ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 136
Скачиваний: 5
жащего S 0 3 и |
Н20. Температура стенки не |
должна |
быть |
ниже |
275° С. Корпус |
изготовляют из жароупорного |
бетона |
или |
стали. |
Температура газа выше 500° С недопустима, так как это может вы звать деформацию металлических деталей.
Коронирующие электроды укреплены на рамах 10. Встряхива ние коронирующих 8 и осадительных 7 электродов производится при помощи специальных механизмов 11 и 16. Пыль стряхивается в бункер 4.
Следует отметить, что увеличение числа полей приводит к повы шению стоимости электрофильтра, поэтому в последнее время ста ли применять электрофильтры с удлиненными полями. В трехполь ном сухом электрофильтре с удлиненными полями может быть до стигнута такая же степень очистки газа от пыли, как в четырех польном и пятипольном.
В сернокислотной промышленности применяются также верти кальные электрофильтры ХК с кирпичным корпусом. Скорость газа в них 0,4—0,5 м/с. Скорость газа в электрофильтрах ОГ-3 для очи стки газа после механических печей несколько выше, чем после пе чей КС, и составляет 0,7—-1,2 м/с.
Попадание даже очень мелкой пыли в контактный аппарат не желательно, поэтому стремятся возможно более тщательно очищать газ от пыли. Однако следует учитывать, что повышение степени очистки газа от пыли связано с увеличением затрат на сооружение очистных устройств и расходов по их обслуживанию, поэтому в каждом отдельном случае оптимальную степень обеспыливания газа
определяют на основе технико-экономических расчетов. |
|
|||||
Ниже приведены |
технико-экономические показатели работы |
|||||
установок для очистки газов печей КС от огарковой пыли: |
||||||
|
|
Показатели |
|
|
Электрофильтры |
|
|
|
|
|
|
ОГ-3 |
ОГ-4 |
Содержание пыли в газе, г/м3: |
|
180 |
180 |
|||
начальное, |
не бо л ее ........................... |
|
|
|||
конечное |
............................................... |
|
|
0,1—0,2 |
0,05—0,1 |
|
Температура газа, ° С ........................... |
|
м/с . |
350—425 |
350—425 |
||
Скорость газа в электрофильтре, |
0,5—0,6 |
0,5—0,6 |
||||
Гидравлическое сопротивление циклонов |
и |
|
||||
электрофильтров: |
|
|
590 |
590 |
||
Н/м2 |
............................................................. |
|
|
|
||
мм вод ....................................................... ст |
|
на |
|
60 |
60 |
|
Расход |
электроэнергии |
очистку |
|
|||
1000 м3/ч газа: |
|
|
2700 |
3500 |
||
к Д ж ............................................................. |
|
|
|
|
||
К В Т - Ч ............................................................................................................................. |
|
установки |
для |
|
0,75 |
0,97 |
Стоимость |
|
очистки |
1190 |
|||
1000 м3/ ...........................................ч газа, р |
|
к. |
920 |
|||
Стоимость очистки 1000 м3/ч газа, |
3,86 |
4,18 |
§ 27. Получение концентрированного сернистого ангидрида
Концентрированный газообразный и жидкий сернистый ангид рид широко используют в промышленности для получения сульфи тов, моющих средств, в холодильной технике и других отраслях
75
промышленности. Сернистый ангидрид, предназначенный для этих целей, получают главным образом из обжигового газа, образую щегося при сжигании серы или серного колчедана.
Во многих производствах образуются отходящие газы с неболь шим содержанием SO2, которое недопустимо выбрасывать в атмос феру по санитарным соображениям (сернистый ангидрид вреден для людей и губит растительность). Кроме того, находясь в атмос фере, S02 постепенно окисляется до серного ангидрида, образую щего при соединении с влагой воздуха серную кислоту. Присутст вующая в воздухе сёрная кислота разрушает крыши, металлические конструкции, провода, кладку зданий, одежду и пр.
Санитарная очистка отходящих газов от сернистого ангидрида трудна и дорого стоит, использовать же эти газы непосредственно для получения серной кислоты экономически невыгодно. При сов мещении же газоочистки с получением концентрированного серни стого ангидрида процесс обезвреживания отходящих серосодержа щих газов становится рентабельным. Особенно большое количество сернистого ангидрида содержится в топочных газах тепловых элек тростанций, работающих на высокосернистых углях. Поэтому в не далеком будущем топочные газы должны стать основным источни ком получения концентрированного сернистого ангидрида, причем из них может быть получено такое количество концентрированного S02, что значительную его часть будет вполне целесообразно ис пользовать для производства серной кислоты.
