Способ очистки отходящих газов от оксидов серы

 

Использование: очистка газов от SO₂ и SO₃ Сущность изобретения: отходящий газ подают в скруббер на орошение водным раствором K₂CO₃ с концентрацией 250 300 г/л в режиме циркуляции. Отработанный раствор отводят на переработку барботированием через него воздуха. Раствор с остаточной концентрацией K₂SO₃ 1,35 г/л выводят из процесса и используют в производстве TiO₂

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к технологии очистки уходящих газов от SO₂ и SO₃.

Известен способ очистки уходящих газов от серусодержащих соединений [I] при котором газовый поток промывают водным щелочным раствором. Раствор собирает окислы серы, которые реагируют со щелочью с образованием раствора сульфита и сульфата. Процесс проводят в полом скруббере. Отработанный сорбент выводится из процесса кристаллизацией при охлаждении раствора. Затем его подвергают высокотемпературной регенерации обработкой горячим газом в присутствии углерода. Основным недостатком известного способа является дороговизна регенерации сорбента.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способом очистки уходящих газов от окислов серы [2] в котором связывание окислов серы проводят раствором К₂СО₃ в полом распылительном скруббере. При этом в результате химического взаимодействия образуются калиевые соли сернистой и серной кислот. Выведенный отработанный сорбент подвергают регенерации.

Основным недостатком известного способа является дороговизна и энергоемкость процесса регенерации сорбента.

Технический эффект предложенного способа удешевление процесса сероочистки с сохранением безотходности производства на основе комплексного использования щелочного калийного сорбента.

Технический эффект достигается тем, что в способе очистки уходящих газов от серусодержащих соединений, включающем подачу очищаемого газа в скруббер, орошение его раствором щелочного сорбента, вывод из скруббера отработанного сорбента для повторного использования, в качестве щелочного сорбента используют раствор поташа с концентрацией 250-300 г/л, а отработанный сорбент используют в процессе производства двуокиси титана.

Сущность изобретения поясняется следующим. Уходящие газы прокалочных печей производства двуокиси титана содержат SO₂ и SO₃ в количестве 1,5, 0,2 г/нм³ соответственно, а также унесенную пыль TiO₂. Газ направляют в скруббер, орошаемый раствором сорбента К₂СО₃˙SО₂ и SO₃ поглощаются раствором и взаимодействуют с К₂СО_3, образуя К₂SO₃ и K₂SO₄ К₂СО₃+SO₂=K₂SO₃+CO₂ K₂CO₃+SO₃=K₂SO₄+CO₂ Раствор отработанного сорбента выводят из нижней части скруббера и направляют в сборник. Из сборника часть раствора направляют на рециркуляцию в абсорбер, часть выводят из процесса и направляют на повторное использование в других технологических операциях, количество выведенного из процесса сероочистки раствора компенсируют подачей свежего раствора.

Образующийся в процессе очистки сульфат калия К₂SO₄ используют в процессе производства двуокиси титана.

В производстве TiO₂ важной операцией технологии является солеобработка титановой пасты перед прокалкой в печи, качество проведения этой операции в основном и определяет качество порошка TiO₂, используемого в производстве титановых белил. Важно, чтобы раствор, идущий на солеобработку, содержал строго определенное количество калия. Для солеобработки используют раствор КОН. Авторы предлагают заменить КОН на более дешевый носитель элемента калия, причем использовать его комплексно сначала для сероочистки уходящих газов, затем для солеобработки титановой пасты. Образующийся сульфит калия окисляют барботажeм воздуха без катализатора с объемной скоростью 20-40 ч^-1 в течение 3-5 ч.

П р и м е р. Из печи обжига TiO₂ отбирают уходящие газы в количестве 3˙10⁴ нм³/ч с концентрацией SO₂^0,0525,SO₃^0,0056% объем. Газы направляют в скруббер, орошаемый раствором К₂СО₃ с концентрацией 290 г/л и расходом 0,37 м³/ч. Из скруббера выводят раствор отработанного сорбента, содержащий 351 г/л, К₂SO₄, 9,6 г/л K₂SO₃, 2,9 г/л K₂CO₃. Отработанный сорбент барботируют воздухом в течение 4,5 ч с расходом воздуха 10 м³/ч. Раствор после барботирования с остаточным содержанием K₂SO₃ 1,35 г/л используют для солеобработки титановой пасты с расходом элемента калия 4,7 кг/1 т TiO₂ в пересчете на К₂О.

Использование раствора поташа с концентрацией К₂СО₃ меньшей 250 г/ля ведет к его количественному увеличению, так как снижение концентрации К₂СО₃ способствует снижению степени сероочистки. При увеличении концентрации К₂СО₃ больше 300 г/л возникает опасность выпадения кристаллов К₂SO₄ в трубопроводе и его забивание. Применение изобретения удешевляет процесс сероочистки уходящих газов прокалочных печей производства двуокиси титана, за счет применения сорбента, допускающего комплексное использование: сначала он используется в процессе сероочистки уходящих газов, а затем в химически преобразованном виде на одной из стадий производства TiO₂, при этом исключаются сброс раствора отработанного сорбента в канализацию.

Как показали лабораторные и промышленные испытания, замена КОН на К₂SO₄ улучшает качество порошка TiO₂, определяемого объективным методом. Одновременно улучшается сероочистка газов, так как сорбент К₂СO₃ более активен в отношении SO₂ чем Na₂CO₃ (степень сероочистки увеличивается на 5-10%). Длительное барботирование раствора отработанного сорбента (24 ч) в присутствии катализатора FeSO₄ с целью окисления Na₂SO₃ в Na₂SO₄ перед сбросом в канализацию заменяется менее продолжительной (4,5-5 ч) без катализатора, так как К₂SO₃ значительно легче окисляется в К₂SO₄ и исключается сам сброс раствора отработанного сорбента в канализацию.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ СЕРЫ, включающий подачу очищаемых газов в скруббер, орошение их абсорбционным водным раствором поташа в режиме циркуляции, вывод из скруббера отработанного раствора и его последующую переработку, отличающийся тем, что на стадии орошения используют водный раствор поташа с концентрацией 250-300 г/л, а в процессе переработки остаточную концентрацию сульфита калия доводят до величины, равной 1,35 г/л.