineering Corp
Publication of PL313006A1 publication Critical patent/PL313006A1/xx
Publication of PL183184B1 publication Critical patent/PL183184B1/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/502Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/68Halogens or halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/40Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/402Alkaline earth metal or magnesium compounds of magnesium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/40Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/60Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604Hydroxides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

1 Sposób odsiarczania gazów odlotowych, obejmujacy etap odsiarczania, podczas którego gaz odlotowy zawierajacy tlenki siarki kontaktuje sie z ciecza obróbcza zawierajaca srodek od- siarczajacy na bazie magnezu, absorbujac tlenki siarki zawarte w gazie odlotowym w cieczy obróbczej, etap utleniania cieczy obróbczej z etapu odsiarczania poprzez kontaktowanie jej z gazem zawierajacym tlen, dla konwersji soli magnezowych obecnych w cieczy obróbczej w siarczan magnezu 1 etap podwój- nego rozkladu, w którym do cieczy obróbczej z etapu utleniania dodaje sie zasadowy zwiazek wapnia, rozkladajac siarczan ma- gnezu obecny w cieczy obrobczej do wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu, i w którym otrzymana w etapie podwójne- go rozkladu mieszanine w postaci zawiesiny, zawraca sie do etapu odsiarczania, a dwuwodzian gipsu obecny w cieczy obrób czej usuwa sie z ukladu, znamienny tym, ze przed zawróceniem mieszaniny w postaci zawiesiny otrzymanej na etapie podwójne- go rozkladu, 3 Sposób odsiarczania gazów odlotowych, obejmujacy etap odsiarczania, podczas którego gaz odlotowy zawierajacy tlenki siarki i chlorowodór kontaktuje sie z ciecza obróbcza zawierajaca srodek odsiarczajacy na bazie magnezu, absorbujac w niej tlenki siarki i chlorowodór zawarte w gazie odlotowym, etap utleniania cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, przez kontaktowanie jej z gazem zawierajacym tlen, dla konwersji soli magnezowych obecnych w cieczy obróbczej w siarczan magnezu i etap podwoj nego rozkladu, w którym do otrzymanej w etapie utleniania cieczy obróbczej dodaje sie zasadowy zwiazek wapnia, rozkla- dajac siarczan magnezu obecny w cieczy obróbczej do wodoro- tlenku magnezu i dwuwodzian gipsu, F IG. 3 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób odsiarczania, różnego rodzaju gazów odlotowych, włączając w to gazy zawierające tlenki siarki (np. gazy odlotowe ze spalania oleju lub węgla) i gazy odlotowe zawierające zarówno tlenki siarki jak i chlorowodór.
Typową, mokrą metodą odsiarczania różnego rodzaju gazów odlotowych jest znany proces wapienno-gipsowy. W procesie tym, absorbent składający się z węglanu wapnia lub wodorotlenku wapnia jest dodawany bezpośrednio do kolumny odsiarczającej, a więc jony wapnia rozpuszczają się w cieczy obróbczej. A zatem, kiedy jony wapnia reagują z tlenkami siarki lub podobnymi związkami w kolumnie odsiarczającej, kamień składający się z wytrąconego dwuwodzianu gipsu, dwuwodnego siarczynu wapnia, węglanu wapnia i podobnych związków, osadza się w kolumnie odsiarczającej i przewodach. Stwarza to trudności w zapewnieniu sprawnego działania układu i wymaga dużego nakładu pracy przy usuwaniu takich kamiennych osadów. Ponadto, wodorotlenek wapnia jest środkiem odsiarczającym zdolnym do zaabsorbowania dwóch cząsteczek dwutlenku siarki, ale siarczyn wapnia, który jest środkiem odsiarczającym absorbującym jedną cząsteczkę dwutlenku siarki, ma znacznie niższą rozpuszczalność niż siarczyn magnezu, który jest podobnym środkiem odsiarczającym.
A zatem, sposób ten jest również niekorzystny z ekonomicznego punktu widzenia, ponieważ stosowana ciecz obróbcza wykazuje niski stopień absorbcji tlenków siarki, co pociąga za sobą wzrost gabarytów urządzeń, takich jak kolumna odsiarczająca i pompy cyrkulacyjne.
Z drugiej strony, znana jest metoda podwójno-alkaliczna, w której absorpcję tlenków siarki w kolumnie odsiarczającej przeprowadza się za pomocą zasadowych środków odsiarczających, takich jak zasadowy związek sodu, amoniaku lub zasadowy związek magnezu, a regenerację środka odsiarczającego przeprowadza się przez podwójny rozkład, za pomocą wapna palonego, na zewnątrz kolumny odsiarczającej. Metoda podwójno-alkaliczna jest mniej podatna na osadzanie się kamienia. W szczególności, sposób z zastosowaniem zasadowego związku magnezu jako środka odsiarczającego, charakteryzuje się wysoką skutecznością absorpcji tlenków siarki, wysoką rozpuszczalnością powstałego siarczynu magnezu i niższym stopniem osadzania się kamienia w kolumnie absorpcyjnej. Jednakże, w procesie stosującym zasadowe środki odsiarczające, pojawia się problem wytrącania dwóch rodzajów kryształów (tzn. dwuwodzianu gipsu i wodorotlenku magnezu), na etapie podwójnego rozkładu i pojawiają się trudności w ich rozdzieleniu, wymaga to bowiem stosowania skomplikowanych urządzeń.
Dodatkowo, znana jest metoda magnezowo-gipsowa Kawasaki, która stanowi kompromis pomiędzy procesem wapienno-gipsowym, a metodą podwójne-alkaliczną [A Collection of Environmental Pollution Control Techniąues for Practical Use (1), Kagaku Kogyosha, str. 14], Zgodnie z tą metodą, tlenki siarki są absorbowane na etapie odsiarczania z zastosowaniem jako środka odsiarczającego mieszaniny wodorotlenku magnezu i wodorotlenku wapnia w postaci zawiesiny. Następnie, podczas korygowania pH za pomocą kwasu siarkowego do wartości 2,0-4,0, ciecz obróbcza utlenia się za pomocą powietrza lub podobnego środka, aby otrzymać siarczan magnezu i dwuwodzian gipsu. Następnie, ciecz obróbcza przechodzi przez etap rozdzielania przez sedymentację i oddzielacz wirówkowy i wówczas jest rozdzielana na dwuwodzian gipsu i wodny roztwór siarczanu magnezu. Oddzielony wodny roztwór siarczanu magnezu jest zawracany do etapu regeneracji środka odsiarczającego, gdzie doprowadza się również mieszaninę wodorotlenku magnezu i wodorotlenku wapnia w zawiesinie. Tak więc siarczan magnezu przechodzi reakcje podwójnego rozkładu z częścią wodorotlenku wapnia występującego w zawiesinie, tworząc wodorotlenek magnezu i dwuwodzian gipsu. Ciekła mieszanina, zawierające te związki i pozostały wodorotlenek wapnia, jest zawracana do etapu absorpcji i stosowana jako środek odsiarczający. Jednakże, sposób ten jest podobny do procesu wapienno-gipsowego w tym, że wodorotlenek wapnia i dwuwodzian gipsu wprowadza się do kolumny odsiarczającej. A zatem, problem podatności na osadzanie się kamienia w kolumnie odsiarczającej, w pompach cyrkulacyjnych i przewodach, nie został rozwiązany.
Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu odsiarczania gazów odlotowych, który umożliwia wysoką skuteczność absorpcji tlenków siarki w cieczy obróbczej i wskutek tego może być przeprowadzony w prostym urządzeniu o małych rozmiarach.