Из многих предложенных методов концентрирования газов, со держащих малые количества сернистого ангидрида, наиболее ши роко применяют циклический метод с использованием жидкого аб сорбента (поглотителя). Отходящие газы промывают поглотительной жидкостью,
растворяющей сернистый ангидрид, который затем выделяют из раствора при нагревании. Получаемый при этом влажный концен трированный сернистый ан гидрид направляют непо средственно потребителям или сжижают для после дующего использования. После удаления сернистого ангидрида из поглотительно го раствора жидкость охлаж дают и вновь подают на аб сорбцию S 0 2.
Схема циклического абсорбционно - десорбционного метода извлечения из га зов и концентрирования сер
76
нистого ангидрида следующая. |
Газ, содержащий S 02, проходит |
|
через орошаемую поглотительным |
раствором |
башню 1 (рис. 43). |
Здесь из газа извлекается сернистый ангидрид, |
после чего очищен |
ный (обезвреженный) отходящий газ выводится в атмосферу. Поглотительный раствор, насыщенный сернистым ангидридом, подо гревается в теплообменнике 4 раствором, освобожденным от S 0 2 в башне 3. Подогретый поглотительный раствор поступает на ороше ние башни 3, в нижнюю часть которой подают острый пар. Выде ляющийся из раствора в башне 3 сернистый ангидрид поступает на последующую осушку для удаления увлеченных им водяных паров. Далее концентрированный S 0 2 сжижают или перерабатывают в га зообразном виде. Освобожденный от S 0 2 (регенерированный) рас твор охлаждается сначала в теплообменнике 4, затем в холодиль нике 2 и возвращается на орошение абсорбционной башни 1.
В качестве абсорбентов сернистого ангидрида в промышлен ности применяют воду, растворы соды, сульфита и бисульфита ам мония, основного сульфата алюминия, фосфата натрия, известко вое молоко и ксилидин (водную эмульсию).
Простейший циклический способ концентрирования сернистого ангидрида — извлечение его из газов водой. При соприкосновении газовой смеси, содержащей S 02, с водой сернистый ангидрид рас
творяется с образованием раствора сернистой кислоты: |
|
S 024 H2O ^ H 2S03. |
(34) |
Сернистая кислота при нагревании раствора разлагается с вы делением S 02. При нагревании водного раствора S 0 2 до 100° С сер нистый ангидрид отгоняется практически полностью, и после удале ния из газа водяных паров получают почти 100%-ный сернистый ангидрид. Однако воду нельзя считать хорошим поглотителем для концентрирования сернистого ангидрида. Из-за малой растворимо
сти S0 2 в воде ее требуется очень много, что приводит к большому расходу пара.
Широкое применение в промышленности |
получил |
аммиачный |
циклический метод, по которому S 0 2 поглощается водным раство |
||
ром аммиака (аммиачная вода). При взаимодействии S 0 2 с аммиа |
||
ком образуются бисульфит и сульфит аммония: |
|
|
S 02 4- NH4OH = NH4HS03, |
(35) |
|
S02 4 2NH4OH = (NH4)2S03 4 |
H20 . |
(36) |
Эти соли хорошо растворимы в воде, поэтому поглотительная спо собность растворов может быть значительна.
При нагревании насыщенного раствора вначале отгоняется S 0 2„ затем смесь, содержащая S 0 2 и NH3, а при дальнейшем повышении температуры раствора преимущественно NH3. Если раствор суль фитов аммония нагреть до кипения, отгонится лишь частыюглощенного S 02.
T7
Недостатком аммиачного метода является частичное окисление в присутствии кислорода сульфитов аммония до сульфатов. Ско рость окисления увеличивается в присутствии примесей железа, марганца и др. Сульфиты аммония могут также разлагаться в рас творе, образуя сульфаты аммония и элементную серу. Этот про цесс ускоряется в присутствии селена и теллура. При накоплении сульфата аммония раствор теряет поглотительную способность по отношению к S02.
В промышленности для поглощения S02 используют также ксилидиновый циклический метод. Поглотителем в данном случае яв ляется ксилидин, или диметиланилин (CH3)2C6H3NH2, образующий ■с сернистым ангидридом ряд неустойчивых соединений. Ксилидин (мол. вес 121,18) представляет собой коричневую жидкость, у ко торой т. кип. 212—223° С и пл. 0,98—0,997 г/см3.
