2. Поглощение диоксида серы оксидами марганца

Марганцевый процесс

В качестве поглотителя используется гранулированный, высу- шенный на воздухе и в вакууме при температуре 300-400 ^оС оксид мар- ганца Mn₂O₃, который получается при взаимодействии сульфата мар- ганца и едкого натра.

Схема процесса приведена на рис. 9.14.

Рис. 9.14. Марганцевый процесс очистки газов от диоксида серы

1 - адсорбер; 2 - сито; 3 - электролизер; 4 - емкость; 5 – центрифуга; 6 - сушил- ка

Дымовой газ с температурой 130-330 ^оС поступает в адсорбер 1, где SО₂ поглощается оксидом марганца. Сорбированный SО₂ окисляет- ся в SO₃ и растворяется капиллярной влагой с образованием серной ки- слоты. Последняя взаимодействует с оксидом марганца, образуя суль- фат марганца.

Отработанный поглотитель поступает на механическое сито 2, за- тем в емкость 4, оборудованную мешалкой. В эту емкость подается раствор едкого натра. Здесь сульфат марганца взаимодействует с гид- ратом оксида натрия по реакции:

MnSO₄ + 2NaOH = MnO + Na₂SO₄ + H₂O.

Далее суспензия разделяется и промывается водой на центрифуге

5, где МnO окисляется в Mn₂О₃ за счет кислорода воздуха.

Фильтрат, состоящий из раствора сульфата натрия, разлагается в электролизере 3 с образованием разбавленной серной кислоты и рас- твора едкого натра. Серная кислота после упаривания и концентриро- вания может быть реализована, а едкий натр возвращается в процесс для обработки новых порций отработанного поглотителя.

Регенерированный влажный поглотитель, отделенный на центри- фуге 5, высушивается в сушилке 6 и направляется в адсорбер.

Процесс “Дар-Марганец”

Процесс отработан японской компаний “Мицубиси”. В качестве поглотителя использовалась смесь оксидов, так называемые активиро- ванные оксиды марганца, который получают обработкой сульфата марганца аммиаком с последующим окислением гидрата кислородом в водной среде:

MnSO₄ + 2NH₄OH = Mn(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄; Mn(OH)₂ + 05iO₂ + n(n-1)H₂O = MnO_1+i.nH₂O,

где i и n изменяются в пределах соответственно от 0,5 до 0,8 и от 0,1 до

1,0.

Схема процесса на рис. 9.15.

Измельченный адсорбент вдувался в поток газа, и вместе с ним поступал в адсорбер 2. В нем оксиды марганца взаимодействуют с SО₂, кислородом и капиллярной влагой с образованием сульфата марганца. Механизм поглощения такой же, как и в предыдущем процессе. Час- тички поглотителя размером около 40 мкм легко уносились газовым потоком, скорость которого в адсорбере составляла 13 м/с.

Отработанный адсорбент почти полностью отделялся в батарей- ном циклоне 3 и электрофильтре 4. Часть отделенного поглотителя возвращалась в бункер 1 для повторного использования, другая часть поступала в аппарат 5, оборудованный мешалкой, где сульфат марган- ца растворялся в воде. Эта часть составляла 1/4 или 1/5 от общего ко- личества поглотителя.

Пульпа из аппарата 5 поступала в колонну 6 регенерации аммиа- ка, а затем в окислительную колонну 7. В последней пульпа обрабаты- валась аммиаком и кислородом воздуха. При этом оксиды марганца регенерировались согласно вышеприведенным реакциям. Непрореаги- ровавший аммиак, уносимый воздухом, улавливается в колонне 6. Процесс окисления осуществляется при обычной температуре мелко диспергированным потоком воздуха.

Кристаллы оксидов марганца отделялись на центрифуге 8 и воз-

Рис. 9.15 . Процесс «Дар-марганец»

1 - бункер; 2 - адсорбер; 3- циклон; 4- электрофильтр; 5 -смеситель; 6 - колонна регенерации аммиака; 7 - окислительная колонна; 8,10 - центрифуга; 9 - флота- тор

вращались в процесс, а раствор сульфата аммония направлялся на упа- ривание и кристаллизацию. Раствор сульфата аммония можно обраба- тывать известью, получая гипс. При этом регенерированный аммиак возвращается в процесс.

Так как поглощение SО₂ из запыленных, предварительно не очи- щенных газов, приводило к засорению поглотителя золой, часть осад- ка, полученного в центрифуге 8, направлялась в флотатор 9, где зола отделялась флотацией при добавлении небольшого количества кероси- на. Отделяемая зола содержала большую часть керосина. Остальное его количество сорбировалось оксидами марганца.

Очищенный от золы поглотитель отделялся на центрифуге 10 и возвращался в процесс. Отмечалось, что наличие керосина не снижало

поглотительную способность сорбента. Керосин полностью десорби- ровался в дымовой газ и не попадал в сульфат аммония.

Так как регенерированный сорбент возвращался в цикл влажным, температура дымовых газов в адсорбере снижалась на 15-20 градусов вследствие испарения влаги, но все же оставалась выше 100 градусов при выбросе газов в атмосферу.