книги из ГПНТБ / Добросельская, Н. Н. Использование сернистых газов на медеплавильных заводах за рубежом для производства товарных видов продукции

ры из перерабатываемых медных концентратов составляет 90,6?? / 16-13 J . Завод выпускает 88$-ную серную кислоту.

Проблема утилизации серы из отходящих газов отражательных

печей пока не решена. Они образуется в количестве 1030 м3Лшн. На выходе из печи их температура достигает 1350°С. Тепло отходя­ щих газов использует в котле-утилизаторе, получая пар с темпера­ турой 430°С , давлением 40 атм в количестве 33 т/час и преобра­ зует его в электроэнергию. Отходящий газ выбрасывают в атмосфе­ ру через трубу высотой-130 м.

Комбинат "Саганосеки"

Ыедно-свинцово-никелевыи комбинат "Оаганосеки" принадлежит компании "Ниппон.майнинг компани". Здесь имеется четыре серно­ кислотных цеха, общая мощность которых 45 тыс.т в месяц (свыше

500 тыс.т в год)/Ё8 85-38 У .

Газы взвешенной плавки (процесс никко) с содержанием 1<йь сернистого ангидрида перерабатывают по схеме двойного контакти­ рования с промежуточной абсорбцией (процесс Ъауэра-Лурги). От­ ходящие газы этого цеха не требует дополнительной очистки и со­ ответствует санитарным требованиям к газам, выбрасываемым в ат­ мосферу'.

Конвертерные, агломерационные и обжиговые газы трех осталь­ ных цехов перерабатывает по обычной контактной схеме.

НОВЫЕ АППАРАТЫ И МАТЕРИАЛЫ, П Й Ш И Ш Е 8 СЕРНОКИСЛОТНОЕ.; ПРОИЗВОДСТВЕ

При получении серной кислоты из отходящих газоз цветной ме­ таллургии на отдельных зарубежных заводах промывное отделение сернокислотных цехов в ряде случаев имеет некоторые особенности, хотя, по существу, выполняет те же функции, что в обычной схеме промывного отделения.

Так, например, на заводах стран Западной Европы (дРГ, 1веция, -Финляндия и некоторые другие страны мира), где обжиг кон­ центратов осуществляют обычно в печах КС системы "Лурги" с за ­ грузкой сухого концентрата, около 15% пыли удаляется с обжиго­ выми газами в виде огарковой пыли. Газы подвергается пылеочистке и освобождается от остатков пыли в промывном отделении, где вместо первой промывной башни установлен промыватель Зектури (рис. 16, 1 7 .) Промывная жидкость, подаваемая под напором в про-

51

Газ &сушиль­ ную башню

жиг) :

1 - циклон; Z - сухой электрофильтр; 3 - промыватель Вентури;-4 - газовый холодильник; 5 - мокрый электрофильтр; 6 - свечевой фильтр; 7 - шлзмоотстойник; 8 - резервуар с промывной кислотой; 9 - насос

мыватель Вентури, дробится на очень мелкие капли с большой сум­ марной поверхностью. Газ подается на очистку сверху и захваты­ вается промывной жидкостью. В нижнем отстойнике промывателя

52

Вентури газ отдслязтся от промывной жидкости и поступает з сле­ дующие очистные аппарата.

£сли раньше аппараты Зентури .Амрла "Пурги" применяла лишь для промывки газон (промизатели аоптури играют роль первой про­ мывной башли в классической контактно,; схем е). то в последние годы область применил этих аппаратов значительно расширилась.

Труби Вентури в настоящее время используются не только в промежуточных абсорберах на горячен абсорбции, но и для су ти газа и в конечных абсорберах. Изменялось и аппаратурное оформ­ ление аппаратов Вентури.

Наиболее рационально .использовать з сернокислотных уста­

новках двухкамерные аппараты с трубами Вентури, схематически изображенные на рис. 18 (см. также рис. 10).

Рис. 18. Двухкамерный аппа­ рат Вентури с вертикальным и горизонтальным расположе­

нием труб:

I - входной газоход; 2 - входное отверстие для жид­ кости; 3 - вертикальная гру­ ба Вентури; 4 - приспособле­ ния для дополнительного впрыскивания охлажденной жидкости; 5 - отверстие для слива жидкости; б - горизон­ тальная груба Вентури; 7 - брызгоуловитель; 8 - выход­

ной гёзоход

Трубы Вентури позволяют работать на больших скоростях га­ з а , обеспечивают высокую производительность.