183 184
Innym celem niniejszego wynalazku, jest opracowanie sposobu odsiarczania gazów odlotowych, w którym można zminimalizować stężenie jonów wapnia w cieczy obróbczej występującej w kolumnie odsiarczającej, co pozwala na uniknięcie osadzania się kamienia i blokad w kolumnie odsiarczającej, pompach cyrkulacyjnych i przewodach oraz utrzymanie sprawnego działania układu.
Jeszcze innym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu odsiarczania gazów odlotowych, według którego można realizować wyżej wymienione cele, nawet jeśli gaz odlotowy zawiera nie tylko tlenki siarki ale również chlorowodór.
W wyniku intensywnych badań nad uproszczeniem sposobu stosującego środki odsiarczające na bazie magnezu, według technologii podwójne-alkalicznej, obecnie odkryto, że w przeciwieństwie do wcześniejszego stanu techniki, według którego dwuwodzian gipsu i wodorotlenek magnezu otrzymywane na etapie podwójnego rozkładu, rozdziela się, a zawraca tylko wodorotlenek magnezu do kolumny odsiarczającej, proces można przeprowadzić bez rozdzielania dwuwodzianu gipsu i wodorotlenku magnezu, pod warunkiem, że rozpuszczone w cieczy obróbczej jony wapnia nie są wprowadzane do kolumny odsiarczającej. Wynalazek niniejszy został opracowany w oparciu o to odkrycie.
W szczególności, według jednego z wariantów realizacji niniejszego wynalazku, sposób odsiarczania gazów odlotowych, obejmujący etap odsiarczania, podczas którego gaz odlotowy zawierający tlenki siarki kontaktuje się z cieczą obróbczą, zawierającą środek odsiarczający na bazie magnezu, absorbując w cieczy obróbczej tlenki siarki zawarte w gazie odlotowym, etap utleniania cieczy obróbczej z etapu odsiarczania poprzez kontaktowanie jej z gazem zawierającym tlen, dla konwersji soli magnezowych w siarczan magnezu i etap podwójnego rozkładu w którym do cieczy obróbczej po etapie utleniania, dodaje się zasadowy związek wapnia, rozkładając siarczan magnezu do wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu i w którym, otrzymaną na etapie podwójnego rozkładu mieszaninę w postaci zawiesiny zawraca się do etapu odsiarczania, a dwuwodzian gipsu obecny w cieczy obróbczej usuwa się z układu, charakteryzuje się tym, że przed zawróceniem otrzymanej na etapie podwójnego rozkładu mieszaniny w postaci zawiesiny, do etapu odsiarczania, dodaje się do niej część cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, aby skonwertować występujące w niej jony wapnia do siarczynu wapnia.
Według innego z wariantów realizacji niniejszego wynalazku, sposób odsiarczania gazów odlotowych, obejmujący etap odsiarczania, podczas którego gaz odlotowy zawierający tlenki siarki i chlorowodór kontaktuje się z cieczą absorpcyjną zawierający środek odsiarczający na bazie magnezu, absorbując w niej tlenki siarki i chlorowodór, zawarte w gazie odlotowym, etap utleniania cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, poprzez kontakt z gazem zawierającym tlen, dla konwersji soli magnezowych obecnych w cieczy obróbczej w siarczan magnezu i etap podwójnego rozkładu w którym do otrzymanej na etapie utleniania cieczy obróbczej dodaje się zasadowy związek wapnia, rozkładając siarczan magnezu występujący w cieczy obróbczej do wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu i w którym, otrzymaną na etapie podwójnego rozkładu mieszaninę w postaci zawiesiny, zawraca się do etapu odsiarczania, dwuwodzian gipsu obecny w cieczy obróbczej odprowadza się z układu a gromadzący się w cieczy obróbczej chlorek magnezu, usuwa się z układu, charakteryzuje się tym, że przed zawróceniem otrzymanej na etapie podwójnego rozkładu mieszaniny w postaci zawiesiny do etapu odsiarczania, dodaje się do niej część cieczy obróbczej z etapu utleniania, przekształcając obecne w niej jony wapnia do dwuwodzian gipsu, a następnie część cieczy obróbczej z etapu odsiarczania dodaje się do mieszaniny w postaci zawiesiny, przekształcając obecne w niej jony wapnia w siarczyn wapnia.
Według jeszcze innego wariantu realizacji niniejszego wynalazku, sposób odsiarczania gazów odlotowych, obejmujący etap odsiarczania, podczas którego gaz odlotowy zawierający tlenki siarki i chlorowodór kontaktuje się z cieczą obróbczą zawierającą środek odsiarczający na bazie magnezu, absorbując zawarte w gazie odlotowym tlenki siarki i chlorowodór, w cieczy obróbczej, etap utleniania cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, przez kontaktowanie jej z gazem zawierającym tlen, dla konwersji soli magnezowych obecnych w cieczy obróbczej w siarczan magnezu i etap podwójnego rozkładu w którym, do cieczy obróbczej po etapie
183 184 utleniania, dodaje się zasadowy związek wapnia, rozkładając siarczan magnezu obecny w cieczy obróbczej, do wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu i w którym, otrzymaną na etapie podwójnego rozkładu mieszaninę w postaci zawiesiny zawraca się do etapu odsiarczania, dwuwodzian gipsu obecny w cieczy obróbczej usuwa się z układu, a gromadzący się w cieczy obróbczej chlorek magnezu odprowadza się z układu charakteryzuje się tym, że przed zawróceniem otrzymanej na etapie podwójnego rozkładu mieszaniny w postaci zawiesiny do etapu odsiarczania, dodaje się do niej część cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, przekształcając obecne w niej jony wapnia w siarczyn wapnia i tym, że oznacza się stężenie jonów chlorkowych w mieszaninie w postaci zawiesiny z etapu podwójnego rozkładu i w oparciu o to oznaczenie, reguluje się ilość dodawanego na etapie podwójnego rozkładu, zasadowego związku wapnia.
Przez termin „środek odsiarczający na bazie magnezu” używany w tekście, należy rozumieć zasadowe związki magnezu, składające się zasadniczo z tlenku magnezu lub wodorotlenku magnezu, takiego jak wodorotlenek magnezu wytwarzany z wody morskiej jako surowca, tlenek magnezu wytwarzany przez spalanie rud magnezytowych i wodorotlenek magnezu wytwarzany przez gaszenie tego tlenku magnezu.
Na fig. 1 przedstawiono graficznie zależność pomiędzy stężeniem rozpuszczonego w roztworze siarczanu magnezu, a rozpuszczalnością w nim siarczanu wapnia;
Na fig. 2 przedstawiono graficznie zależność pomiędzy ilością dodanego zasadowego związku wapnia, a wartością pH na etapie podwójnego rozkładu sposobu odsiarczania według niniejszego wynalazku;
Na fig. 3 przedstawiono uproszczony schemat przykładowego układu stosowanego do przeprowadzania odsiarczania sposobem według niniejszego wynalazku;
Na fig. 4 przedstawiono uproszczony schemat innego przykładowego układu stosowanego do przeprowadzania odsiarczania sposobem według niniejszego wynalazku;
Na fig. 5 przedstawiono uproszczony schemat jeszcze innego przykładowego układu stosowanego do przeprowadzania odsiarczania sposobem według niniejszego wynalazku; a
Na fig. 6 przedstawiono uproszczony schemat metody kontrolowania ilości zasadowego związku wapnia, dodawanego na etapie podwójnego rozkładu, odsiarczania sposobem według niniejszego wynalazku.
