PL191469B1

PL191469B1 - Sposób usuwania tlenków siarki oraz par i mgieł kwasu siarkowego z gazów, zwłaszcza kominowych

Info

Publication number: PL191469B1
Application number: PL330578A
Authority: PL
Inventors: Marek Lewicki; Marek Gryta
Original assignee: Politechnika Szczecinska
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2006-05-31
Also published as: PL330578A1

Abstract

1. Sposób usuwania tlenków siarki oraz par i mgły kwasu siarkowego na drodze absorpcji w wodnym roztworze katalizatora zawierającego siarczan żelaza (II), siarczan żelaza (III), siarczan manganu (II), siarczan tytanylu oraz siarczan wanadylu w absorberze w temperaturze 30-90°C, doprowadzeniem do absorbera gazu z co najmniej pięciokrotnym nadmiarem tlenu w stosunku do dwutlenku siarki, znamienny tym, że oczyszczany gaz poddaje się absorpcji co najmniej dwustopniowej, przy czym oczyszczany gaz kieruje się na pierwszy stopień absorpcji, gdzie się go wstępnie oczyszcza i następnie kieruje się go na drugi stopień absorpcji, do którego doprowadza się przygotowany roztwór katalizatora, przy czym wypływający z drugiego stopnia absorpcji roztwór katalizatora o stężeniu kwasu siarkowego 50 - 100 g H2SO4/dm3 kieruje się na pierwszy stopień absorpcji, zaś roztwór katalizatora wypływający z pierwszego stopnia absorpcji kieruje się do instalacji do destylacji membranowej, z której odprowadza się zatężony kwas siarkowy oraz czystą wodę.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania tlenków siarki oraz par i mgieł kwasu siarkowego poprzez ich absorpcję w wodnym roztworze katalizatora.

Dotychczas znane i stosowane sposoby usuwania związków siarki z gazów polegają na usuwaniu par i mgieł kwasu siarkowego w elektrofiltrach lub w odemglaczach, a dwutlenku siarki przez absorpcję w roztworach Fe (II) i/lub Mn (III). Z polskiego opisu patentowego nr 163215 znany jest katalizator do absorpcji i utleniania dwutlenku siarki w roztworze. Katalizator ten zawiera 75 - 89% siarczanu żelaza (II); 8 - 15% siarczanu żelaza (III); 1,3 - 1,5% siarczanu tytanylu; 0,76-0,93% siarczanu wanadylu oraz 0,76 - 0,93% siarczanu manganu (II). Z polskiego opisu patentowego nr 163216 znany jest sposób jednoczesnego usuwania tlenków siarki oraz par i mgieł kwasu siarkowego z gazów w półkowym absorberze pianowym wykorzystujący absorpcję dwutlenku siarki w wodnym roztworze zawierającym jako katalizator siarczan żelaza (II), siarczan żelaza (III), siarczan manganu (II), siarczan tytanylu oraz siarczan wanadylu, z ciągłą cyrkulacją wodnego roztworu katalizatora w absorberze, w temperaturze 30-90°C, z doprowadzeniem do absorbera gazu z co najmniej pięciokrotnym nadmiarem tlenu w stosunku do dwutlenku siarki. Niedogodnością tych rozwiązań jest otrzymywanie rozcieńczonych roztworów kwasu siarkowego.

Sposób według wynalazku polega na tym, że oczyszczany na drodze absorpcji w wodnym roztworze katalizatora gaz poddaje się absorpcji co najmniej dwustopniowej. Oczyszczany gaz kieruje się na pierwszy stopień absorpcji, gdzie się go wstępnie oczyszcza, głównie z mgieł i par kwasu siarkowego oraz trójtlenku siarki a także częściowo dwutlenku siarki, który utlenia się do kwasu siarkowego. Absorpcja kwasu i odparowanie wody do strumienia gazu powoduje wzrost stężenia kwasu w roztworze. Gaz po pierwszym stopniu absorpcji zawiera głównie dwutlenek siarki, z którego oczyszcza się go w drugim stopniu absorpcji poprzez utlenianie do kwasu siarkowego w wodnym roztworze katalizatora. Do drugiego stopnia absorpcji doprowadza się przygotowany roztwór katalizatora, zaś wypływający z drugiego stopnia absorpcji roztwór katalizatora kieruje się na pierwszy stopień absorpcji. Stężenie kwasu siarkowego w roztworze katalizatora wypływającym z drugiego stopnia absorpcji wynosi 50 - 100 g H2SO4/dm³. Roztwór katalizatora wypływający z pierwszego stopnia absorpcji kieruje się do instalacji do destylacji membranowej, z której odprowadza się zatężony kwas siarkowy oraz czystą wodę. Oczyszczany gaz schładza się ogrzewając równocześnie roztwór katalizatora wypływający z pierwszego stopnia absorpcji, w wymienniku ciepła, do którego doprowadza się oczyszczany gaz oraz roztwór wypływający z pierwszego stopnia absorpcji przed podaniem go do instalacji membranowej. Zatężony zanieczyszczony solami metali roztwór kwasu siarkowego, wypływający z instalacji do destylacji membranowej kieruje się do krystalizatora, gdzie usuwa się kryształy soli zwiększając tym samym czystość pozyskiwanego kwasu siarkowego.

Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że dzięki zastosowaniu dwustopniowej absorpcji i połączeniu jej z destylacją membranową zamiast odpadu w postaci rozcieńczonego roztworu kwasu siarkowego, uzyskuje się stężony roztwór kwasu mogący być wykorzystany jako surowiec w innych procesach chemicznych oraz czystą wodę, a także zwiększa się stopień odsiarczania oczyszczanego gazu przy jednoczesnej redukcji ilości stosownego katalizatora w stosunku do metody jednostopniowej.

P r z ykład

Przez dwa połączone absorbery każdy z trzema przelewowymi półkami sitowymi, tłoczy się gorący gaz o temperaturze 200°C, zawierający 3 g SO2, 1 g SO3 w przeliczeniu na H2SO4, 2 g H2SO4 oraz 18 g O2 na 1m³ suchego gazu w warunkach normalnych. Absorbery zraszane są roztworem katalizatora, a natężenie zraszania wynosi 2m³ /m²h. W absorberze pierwszym ustaliła się temperatura 80°C, a w drugim 73°C. Stężenie kwasu siarkowego w katalitycznych roztworach absorbujących wynosiło: w drugim absorberze 52 g H2SO4/kg, a w pierwszym absorberze - 110 g H2SO4/kg. Świerzy roztwór katalizatora podawany na górną półkę drugiego absorbera zawierał 35 g/dm³ odpadowego siarczanu żelaza z produkcji bieli tytanowej. Gaz po pierwszym stopniu absorpcji zawierał 1,8 g SO2 i 0,02 g SO3 w przeliczeniu na H2SO4 oraz 0,15 g H2SO4. Po drugim stopniu absorpcji sumaryczne stężenie związków siarki w gazie wynosiło 0,12 g H2SO4/m³ suchego gazu. Roztwór gazu z pierwszego absorbera podgrzano do temperatury 85°C i czterokrotnie zatężono techniką destylacji membranowej, uzyskując strumień czystej wody wynoszący 7,5 dm³/h w przeliczeniu na 1 m² membrany.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób usuwania tlenków siarki oraz par i mgły kwasu siarkowego na drodze absorpcji w wodnym roztworze katalizatora zawierającego siarczan żelaza (II), siarczan żelaza (III), siarczan manganu (II), siarczan tytanylu oraz siarczan wanadylu w absorberze w temperaturze 30-90°C, z doprowadzeniem do absorbera gazu z co najmniej pięciokrotnym nadmiarem tlenu w stosunku do dwutlenku siarki, znamienny tym, że oczyszczany gaz poddaje się absorpcji co najmniej dwustopniowej, przy czym oczyszczany gaz kieruje się na pierwszy stopień absorpcji, gdzie się go wstępnie oczyszcza i następnie kieruje się go na drugi stopień absorpcji, do którego doprowadza się przygotowany roztwór katalizatora, przy czym wypływający z drugiego stopnia absorpcji roztwór katalizatora o stężeniu kwasu siarkowego 50 - 100 g H2SO4/dm³ kieruje się na pierwszy stopień absorpcji, zaś roztwór katalizatora wypływający z pierwszego stopnia absorpcji kieruje się do instalacji do destylacji membranowej, z której odprowadza się zatężony kwas siarkowy oraz czystą wodę.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oczyszczany gaz schładza się przez oddanie ciepła do roztworu katalizatora wypływającego z pierwszego stopnia absorpcji, w wymienniku ciepła.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór zatężonego kwasu siarkowego z solami metalu wypływający z instalacji do destylacji membranowej kieruje siędo krystalizatora.