Смесь ксилидина с водой, используемая для поглощения серни стого ангидрида, при отстаивании разделяется на два слоя: ниж ний — воду, верхний — ксилидин. При поглощении S 0 2 образуется сернистокислый ксилидин, который постепенно опускается ьниз, вы тесняя воду в верхний слой. В процессе абсорбции S 0 2 (до 100 г/л) ксилидин полностью реагирует с сернистым ангидридом и раство ряется в воде, а поглотительная смесь превращается в однородный водный раствор. После удаления S 0 2 смесь снова расслаивается на воду и ксилидин.
Технологическая схема процесса концентрирования сернистого ангидрида с применением ксилидина принципиально не отличается от схемы абсорбции S 02 аммиачной водой.
Известны и другие методы извлечения сернистого ангидрида, на пример щелочно-кислотные методы, заключающиеся в поглощении S 0 2 щелочным раствором и добавлении к полученному раствору сульфитов сильной кислоты. При этом протекают, например, сле дующие реакции:
Са (ОН)2 + 2S02 = Са (HS03)2, |
(37) |
Са (HS03)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н20 + 2SOa. |
(38) |
При магнезитовом методе извлечения S 02 из низкоконцентри рованных газов поглотителем служит водная суспензия MgO. Вна чале сернистый ангидрид извлекается из газа в башне с насадкой, орошаемой поглотителем. Протекают следующие реакции:
MgO + Н20 = Mg (ОН)2, |
) |
(39)
Mg (ОН)2 + S02 + 5 Н20 - MgS03 • 6Н20 . f
Мало растворимый в воде шестиводный сульфит магния от фильтровывают и высушивают топочными газами в кипящем слое при 160—180° С. Затем сухую соль нагревают также топочными газами в кипящем слое вначале до 500, потом до 900—1000° С. При этом сульфит магния разлагается с выделением сернистого ангид рида и MgO, который охлаждают и возвращают в процесс, Таким
78
способом получают сернистый газ, содержащий около |
20% S 0 2 |
(остальные 80% — компоненты топочных газов). |
|
Известны способы извлечения сернистого ангидрида, |
в резуль |
тате которых непосредственно получается серная кислота. Отходя щие газы тщательно очищают от пыли и обрабатывают растворами солей железа или марганца. В результате окисления сернистого ан гидрида образуется 25—30%-ная серная кислота. Этот способ при годен и для извлечения S 0 2 из отходящих газов производства сер ной кислоты контактным способом, так как эти газы не содержат взвешенных примесей. Образующаяся низкоконцентрированная сер ная кислота поступает в сборник первой промывной башни, где ее концентрация возрастает до 60—70% H2S 0 4, или передается в су перфосфатный цех для разбавления концентрированной серной кислоты.
Концентрированный сернистый |
ангидрид можно получать в кон |
|||
тактном сернокислотном цехе |
из |
серы и SO3 , обрабатывая серу |
||
олеумом. Растворенный в нем |
серный |
ангидрид реагирует |
||
с серой: |
|
|
|
|
2S03 + |
S = |
3S02. |
(40) |
Поскольку часть растворенного в олеуме серного ангидрида рас ходуется на образование S 02, олеум становится менее концентриро ванным и его возвращают в цикл олеумного абсорбера. Этот про цесс проводят в специальном реакторе. Образующийся при окисле нии серы S 02 вместе с выделяющимся из олеума серным ангидри дом последовательно проходит два фильтра, заполненных серой, с которой реагирует газообразный серный ангидрид. Для удаления из сернистого ангидрида остатков S 03 газ пропускают через два абсор бера с насадкой, орошаемой моногидратом (98,3% H2S 0 4), затем фильтруют для удаления брызг и кислотного тумана и комприми руют для сжижения S 02.
Для получения жидкого сернистого ангидрида газообразный концентрированный S 02 после предварительной осушки сжимают в компрессоре до давления 3,3-105 — 4 -105 Н/м2 и затем охлаждают
до 20° С в холодильнике-конденсаторе. |
Сжиженный сернистый ан |
||||||
гидрид поступает в сборник-хранилище, из которого S 02 разливают |
|||||||
в баллоны или цистерны. |
Не |
сжиженная |
в |
конденсаторе |
часть |
||
сернистого ангидрида вместе с примесями азота и |
кислорода |
воз |
|||||
вращается в абсорбционную башню установки |
для |
концентрирова |
|||||
ния или используется для |
получения |
серной |
кислоты, сульфи |
||||
тов и др. |
|
|
|
|
|
|
|
Сернистый ангидрид можно |
сжижать |
и без предварительной |
осушки его серной кислотой, проводя компримирование газа: в не сколько ступеней. Сначала из газа конденсируют водяные пары, ко торые таким образом выводят из системы, затем сжижают серни стый ангидрид.
79