Zgodnie ze sposobem odsiarczania gazów odlotowych według wynalazku, gaz odlotowy zawierający tlenki siarki lub tlenki siarki i chlorowodór, kontaktuje się na etapie odsiarczania z cieczą obróbczą składającą się z wodnego roztworu zawierającego środek odsiarczający na bazie magnezu tak, aby tlenki siarki i chlorowodór zostały zaabsorbowane w cieczy obróbczej.
Ponieważ ciecz obróbczą zawracana z etapu podwójnego rozkładu do etapu odsiarczania jest mieszaniną w postaci zawiesiny, zawierającą wodorotlenek magnezu, dwuwodzian gipsu i małe ilości siarczynu wapnia, ciecz obróbczą na etapie odsiarczania staje się zawiesiną zawierającą gruboziarniste cząstki dwuwodzianu gipsu i małe ilości siarczynu wapnia. Od chwili, kiedy wodorotlenek magnezu zawarty w cieczy obróbczej, zostanie zużyty jako środek odsiarczający i usuwający chlorowodór, na etapie odsiarczania zanikają drobne cząstki wodorotlenku magnezu.
Odpowiednią aparaturą stosowaną na etapie odsiarczania jest kolumna o budowie pozwalającej na skuteczny kontakt pomiędzy fazą ciekłą a gazową. Może to być kolumna, w której wodny roztwór zawierający środek odsiarczający jest natryskiwany przez dyszę, a gaz przepływa przeciwprądowo lub współprądowo. Ponieważ ciecz obróbczą zawiera drobnoziarniste cząstki dwuwodzianu gipsu, dysza musi być tak zaprojektowana, aby nie zatykała się. W celu poprawienia efektywności kontaktu gaz-ciecz, kolumna może być wyposażona w wypełnienie, półki lub inne środki.
Ciecz obróbczą wychodząca z etapu odsiarczania (zwana dalej „cieczą obróbczą z etapu odsiarczania”), jest wodnym roztworem zawierającym mieszaninę siarczynu magnezu, wodorosiarczynu magnezu, siarczanu magnezu i chlorku magnezu, które wytworzyły się w reakcji wodnego roztworu środka odsiarczającego na bazie magnezu z tlenkami siarki i zawierającym również dwuwodzian gipsu i małe ilości siarczynu wapnia w postaci zawiesiny.
183 184
Temperatura cieczy obróbczej na etapie odsiarczania wynosi zazwyczaj 50-60°C, a jego pH na tym etapie, zawarte jest korzystnie w zakresie 5,5-7,5, a zwłaszcza w zakresie 5,5-6,5. Na etapie odsiarczania konieczne jest dokonywanie odpowiednich pomiarów, aby zapobiegać wytrącaniu się słabo rozpuszczalnego w wodzie siarczynu magnezu. Na ogół, realizuje się to przepuszczając powietrze lub podobny środek przez ciecz obróbczą aby utlenić siarczyn magnezu do siarczanu magnezu, który ma wyższą rozpuszczalność w wodzie i w ten sposób kontrolować stężenie siarczynu magnezu na poziomie niższym od jego rozpuszczalności. Inną metodą kontrolowania stężenia siarczynu magnezu na etapie odsiarczania, poniżej poziomu jego rozpuszczalności bez przepuszczania powietrza lub podobnego środka przez ciecz obróbczą jest znany sposób zawracania części cieczy obróbczej opuszczającej etap utlenianią opisany poniżej, do etapu odsiarczanią zmniejszając w ten sposób stężenie siarczynu magnezu na etapie odsiarczania.
Sposobem według niniejszego wynalazku, dwuwodzian gipsu, zawarty w cieczy obróbczej, usuwa się z układu, poddając przynajmniej jedną z cieczy obróbczych z etapu odsiarczania i etapu utleniania, opisanego poniżej, rozdzieleniu ciało stałe-ciecz. Wymienione ciecze zawierają niewielką ilość ciał stałych, innych niż dwuwodzian gipsu i niewielką ilość siarczynu wapnia, tak więc dwuwodzian gipsu może być łatwo oddzielony. Wraz z dwuwodzianem gipsu usuwany jest również z układu siarczyn wapnia.
Alternatywnie, oddzielenie i usuwanie dwuwodzianu gipsu z cieczy obróbczej po etapie odsiarczania, można przeprowadzić usuwając ciecz po etapie odsiarczania z kolumny odsiarczającej innymi środkami, poddając go rozdzielaniu ciało stałe-ciecz, a następnie zawracając pozostałą ciecz do kolumny odsiarczającej lub poddając ciecz obróbczą po etapie odsiarczanią rozdzielaniu ciało stałe-ciecz przed wprowadzeniem go do następnego etapu utleniania. Do oddzielania i usuwania dwuwodzianu gipsu, można stosować mokry separator, taki jak mokry cyklon, wirówka sedymentacyjna lub koncentrator Dorr'a. Korzystnie wybiera się mokry cyklon. Oddzielony dwuwodzian gipsu po usunięciu z układu, może być stosowany do produkcji cementu, płyt gipsowych i podobnych produktów.
Cieczą z etapu odsiarczania jest następnie zasilany etap utleniania. Na etapie utleniania ciecz obróbczą kontaktuje się z gazem zawierającym tlen, tak aby zawarty w cieczy siarczyn magnezu i wodorosiarczyn magnezu zostały utlenione do siarczanu magnezu i kwasu siarkowego. Zazwyczaj, stężenie siarczanu magnezu w cieczy obróbczej wynosi 3-10% wag., a pH jest w zakresie 2-3. Na etapie utleniania stosuje się zazwyczaj zbiornik reakcyjny, a ciecz obróbcza może być ewentualnie mieszana.
Rodzaj składników gazowych innych niż tlen, w gazie zasilającym etap utleniania, nie jest krytyczny, jeśli są one inertne w stosunku do cieczy obróbczej po etapie odsiarczania. Zazwyczaj stosuje się powietrze jako gaz zawierający tlen.
Ponadto, ciecz obróbczą po etapie utleniania (zwana dalej „cieczą obróbczą z etapu utleniania”) nie zawiera innych ciał stałych, tylko dwuwodzian gipsu. Zatem, usuwanie z układu obecnego w cieczy obróbczej dwuwodzianu gipsu, można również przeprowadzić z uwzględnieniem cieczy obróbczej z etapu utleniania.
Ciecz obróbczą z etapu utleniania zasila następnie etap podwójnego rozkładu. Na tym etapie, do cieczy obróbczej zawierającej jako zasadnicze składniki, utworzone na etapie utlenianią siarczan magnezu i kwas siarkowy, a w pewnych przypadkach również chlorek magnezu, dodaje się zasadowego związku wapnią po czym prowadzi się mieszanie utworzonej mieszaniny. Tak więc, kwas siarkowy reaguje z zasadowym związkiem wapnia tworząc dwuwodzian gipsu, a siarczan magnezu w wyniku reakcji z zasadowym związkiem wapnia tworzy dwuwodzian gipsu i wodorotlenek magnezu. Po utworzeniu dwuwodzianu gipsą dodany w nadmiarze zasadowy związek wapnia reaguje z chlorkiem magnezu, tworząc wodorotlenek magnezu i chlorek wapnia. Jednakże, z powodu dużej rozpuszczalności chlorku wapnią zazwyczaj nie tworzy on osadów.
