Анализ магнезитового метода очистки уходящих газов от сернистого ангидрида

к.т.н. Вострикова М.А.

ФГБОУ ВПО «КГУКИ»

к.п.н. Шкода В.В.

ФГБОУ ВПО «КГУКИ»

к.т.н. Кашин Я.М.

ФГБОУ ВПО «КубГТУ»

Сернистый ангидрид образуется почти во всех процессах горения, так как большинство видов топлива (уголь, нефть, горючие газы и др.) содержат серу.

Магнезитовый метод [1,3] основан на абсорбции сернистого ангидрида суспензией, содержащей активную окись магния, с образованием сульфита и бисульфита магния по реакциям:

Некоторая часть сульфита магния окисляется кислородом, содержащимся в продуктах сгорания до сульфата магния, который не участвует в процессе поглощения SO₂:

Получающийся в результате этих реакций сульфит магния пересыщает раствор и выпадает в осадок при температуре свыше 50°С в виде MgSO₃·3H₂О, а при более низкой в виде кристаллов MgSO₃·6H₂О, которые выделяют из раствора и подвергают нагреву при 165°С. При этом теряется кристаллизационная влага:

Затем обезвоженный сульфит магния обжигается при температуре 850- 1100°С, разлагаясь на SО₂ и MgO. Сульфат магния при обжиге в смеси с восстановителем разлагается:

Таким образом, происходит регенерация MgO, которая направляется в виде пульпы обратно на очистку. Концентрация SO₂ в газе после обжига составляет 10-20%. После очистки от магнезитовой пыли этот газ используется при производстве серной кислоты. Единственной побочной реакцией в этом процессе является образование сульфата магния, образование которого предотвращают, вводя некоторые вещества (например, 0,005-0,01% парафенилендиамина). Однако на практике не требуется и этого, поскольку после накопления в растворе 120-160 г/л сульфата магния окисление сульфита практически прекращается.

Существуют «кристальный» и «бескристальный» методы очистки продуктов сгорания при помощи окиси магния [1]. Принципиальная схема кристального метода приведена на рисунке 1. Продукты сгорания, очищенные от золы, поступают в абсорбер насадочного типа, где из них извлекается SO₂ и затем выбрасываются через дымовую трубу в атмосферу. В абсорбер подается суспензия MgSO₃·6H₂О и MgO в водном растворе сульфит-бисульфит-сульфата магния. Часть отработанного раствора выпускается в сборник, куда подается свежая суспензия MgO для нейтрализации кислого раствора и более полного перевода бисульфита в кристаллический MgSO₃·6H₂О

Рисунок 1 – Схема циклического магнезитового «кристального» метода очистки продуктов сгорания от SO₂: 1 – абсорбер насадочного типа; 2 – фильтр; 3 – циркуляционный сборник; 4 – дозатор свежего магнезита; 5,6 – гидроциклоны; 7 – фильтр-пресс; 8 – ленточный вакуум-фильтр; 9 – многополочная обжиговая печь

Достоинством магнезитового способа является возможность достижения высокой степени очистки газов без предварительного их охлаждения. Обжиг сульфита магния может производиться на химическом предприятии за пределами ТЭС, так как высушенные и обезвоженные кристаллы могут достаточно удобно транспортироваться. Основным недостатком магнезитового способа является наличие многочисленных операций с твердыми веществами (кристаллами сульфита, окиси магния, золы), что связано с абразивным износом аппаратуры и пилением. Для сушки кристаллов и удаления гидратной влаги требуется значительное количество тепла.

Анализ рассмотренных конструктивных и технологических особенностей представленных процессов позволяет констатировать, что недостатком метода можно считать малую поверхность контакта очищаемых газов с поверхностью раствора, сложность, металлоемкость аппаратов, которые требуют существенных затрат энергии и реагентов, а также значительных производственных площадей и обслуживающего персонала.

Список использованной литературы:

1. Возницкий И.В. Практика использования морских топлив на судах – изд.4, испр. и доп. – СПб.: 2006 – 124 с.

2. Комплексная очистка дымовых газов теплогенерирующих установок. Монография / Комиссаров К.Б., Лутков С.А., Филь А.В. Ростов н/Д.: Филиал ФГОУ ВПО «Морская государственная академия имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» в г. Ростове-на-Дону, 2007. - 134 с.

3. Носков А.С., Пай З.П. Технологические методы защиты атмосферы от вредных выбросов на предприятиях энергетики / СО РАН. Ин-т катализа; ГПНТБ. - Новосибирск, 1996. - 156 с.