Способ очистки обжигового сернистого газа

 

Изобретение относится к способам очистки сернистого обжигового газа преимущественно при производстве серной кислоты. Предложенный способ реализуется путем введения на промывку сернистого обжигового газа одного раствора серной кислоты для первых двух ступеней промывки с последующим выделением образующегося при этом тумана серной кислоты в электрофильтрах. Способ позволяет уменьшить образование мелкодисперсного тумана, упростить технологическую схему за счет исключения насосов для первой ступени промывки, снизить коррозию и износ оборудования. Эффективность обеспечивается также за счет того, что на первой ступени промывки в неохлажденном обжиговом газе с помощью, например, сжатого воздуха распыливают 50 - 150 г введенного раствора серной кислоты на 1 нм³ очищаемого газа до требуемой дисперсности, обеспечивающей охлаждение очищаемого газа до 90 - 150^oC и вывод промывной кислоты в накопительный сборник.

Изобретение относится к способам очистки обжигового сернистого газа от примесей, загрязняющих целевой продукт и катализаторную массу и может быть использовано в производстве серной кислоты и солей.

Известен способ очистки обжигового сернистого газа от мышьяковистого ангидрида и галогенсодержащих соединений, включающий промывку газа в нескольких последовательно расположенных промывных башнях с последующим концентрированием промывной кислоты при добавлении олеума или моногидрата. При этом первая промывная башня орошается 55 70%-ной серной кислотой, а вторая башня 25 35%-ной серной кислотой.

Известны и другие способы очистки обжигового сернистого газа (авт.св. СССР N 814846, 904510, 929541, 1201221), достигающие поставленных целей с помощью различных приемов, но не решающие полностью и универсально все проблемы, связанные с очисткой газа.

Наиболее близким к предложенному способу является способ очистки обжигового сернистого газа по авт.св. N 929541, согласно которому достигается высокая степень очистки от мышьяка, но коррозия оборудования при этом не уменьшается. Отличительными признаками известного способа являются введение распыленной серной кислоты с концентрацией 20 95 мас. в газ перед выделением тумана в электрофильтрах, подача распыленной серной кислоты в количестве 0,1 10,0 г в пересчете на моногидрат на 1 нм³ очищаемого газа, сообщение каплям кислоты электрического заряда.

В отличие от известного предложенный способ решает задачу упрощения технологической схемы и уменьшения коррозии и износа оборудования на первой ступени промывки, где растворы серной кислоты наиболее агрессивны, имеют наиболее высокую температуру и концентрацию как основного вещества, так и примесей, усиливающих коррозионное воздействие раствора серной кислоты.

Способ реализуется следующим образом. На первые две ступени промывки вводят серную кислоту одинаковой концентрации. На первой ступени промывки в неохлажденном обжиговом газе с температурой 250 400^oC перед образованием тумана введенную серную кислоту в необходимом количестве распыливают до дисперсности, обеспечивающей охлаждение очищаемого газа до 90 150^oC, при этом мелкораспыленная серная кислота, нагреваясь при испарении воды и одновременном поглощении серного ангидрида, закрепляется и частично выделяется из газового потока, направляется в накопительный сборник, газ далее поступает на вторую ступень промывки, где улавливается оставшаяся часть закрепленной мелкораспыленной серной кислоты и куда вводится необходимое количество воды или слабой серной кислоты для поддержания рабочего уровня в циркуляционном сборнике второй ступени промывки. Наибольший эффект достигается, когда введенную на первую ступень промывки серную кислоту распыливают с помощью сжатого воздуха. В зависимости от температуры обжигового сернистого газа и содержания в нем трехоксида серы количество введенной на первую ступень очистки серной кислоты может быть разным, оптимально распыливают 50 150 г раствора серной кислоты на 1 нм³ очищаемого газа.

Выделенную из газового потока на первой ступени серную кислоту преимущественно с концентрацией 40 65% H₂SO₄ направляют в накопительный сборник для последующего закрепления до товарной концентрации и не применяют для циркуляции на первой ступени, тем самым исключая износ оборудования первой ступени. Теплоотдача накопительного сборника в окружающее пространство обеспечивает охлаждение направленной в него кислоты без применения охлаждающих устройств.

Кислота из накопительного сборника может быть направлена при необходимости в сборники последующих ступеней промывки.

Количество мелкого тумана, образующегося на первой ступени промывки, в результате воздействия на горячий газ в пределах первой ступени большого количества искусственных центров конденсации из мелко распыленной серной кислоты не увеличивается, а снижается, так как скорость охлаждения газового потока по сравнению с известным способом почти не меняется. Кроме того, исключение необходимости эксплуатации циркуляционного контура первой ступени позволяет уменьшить материальные и энергетические затраты при производстве целевого продукта.

Пример 1. На первые две ступени промывки вводят серную кислоту с концентрацией 5% H₂SO₄. На первой ступени в 30000 нм³ обжигового сернистого газа с температурой 250^oC, содержащего 0,1 об. трехоксида серы и 0,5 г/нм³ пыли, перед образованием тумана распыливают с помощью сжатого воздуха введенную серную кислоту в количестве 50 г на 1 нм³ очищаемого газа до дисперсности, обеспечивающей охлаждение очищаемого газа до 90^oC. Концентрация выделяемой на первой ступени кислоты составляет 40% H₂SO₄, а концентрация тумана после электрофильтров равна 0,01 г/нм³, что удовлетворяет действующим нормам.2 Пример 2. На первые две ступени промывки вводят серную кислоту с концентрацией 30% H₂SO₄. На первой ступени в 30000 нм³ обжигового сернистого газа при температуре 400^oC, содержащего 0,3 об. трехоксида серы и 0,5 г/нм³ пыли, перед образованием тумана распыливают с помощью сжатого воздуха введенную серную кислоту в количестве 150 г на 1 нм³ очищаемого газа до дисперсности, обеспечивающей охлаждение очищаемого газа до 150^oC. Концентрация выделяемой на первой ступени кислоты составляет 65% H₂SO₄, а концентрация тумана после электрофильтров равна 0,011 г/нм³, что удовлетворяет действующим нормам.

Формула изобретения

1. Способ очистки обжигового сернистого газа путем его многоступенчатой промывки раствором серной кислоты с выделением образующегося при этом тумана серной кислоты в электрофильтрах, отличающийся тем, что на первые две ступени промывки вводят серную кислоту одинаковой концентрации, распыливая на первой ступени в неохлажденном обжиговом газе введенную серную кислоту в количестве и до дисперсности, обеспечивающих охлаждение очищаемого газа до 90 150^oС и вывод промывной кислоты в накопительный сборник.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что введенную на первую ступень промывки серную кислоту распыливают с помощью сжатого воздуха.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что распыливают 50 150 г раствора серной кислоты на 1 нм³ очищаемого газа.