Zazwyczaj, na etapie podwójnego rozkładu stosuje się zbiornik reakcyjny. Pomimo, że korzystna jest wyższa temperatura reakcyjna, z operacyjnego punktu widzenią wskazana jest temperatura podobna do panującej na etapie odsiarczania. Czas przebywania, korzystnie, powinien wynosić 4-5 godzin lub więcej. Tak więc, otrzymany dwuwodzian gipsu urasta do
183 184 gruboziarnistych cząstek, które na ogół mają przeciętną średnicę (większa średnica) wynoszącą 70 pm lub więcej i zazwyczaj do 200 pm. Z drugiej strony, wodorotlenek magnezu tworzy się jako drobnoziarnisty osad, o średnicy cząstek wynoszącej 1 pm lub mniejszej, zazwyczaj 0,3 - 1 pm i cząstki te agregują się do rozmiarów około 10-20 pm.
Na etapie podwójnego rozkładu, stosuje się jako zasadowy związek wapnia, wodorotlenek wapnia, tlenek wapnia lub korzystnie ich mieszaninę. Zbiornik reakcyjny może być zasilany zasadowym związkiem wapnia w postaci proszku, jednakże ze względów eksploatacyjnych najbardziej odpowiednia jest jego wodna zawiesina. W celu zwiększenia średnicy cząstek dwuwodzianu gipsu, szybkość zasilania zasadowym związkiem wapnia, korzystnie, reguluje się tak, aby płynna mieszanina występująca na etapie podwójnego rozkładu, miała pH wynoszące około 11. Jednakże, kiedy ciecz obróbcza zawiera chlorek magnezu, szybkość zasilania zasadowym związkiem wapnia, powinna być regulowana w sposób, jak to zostanie później opisane.
W sposobie według wynalazku, otrzymaną na etapie podwójnego rozkładu mieszaninę dwuwodzianu gipsu i wodorotlenku magnezu w postaci zawiesiny, zawraca się do etapu odsiarczania bez rozdzielania dwóch stałych składników. Tym niemniej, konieczne jest zminimalizowanie ilości rozpuszczonych w zawiesinie jonów wapnia przed zawróceniem jej do etapu odsiarczania. Powodem tego jest rozpuszczalność dwuwodzianu gipsu [jako siarczanu wapnia], zmieniająca się zgodnie ze stężeniem współistniejącego siarczanu magnezu, jak to pokazano na fig. 1. Na etapie podwójnego rozkładu, siarczan magnezu w reakcji z zasadowym związkiem wapnia tworzy dwuwodzian gipsu i wodorotlenek magnezu, także stężenie siarczanu magnezu jest bliskie zera. W konsekwencji tego, rozpuszczalność siarczanu wapnia jest względnie wysoka, tzn. około 2000 - 2200 ppm. Jednakże, ponieważ etap podwójnego rozkładu jest stadium w którym dwuwodzian gipsu wytrąca się, siarczan wapnia rozpuszcza się w stężeniach wyższych niż to wynika z jego rozpuszczalności. Tak więc, stopień jego przesycenia wynosi około 1,4- 1,8, a aktualne stężenie siarczanu wapnia w mieszaninie w postaci zawiesiny jest oceniane na 2800 - 3960 ppm. I w przeciwieństwie do etapu odsiarczania, na którym stężenie siarczanu magnezu wynosi 3 - 10% wag., rozpuszczalność siarczanu wapnia wynosi wówczas około 1500 ppm. Zatem, jeśli otrzymaną na etapie podwójnego rozkładu mieszaninę w postaci zawiesiny, zawraca się bezpośrednio do etapu odsiarczania, stopień supemasycenia siarczanu wapnia będzie miał znacznie wyższą wartość, rzędu 1,87 - 2,64. Będzie to powodowało tworzenie i wzrost dwuwodzianu gipsu na etapie odsiarczania i osadzanie w postaci kamienia.
W konsekwencji, w celu zmniejszenia ilości rozpuszczonych w zawiesinie jonów wapnia, sposób według mniejszego wynalazku, obejmuje etap konwersji jonów wapnia przez dodanie porcji cieczy obróbczej z etapu odsiarczania do zawiesiny i związanie jonów wapnia występujących w zawiesinie w postaci stałego siarczynu wapnia.
Jak wspomniano wyżej, 0,3 - 0,4% wag. siarczanu wapnia jest rozpuszczone w zawiesinie, a więc około 0,1% wag. jonów wapnia jest w nim rozpuszczona. Kiedy ciecz obróbcza z etapu odsiarczania, zawierająca siarczyn magnezu, wodorosiarczyn magnezu i wodorotlenek magnezu jest dodawana do zawiesiny i otrzymaną mieszaninę miesza się, jony wapnia reagują zgodnie z równaniami 1 - 3, podanymi poniżej. Tak więc, jony wapnia są wiązane przez utworzenie nierozpuszczalnego siarczynu wapnia (rozpuszczalność: 0,0051 g/100 g wodnego roztworu), także stężenie jonów wapnia w zawiesinie jest znacznie zmniejszone. Tym niemniej, przy wartości pH niższej od 6, wodorosiarczyn magnezu będzie reagował nie tylko z rozpuszczonymi jonami wapnia, ale również ze współistniejącym wodorotlenkiem magnezu. Tak więc, pH powinno korzystnie mieć wartość 6 lub większą, a korzystniej wartość 6-11. Temperatura reakcji wynosi korzystnie 80°C lub poniżej, a zwłaszcza 60°C lub poniżej.
Ca^ + MgSO3 + 2H2O —» CaSO3 * 2H2O + Mg^(1)
Ca4 + Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2 -> CaSO3 · 2H2O + Mg*4(2)
Ca+' + MgSO4 + 2H2O CaSO4 · 2H2O + Mg^(3)
Z powyższych reakcji, które mają miejsce na etapie konwersji jonów wapnia, reakcje (1) i (2) przebiegają ze względnie dużą szybkością, tak więc czas przebywania zawiesiny na tym
183 184 etapie może być krótki i wynosić tylko około 10 minut. A zatem, etap ten można przeprowadzić stosując niewielkich rozmiarów zbiornik reakcyjny. A więc, znaczenie sposobu według wynalazku, polega na tym, że wyżej wymienione reakcje (1) - (3), można przeprowadzić nie w zamkniętej kolumnie odsiarczającej na etapie odsiarczania, ale zbiorniku reakcyjnym o małych rozmiarach. Jeśli na ścianach wewnętrznych tego zbiornika reakcyjnego osadza się kamień, wskazane jest stosowanie dwóch reaktorów alternatywnie.
Kiedy odsiarczany gaz odlotowy zawiera głównie tlenki siarki, jak to ma miejsce w przypadku gazów odlotowych ze spalania paliwa olejowego lub podobnych, sposób według niniejszego wynalazku przeprowadza się jak opisano powyżej. Jednakże, jeśli gaz odlotowy zawiera nie tylko tlenki siarki, ale również chlorowodór, jak to ma miejsce w przypadku gazów odlotowych otrzymywanych przy spalaniu węgla lub podobnych, należy zapobiegać obecności jonów wapnia, w postaci dobrze rozpuszczalnego chlorku wapnia, w zawiesinie z etapu podwójnego rozkładu zasilającej etap konwersji jonów wapniowych i etap odsiarczania.
W szczególności, zasadowy związek wapnia dodaje się do cieczy obróbczej na etapie podwójnego rozkładu. Jeśli ciecz obróbcza zawiera chlorek, na etapie podwójnego rozkładu zachodzą reakcje przedstawione równaniami (4) i (5), poniżej. Tak więc, dodanie zasadowego związku wapnia, prowadzi najpierw do utworzenia dwuwodzianu gipsu i wodorotlenku magnezu. Po utworzeniu dwuwodzianu gipsu, dodany w nadmiarze zasadowy związek wapnia, reaguje z chlorkiem magnezu tworząc wodorotlenek magnezu i chlorek wapnia.
MgSO4 + Ca(OH)2 + 2H2O CaSO4 · 2H2O + Mg(OH)2 (4)
MgCl2 + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg(OH)2 (5)
Na fig. 2 przedstawiono graficznie zależność pomiędzy ilością dodanego zasadowego związku wapnia, a wartością pH, na etapie podwójnego rozkładu. Jak wynika z wykresu, zmiany pH są małe pod koniec reakcji według równania (4). A zatem, na etapie podwójnego rozkładu, jest bardzo trudno wstrzymać dodawanie zasadowego związku wapnia po zakończeniu reakcji według równania (4), stosując jako kryterium zmianę pH. Jeśli zasadowy związek wapnia dodaje się w nadmiarze, a zatem reakcja według równania (5) zachodzi, utworzony chlorek wapnia jest dobrze rozpuszczalny i wskutek tego rozpuszcza się w zawiesinie. W wyniku tego, zawiesina stanowiąca mieszaninę zasilającą etap konwersji, zawiera stosunkowo duże ilości jonów wapnia, tak że narzuca to nadmiernie wysokie obciążenie operacji na etapie konwersji.
Jednym ze sposobów zapobiegania obecności jonów wapniowych pochodzących z chlorku wapnia, w mieszaninie opuszczającej etap podwójnego rozkładu w postaci zawiesiny, jest dodawanie porcji cieczy obróbczej z etapu utleniania do mieszaniny otrzymanej na etapie podwójnego rozkładu w postaci zawiesiny tak, aby przekształcić obecne tam jony wapnia w dwuwodzian gipsu i w ten sposób zredukować stężenie jonów wapniowych w zawiesinie do poziomu rozpuszczalności dwuwodzianu gipsu, po czym zasilać mieszaniną w postaci zawiesiny etap konwersji jonów wapniowych.
Jak to wspomniano wyżej, trudno jest ograniczyć reakcje zachodzące na etapie podwójnego rozkładu do reakcji wyżej przedstawionego równania (4) i stąd dodaje się odpowiednie ilości zasadowego związku wapnia, aby promować wzrost cząstek krystalicznych dwuwodzianu gipsu. A zatem, reakcja według równania (5) zachodzi w pewnym stopniu na etapie podwójnego rozkładu tego procesu. Następnie, dodaje się część cieczy obróbczej z etapu utleniania do mieszaniny w postaci zawiesiny, w której jest rozpuszczona niewielka ilość chlorku wapnia, aby jony wapnia przereagowały z obecnymi w cieczy obróbczej z etapu utleniania jonami siarczanowymi, wytrącając je w postaci dwuwodzianu gipsu. Oznacza to, że ciecz obróbcza z etapu utleniania dodaje się po to, aby dodany w nadmiarze zasadowy związek wapnia przereagował zgodnie z reakcją przedstawioną równaniem (6), poniżej. Podobnie jak etap podwójnego rozkładu, etap konwersji rozpuszczonego w zawiesinie chlorku wapnia do chlorku magnezu (zwany dalej „etapem konwersji chlorku wapnia”), korzystnie przeprowadza się z zastosowaniem zbiornika reakcyjnego.
CaCl2 + MgSO4 + 2H2O MgCl2 + CaSO4 · 2H2O (6)
183 184
Chociaż zależność pomiędzy ilością dodanego cieczy obróbczej z etapu utleniania, a wartością pH na etapie konwersji chlorku wapnia, przebiega na wykresie fig. 2 w odwrotnym kierunku (ponieważ wzrost ilości dodanej powoduje zmiany wartości odciętej z prawa na lewo), końcowy punkt reakcji może być z łatwością oznaczony przez pomiar pH, a stąd z łatwością odpowiednio regulowana szybkość zasilania cieczą obróbczą z etapu utleniania. Na etapie konwersji chlorku wapnia, cały wytworzony na etapie podwójnego rozkładu chlorek wapnia i rozpuszczony w zawiesinie, zostaje przekształcony w chlorek magnezu. Tak więc, jony wapniowe krystalizują jako dwuwodzian gipsu, wobec tego stężenie jonów wapniowych w zawiesinie zmniejsza się do poziomu rozpuszczalności dwuwodzianu gipsu.
Inną metodą zapobiegawczą jest wstrzymanie dodawania zasadowego związku wapnia po zakończeniu reakcji według przedstawionego wyżej równania (4), tak, że w mieszaninie w postaci zawiesiny opuszczającej etap podwójnego rozkładu nie występują jony wapnia. W szczególności, mierzy się przede wszystkim stężenie jonów chlorkowych w mieszaninie w postaci zawiesiny z etapu podwójnego rozkładu. Chociaż można stosować różne metody pomiaru stężenia jonów chlorkowych, zostanie tu opisana metoda, w której część mieszaniny w postaci zawiesiny wprowadza się do zbiornika pomiarowego i stężenie jonów chlorkowych oznacza się na podstawie pomiaru ciężaru właściwego. Bardziej szczegółowo, część mieszaniny w postaci zawiesiny wprowadza się do zbiornika pomiarowego i dodąje się do niej wodny roztwór zasadowego związku wapnia, aż reakcja według równania (5) zakończy się (tzn. pH zawiesiny osiągnie wartość rzędu 10-11). Na tym etapie, w ciekłej frakcji zawiesiny, praktycznie występuje tylko rozpuszczony chlorek wapnia. A zatem, stężenie chlorku wapnia w zawiesinie obecnej w zbiorniku pomiarowym może być oznaczone przez pomiar ciężaru właściwego ciekłej frakcji zawiesiny i porównane z danymi krzywej stężenie-ciężar właściwy dla wodnych roztworów chlorku wapnia. Ponieważ nie występuje migracja jonów chlorkowych pomiędzy zbiornikiem podwójnego rozkładu a zbiornikiem pomiarowym, stężenie jonów chlorkowych w zawiesinie obecnej w zbiorniku podwójnego rozkładu, może być oznaczone przez korektę stężenia jonów chlorkowych w zbiorniku pomiarowym, przez rozcieńczenie w wyniku dodania wodnego roztworu zasadowego związku wapnia do zbiornika pomiarowego.
Na podstawie tak oznaczonego stężenia jonów chlorkowych, reguluje się ilość dodawanego zasadowego związku wapnia na etapie podwójnego rozkładu tak, aby dobiegła końca reakcja według równania (4). Regulację dodawanej ilości można prowadzić przykładowo w następujący sposób: jeśli zasadowy związek wapnia jest dodawany do zbiornika podwójnego rozkładu w ilości idealnej do zakończenia reakcji według równania (4), ale niewystarczającej do zainicjowania reakcji według równania (5), praktycznie tylko chlorek magnezu będzie rozpuszczony w ciekłej frakcji zawiesiny obecnej w zbiorniku podwójnego rozkładu. A zatem, stężenie chlorku magnezu w zbiorniku podwójnego rozkładu po zakończeniu reakcji (4), może być obliczone na podstawie wcześniej oznaczonego stężenia jonów chlorkowych.
Następnie, mierzy się ciężar właściwy frakcji wodnego roztworu zawiesiny obecnej na etapie podwójnego rozkładu, a ilość zasadowego związku wapnia, dodawanego do zbiornika podwójnego rozkładu jest tak regulowana, aby zmierzony ciężar właściwy zrównał się z ciężarem właściwym wodnego roztworu chlorku magnezu o wyliczonym wyżej stężeniu. W ten sposób reakcje zachodzące na etapie podwójnego rozkładu mogą być ograniczone do reakcji według równania (4) tak, aby stężenie jonów wapnia w mieszaninie w postaci zawiesiny było zredukowane do poziomu rozpuszczalności dwuwodzianu gipsu.
Zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku, jony chlorkowe zaabsorbowane w cieczy obróbczej na etapie odsiarczania są wiązane w postaci ciała stałego i nie są usuwane, to znaczy, że cyrkulują w układzie razem z cieczą obróbczą. Aby zapobiec akumulacji jonów chlorkowych powyżej określonego wstępnie stężenia, zazwyczaj stosowaną praktyką jest usuwanie jonów chlorkowych z układu jako wody spustowej, zawierającej wodny roztwór chlorku magnezu. Korzystnie, wodę spustową stanowi ciekła frakcja mieszaniny w postaci zawiesiny zawracanej do etapu odsiarczania, ponieważ zawiesina ma najniższe stężenie jonów magnezu w cieczy obróbczej.
183 184
Możliwe są różne modyfikacje sposobu według niniejszego wynalazku. Na przykład część cieczy obróbczej z etapu utleniania można zawracać do etapu odsiarczania (kolumna odsiarczająca). Jeśli ciecz obróbcza z etapu utleniania jest dodawana do kolumny odsiarczającej, zawartość siarczanu magnezu w cieczy obróbczej, występującej w kolumnie odsiarczającej, będzie wzrastała, a zawartość soli kwasu siarkowego będzie malała, tak że wytrącanie siarczynu magnezu może być zminimalizowane.
W przykładach poniżej, zostanie bardziej szczegółowo wyjaśniony sposób odsiarczania gazów odlotowych według niniejszego wynalazku z uwzględnieniem załączonych rysunków. Jednakże przykłady te nie zostały pomyślane dla ograniczenia zakresu niniejszego wynalazku.
Przykład I
Przykład ten dotyczy odsiarczania gazów odlotowych (nie zawierających chlorowodoru) z kotłowni olejowej. Sposób ten przedstawiono schematycznie na fig. 3.
Ciecz obróbcza z rozpuszczonym jako środkiem odsiarczającym, związkiem na bazie magnezu i zawierający gruboziarniste cząstki dwuwodzianu gipsu w zawiesinie, jest natryskiwana z górnej części kolumny odsiarczającej 1 i kontaktowana z tlenkami siarki zawartymi w gazie odlotowym G1 wprowadzanym niżej. W ten sposób zostajązaabsorbowane w cieczy obróbczej tlenki siarki i związane w postaci siarczynu magnezu, wodorosiarczynu magnezu i podobnych, podczas gdy gaz odlotowy G2, wolny od tlenków siarki, opuszcza kolumnę w jej górnej części.
Ponieważ gaz odlotowy zasilający kolumnę odsiarczającą 1, był gorący, został schłodzony natryskiem wodnym z dyszy. Szybkość przepływu gazów odlotowych wynosi 105 Nm3/h, a stężenie SO2 wynosi 2000 ppm.
Ciecz obróbcza, po zaabsorbowaniu tlenków siarki spływa na dół kolumny odsiarczającej 1 i wraz ze świeżą cieczą obróbczą ze zbiornika uzupełniającego 7, zawierającą zawiesinę wodorotlenku magnezu, zostają przetransportowane do górnej części kolumny za pomocą pompy PI przewodem LI, skąd spływają na dół kolumny. W ten sposób ciecz obróbcza cyrkuluje w sposób ciągły przez kolumnę odsiarczającą 1. Aby zapobiec wytrącaniu się osadu siarczynu magnezu, od dołu kolumny wprowadzane jest powietrze. Ponadto, odprowadza się część cieczy obróbczej z przewodu LI z szybkością 30 t/h i zasila się nią separator gipsu 2, gdzie oddziela się dwuwodzian gipsu zawieszony w cieczy obróbczej. Oddzielony dwuwodzian gipsu usuwa się z układu z wydajnością 1,6 t/h, a pozostały strumień zawraca do kolumny odsiarczającej 1. Stężenie soli w cieczy obróbczej w kolumnie odsiarczającej wynosiło 7,50% wag., wyrażone jako siarczan magnezu, łączne stężenie siarczynu magnezu i wodorosiarczynu magnezu wyniosło 1,50% wag., wyrażone jako siarczanu magnezu, a pH miało wartość 5,8 - 6,0. Stężenie SOj w gazie odlotowym G2 wynosiło 100 ppm, a stopień odsiarczenia 95%.
Ciecz obróbcza ź etapu odsiarczania jest usuwana z kolumny odsiarczającej 1 za pomocą pompy P2 i poprzez przewód L2, kierowana z szybkością 11 t/h do zbiornika utleniającego 3. W zbiorniku utleniającym 3, ciecz obróbcza z etapu odsiarczania jest utleniana przez kontaktowanie jej z powietrzem i w ten sposób przekształcona w wodny roztwór siarczanu magnezu i kwasu siarkowego. Ciecz obróbcza z etapu utleniania za pomocą pompy P3 i przewodu L3 zasila zbiornik podwójnego rozkładu 4. Do zbiornika podwójnego rozkładu 4, dodaje się z szybkością 1,8 t/h, zawiesinę zawierającą 30% wag. wodorotlenku wapnia ze zbiornika uzupełniającego 5 poprzez przewód L4. Podczas mieszania jego zawartości, siarczan magnezu i kwas siarkowy reagują z wodorotlenkiem wapnia tworząc dwuwodzian gipsu i wodorotlenek magnezu w postaci cząstek ciała stałego. Temperatura reakcji wynosiła 50°C.
Otrzymaną mieszaninę w postaci zawiesiny, wprowadza się następnie przewodem L5 do zbiornika konwersji jonów wapniowych 6. W tym samym czasie zbiornik konwersji jonów wapniowych 6, jest zasilany z szybkością 1,3 t/h częścią cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, pobieranej z kolumny odsiarczającej 1 i doprowadzanej przewodami LI i L6. Podczas początkowej fazy mieszania, rozpuszczone w wodzie jony wapnia na poziomie rozpuszczalności dwuwodzianu gipsu reagują z siarczynem magnezu i wodorosiarczynem magnezu tworząc osad siarczynu wapnia.
183 184
Następnie, wodna zawiesina zawierająca stałe cząstki dwuwodzianu gipsu, wodorotlenku magnezu i siarczynu wapnia jest recyklowana przewodem L7 do kolumny odsiarczającej 1.
Przykład II
Przykład ten dotyczy odsiarczania gazów odlotowych zawierających chlorowodór i obejmuje dodatkowo etap konwersji chlorku wapnia. Sposób ten przedstawiono schematycznie na fig. 4.
Przebieg procesu od kolumny odsiarczającej do zbiornika podwójnego rozkładu jest dokładnie taki sam jak w przykładzie I. W tym przykładzie otrzymaną w postaci zawiesiny, mieszaninę z etapu podwójnego rozkładu wprowadza się przewodem L8 do zbiornika konwersji chlorku wapnia, 8. W tym samym czasie wprowadza się do zbiornika konwersji chlorku wapnia 8, przewodem L3, część cieczy obróbczej z etapu utleniania. W ten sposób, jony wapnia z rozpuszczonego w zawiesinie chlorku wapnia reagują z jonami siarczanowymi(VI), wytrącając je w postaci dwuwodzianu gipsu. Szybkość zasilania cieczą obróbczą z etapu utleniania reguluje się na podstawie kontroli wartości pH. Mieszaninę w postaci zawiesiny po etapie konwersji chlorku wapnia w zbiorniku 8 wprowadza się następnie przewodem L9 do zbiornika konwersji jonów wapniowych 6. W taki sam sposób jak w przykładzie I zawiesinę miesza się z częścią cieczy obróbczej z etapu odsiarczania za pomocą mieszadła tak, aby rozpuszczone w wodzie jony wapnia o poziomie rozpuszczalności dwuwodzianu gipsu, wytrąciły się w postaci siarczynu wapnia.
Następnie, mieszaninę w postaci zawiesiny zawierającą stałe cząstki dwuwodzianu gipsu, wodorotlenku magnezu i siarczynu wapnia, zawraca się przewodem L7 do kolumny odsiarczającej. W tym samym czasie, aby usunąć nagromadzony w cieczy obróbczej chlorek magnezu, odprowadza się z układu część frakcji ciekłej jako wodę spustową.
Przykład III
Niniejszy przykład dotyczy również odsiarczania gazów odlotowych zawierających chlorowodór. Sposób ten przedstawiony jest schematycznie na fig. 5. Przykład ten jest zasadniczo taki sam jak przykład I, z tą różnicą, że dodawana ilość zawiesiny wodorotlenku wapnia do zbiornika podwójnego rozkładu 4 jest kontrolowana w sposób opisany poniżej. W szczególności, w celu kontrolowania ilości dodawanej zawiesiny wodorotlenku wapnia, w przykładzie tym występuje zbiornik pomiarowy 9. Jak pokazano na fig. 6, część mieszaniny w postaci zawiesiny ze zbiornika podwójnego rozkładu, wprowadza się do zbiornika pomiarowego 9 i dodaje się zawiesinę wodorotlenku wapnia do zbiornika pomiarowego 9 do chwili, aż pH zawiesiny osiągnie wartość 10-11. W tym samym czasie, stężenie chlorku wapnia w ciekłej frakcji, którą się uznąje za wodny roztwór chlorku wapnia, oznacza się przez pomiar ciężaru właściwego frakcji ciekłej za pomocą grawimetru 12 i porównuje się je z krzywą ciężar właściwy-stężenie dla wodnego roztworu chlorku wapnia. Stężenie to jest korygowane w celu oznaczenia stężenia jonów chlorkowych w zbiorniku podwójnego rozkładu 4 przez dodanie zawiesiny chlorku wapnia. Następnie, otrzymano ciężar właściwy wodnego roztworu chlorku magnezu o tym samym stężeniu jak stężenie jonów chlorkowych, wcześniej oznaczonych na podstawie wykresu ciężar właściwy-stężenie dla wodnych roztworów chlorku magnezu. Na zakończenie, podczas gdy mierzono za pomocą grawimetru 11 ciężar właściwy wodnego roztworu frakcji zawiesiny ze zbiornika podwójnego rozkładu 4, ilość dodawanego chlorku wapnia do zbiornika podwójnego rozkładu 4 regulowano tak, aby zmierzony ciężar właściwy wyrównał się z wyżej wyliczonym.
Również w tym przykładzie, w celu usunięcia nagromadzonego chlorku magnezu w cieczy obróbczej, część frakcji ciekłej zawiesiny zawracanej przewodem L7 do kolumny odsiarczającej, usuwano z układu jako wodę spustową w ten sam sposób jak w przykładzie Π.
Sposób według niniejszego wynalazku pozwala na przeprowadzenie odsiarczania gazów odlotowych z zastosowaniem opartego na magnezie środka odsiarczającego według techniki podwójno-alkalicznej w prostej i małej aparaturze. Pomimo, że dwuwodzian gipsu razem z cieczą obróbczą cyrkuluje w układzie, może być uznany jako inertna zawiesina i nie powodująca osadzania się kamienia w kolumnie odsiarczającej, w przewodach i innych.
Ponadto, nawet jeśli odsiarcza się gaz odlotowy zawierający chlorowodór, w cieczy obróbczej zawracanej do kolumny odsiarczającej można uniknąć obecności jonów wapnia.
183 184
W wyniku tego można uniknąć akumulacji resztkowych ilości, które mogą powodować osadzanie kamienia i/lub blokowanie układu przepływu, a także można utrzymać stabilne działanie i uzyskać skuteczne odsiarczenie gazu.

Claims (6)

1. Sposób odsiarczania gazów odlotowych, obejmujący etap odsiarczania, podczas którego gaz odlotowy zawierający tlenki siarki kontaktuje się z cieczą obróbczą zawierającą środek odsiarczający na bazie magnezu, absorbując tlenki siarki zawarte w gazie odlotowym w cieczy obróbczej, etap utleniania cieczy obróbczej z etapu odsiarczania poprzez kontaktowanie jej z gazem zawierającym tlen, dla konwersji soli magnezowych obecnych w cieczy obróbczej w siarczan magnezu i etap podwójnego rozkładu, w którym do cieczy obróbczej z etapu utleniania dodaje się zasadowy związek wapnia, rozkładając siarczan magnezu obecny w cieczy obróbczej do wodorotlenku magnezu i dwuwodzianu gipsu, i w którym otrzymaną w etapie podwójnego rozkładu mieszaninę w postaci zawiesiny, zawraca się do etapu odsiarczania, a dwuwodzian gipsu obecny w cieczy obróbczej usuwa się z układu, znamienny tym, że przed zawróceniem mieszaniny w postaci zawiesiny otrzymanej na etapie podwójnego rozkładu, do etapu odsiarczania, dodaje się do niej część cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, przekształcając obecne w niej jony wapnia w siarczyn wapnia.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap konwersji jonów wapnia obecnych w mieszaninie w postaci zawiesiny otrzymanej na etapie podwójnego rozkładu w siarczyn wapnia, prowadzi się przy wartości pH 6 lub wyższej.
3. Sposób odsiarczania gazów odlotowych, obejmujący etap odsiarczania, podczas którego gaz odlotowy zawierający tlenki siarki i chlorowodór kontaktuje się z cieczą obróbczą zawierającą środek odsiarczający na bazie magnezu, absorbując w niej tlenki siarki i chlorowodór zawarte w gazie odlotowym, etap utleniania cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, przez kontaktowanie jej z gazem zawierającym tlen, dla konwersji soli magnezowych obecnych w cieczy obróbczej w siarczan magnezu i etap podwójnego rozkładu, w którym do otrzymanej w etapie utleniania cieczy obróbczej dodaje się zasadowy związek wapnia, rozkładając siarczan magnezu obecny w cieczy obróbczej do wodorotlenku magnezu i dwuwodzian gipsu, i w którym otrzymaną w etapie podwójnego rozkładu mieszaninę w postaci zawiesiny zawraca się do etapu odsiarczania, usuwa się z układu dwuwodzian gipsu obecny w cieczy obróbczej, a gromadzący się w cieczy obróbczej chlorek magnezu odprowadza się z układu, znamienny tym, że przed zawróceniem otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu mieszaniny w postaci zawiesiny do etapu odsiarczania, dodaje się do niej część cieczy obróbczej z etapu odsiarczania, przekształcając obecne w niej jony wapnia w siarczyn wapnia i że oznacza się stężenie jonów chlorkowych w mieszaninie w postaci zawiesiny z etapu podwójnego rozkładu i w oparciu o tak oznaczone stężenie jonów chlorkowych reguluje się ilość zasadowego związku wapnia dodawanego w etapie podwójnego rozkładu.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że etap konwersji jonów wapnia obecnych w mieszaninie w postaci zawiesiny otrzymanej w etapie podwójnego rozkładu w siarczyn wapnia prowadzi się przy wartości pH 6 lub wyższej.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stężenie jonów chlorkowych w mieszaninie w postaci zawiesiny oznacza się, wprowadzając część mieszaniny w postaci zawiesiny do zbiornika pomiarowego, dodaje się do niej wodny roztwór zasadowego związku wapnia, a następnie mierzy się ciężar właściwy ciekłej frakcji.
6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że oznacza się ciężar właściwy wodnego roztworu frakcji zawiesiny obecnej w zbiorniku podwójnego rozkładu, a ilość dodawanego do zbiornika podwójnego rozkładu zasadowego związku wapnia reguluje się tak, aby zamierzony ciężar właściwy zrównał się z ciężarem właściwym wodnego roztworu chlorku magnezu o pożądanym stężeniu.
PL96313006A 1995-08-22 1996-02-29 Sposób odsiarczania gazów odlotowych PL183184B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21329695A JP3751340B2 (ja) 1995-08-22 1995-08-22 排ガスの脱硫方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL313006A1 PL313006A1 (en) 1997-03-03
PL183184B1 true PL183184B1 (pl) 2002-06-28

Family

ID=16636779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL96313006A PL183184B1 (pl) 1995-08-22 1996-02-29 Sposób odsiarczania gazów odlotowych

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JP3751340B2 (pl)
KR (1) KR0174794B1 (pl)
CN (1) CN1089022C (pl)
AU (1) AU674822B1 (pl)
CZ (1) CZ56196A3 (pl)
MY (1) MY112500A (pl)
PL (1) PL183184B1 (pl)
TW (1) TW326404B (pl)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW421607B (en) * 1997-10-06 2001-02-11 Hitachi Shipbuilding Eng Co Process and apparatus for removing acid gases from exhaust gases
CN1085088C (zh) * 1998-03-11 2002-05-22 安乐仁 治疗牛皮癣的药
KR100303388B1 (ko) * 1999-06-02 2001-09-24 세 영 모 습식 탄산칼슘/산화칼슘 배연탈황공정에서 생성된 폐슬럿지를 탄산가스와 암모니아로 처리하여 탄산칼슘을 회수하는 재생식 탈황공정
CN100335154C (zh) * 2005-09-09 2007-09-05 清华大学 一种氧化镁烟气脱硫及产物浓浆法氧化回收工艺
CN100404108C (zh) * 2005-12-08 2008-07-23 六合天融(北京)环保科技有限公司 利用镁法脱硫副产物亚硫酸镁制取脱硫剂氧化镁和二氧化硫的方法
CN100435910C (zh) * 2006-04-10 2008-11-26 广州市天赐三和环保工程有限公司 多重循环稳定双碱法烟气脱硫工艺及装置
CN101879406B (zh) * 2010-07-15 2011-05-25 煤炭工业济南设计研究院有限公司 一种双碱法烟气脱硫设备及脱硫方法
CN102172472B (zh) * 2011-02-14 2013-05-08 彭振超 白云石灰用于烟气脱硫的方法
JP6223654B2 (ja) * 2011-10-31 2017-11-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排煙脱硫装置
TWI457167B (zh) * 2011-11-18 2014-10-21 Long Chen Paper Co Ltd 汽電脫硫設備零排放及氫氧化鎂再生回收系統
CN104959012A (zh) * 2015-04-17 2015-10-07 熊天渝 除去烟气中二氧化硫并产生石膏的镁-钙基湿法脱硫系统和方法
CN107042060B (zh) * 2017-04-05 2022-12-13 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 一种含氨酸性气的资源化方法
CN107185385A (zh) * 2017-07-07 2017-09-22 金川集团股份有限公司 一种大气量杂散冶炼烟气湿法除尘、脱硫方法
JP6958682B2 (ja) * 2018-08-08 2021-11-02 宇部興産株式会社 セメント組成物の製造方法、及びセメント組成物の製造システム
CN110605011A (zh) * 2019-08-08 2019-12-24 陆泳凯 一种镁钙双碱法烟气脱硫方法
CN116124939B (zh) * 2023-01-10 2024-03-26 华北电力科学研究院有限责任公司 一种脱硫浆液石膏过饱和度及石膏结垢风险评价方法和系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5190978A (ja) * 1975-02-04 1976-08-10 Haigasuchunoiosankabutsuojokyosuruhoho
JPS5488870A (en) * 1978-08-08 1979-07-14 Idemitsu Kosan Co Ltd Wet exhaust gas desulfurization method
CA1310807C (en) * 1986-05-29 1992-12-01 Roderick Beittel Method for reduction of sulfur products from flue gases by injection of powdered alkali sorbent at intermediate temperatures
JPH03143527A (ja) * 1989-01-10 1991-06-19 Kenichi Nakagawa 排ガスの脱硫方法
CA2147059C (en) * 1994-04-28 1999-08-10 John W. College Magnesium-enhanced sulfur dioxide scrubbing with gypsum formation
CA2159521C (en) * 1994-10-07 1999-11-09 Shigeo Iiyama Method for desulfurizing exhaust gas

Also Published As

Publication number Publication date
MY112500A (en) 2001-06-30
AU674822B1 (en) 1997-01-09
JPH0957053A (ja) 1997-03-04
JP3751340B2 (ja) 2006-03-01
KR0174794B1 (ko) 1999-02-18
KR970009863A (ko) 1997-03-27
PL313006A1 (en) 1997-03-03
CN1143535A (zh) 1997-02-26
CZ56196A3 (en) 1997-07-16
CN1089022C (zh) 2002-08-14
TW326404B (en) 1998-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL183184B1 (pl) Sposób odsiarczania gazów odlotowych
JP3573950B2 (ja) 排ガスの脱硫方法
KR0159827B1 (ko) 배기가스 탈황방법
US7419643B1 (en) Methods and apparatus for recovering gypsum and magnesium hydroxide products
MX2008005635A (es) Proceso de desulfuracion de gas combustible utilizando peroxido de hidrogeno.
US8425868B2 (en) Method for preventing re-emission of mercury from a flue gas desulfurization system
EP0000251B1 (en) Production of hydrogen sulfide from sulfur dioxide obtained from flue gas
KR950010795B1 (ko) 탈황 방법과 장치
US20030175193A1 (en) FGD gypsum dewatering improvement through crystal habit modification by carboxylic acids
JPH0141376B2 (pl)
CN1231283C (zh) 在湿式洗涤单元中从气流中除去二氧化硫的方法
US4255388A (en) Apparatus for the production of H2 S from SO2 obtained from flue gas
EP1472186A1 (en) Improvement of flue gas desulfurization gypsum-dewatering through crystal habit modification by carboxylic acids
JPH0691938B2 (ja) 排ガス中の硫黄酸化物の除去方法
JP3504427B2 (ja) 排ガスの脱硫方法
JPH09225258A (ja) 排ガスの脱硫方法
JPH07116457A (ja) 湿式排煙脱硫処理方法と装置
JP3902861B2 (ja) 排ガス脱硫方法
JP2024155283A (ja) 硫黄酸化物含有ガスの処理方法、および、亜硫酸カルシウムの製造方法
JP2719322B2 (ja) 排ガス脱硫方法
KR830001021B1 (ko) 연소 배기 가스의 탈황 방법
JPS604726B2 (ja) 排煙脱硫法
JPS6078622A (ja) 排煙脱硫法
JPH09271629A (ja) 排ガス脱硫方法
JP2001062250A (ja) 排煙処理方法