Вместо второй промывной и увлажнительной башен в системе газоочистки "Пурги" (см. рис. 16) установлены газовые холодиль­ ники. Газ промывается в условиях испарительного режима. Осушка

ЬЗ

газа и абсорбция SO^ осуществляются в скрубберных башнях, ниж­ ние части которых используются в качестве циркуляционных сбор­ ников. лрызги и туман улавливаются с помощью волокнистых фильт­ ров или фильтров из "проволочной шерсти", расположенных в верх­ них частях башен. Контактный узел обычно офорлляется по схеме двойного контактирования.

Промывная система газа с использованием промывателя Венту­ ри, как следует из литературы / "34, 39 7, весьма эффективна. 3 настоящее время промьшатели Зентури, выпускаемые западногерман­ ской фирмой "Баумко", очищают газ от пыли размером менее I мкм. Капли промывной жидкости, захватившие пыль и вредные химические примеси, укрупняются в диффузоре аппарата (по центробежному принципу). Эффективность очистки может варьироваться путем из­ менения величины перепада давления в трубе промывателя от 95 до

39,8% / 3 5 , 90 7 .

Западногерманские системы мокрой промывки газов оснащены

Брызгоуловители представляют собой слоистые тканевые фильт­ ры, помещенные между двумя концентрическими ситами. Применяют­ ся ткани из натуральных и синтетических волокон. Мелкодисперс­ ные капли серкой кислоты оседают на поверхности ткани и связы­ ваются жидкостью, смачивающей ткань. Жидкость стекает на дноаппарата и непрерывно возвращается в цикл орошения промывных и адсорбционных аппаратов. Промышленная сернокислотная установка оборудуется несколькими фильтровальными ячейками такого типа, ria ряде заводов для отделения брызг и тумана серной кислоты при­ меняют коксовые фильтры.

3 качестве брызгоуловителя применяют "проволочную шерсть", которая хорошо задерживает капли кислоты, но. мелкодисперсный ту­ ман серной кислоты пропускает. Для отделения тумана применяют также свечевые фильтры из тонкого стекловолокна. Использование их ш есто мокрых электрофильтров положительно влияет на себе­ стоимость производимой серной кислоты, так как без мокрых элек­ трофильтров существенно снижаются капитальные и эксплуатацион­ ные расходы.

54

газов стало возможным за счет внедрения высокопроизводительных промывных аппаратов Пибоди / 3 4 , 92 ] .

Обжиговый газ после котла-утилизатора и циклонов (с целью

снижения капитальных и эксплуатационных расходов электрофильт­

ного отделения обжиговых газов после печей КС типа "Дорр-Оливер- на рис^ЗО.

Рис.19. Гззопрбмывной аппа­ рат.Пибоди, применяемый для очистки обжиговых газов пе­ чей НС типа пДорр-Оливерв с мокрой загрузкой концентра

тов в печь

По существу, аппарат Пибоди выполняет те же функции, что обе промывные бащни. Газ входит-в газовую коробку и проходит снизу вверх. Сверху форсунками разбрызгивается серная кислота (так же, как в первой промывной башне). Затем газ проходит че­ рез несколько полок с тарелками, имеющими отверстия с каплеот­ бойниками-брызгалами. Мелкодисперсные капли тумана серной ки­ слоты, охлаждаясь и встречая на своем пути каплеотбойники, ук­ рупняется. С увеличением числа полок в верхней части аппарата и с уменьшением диаметра отверстий в тарелках полнота выделения

тумана повышается, но увеличивается гидравлическое сопротивление аппарата (вследствие чего число полок не бывает слишком большим). Нижняя часть аппарата Пибоди выполнена из стали (с футе­

ровкой изнутри), а верхняя часть - из сплавов типа "Хастеллой". В некоторых вариантах аппарата "Пибоди" в нижней части преду­ сматривает дополнительное устройство для отдувки сернистого ан-

55

Рис.2 0 . Общая схема очистки обжиговых газов после печей КС типа ’’Дерр-Оливер" (с мокрой загрузкой кон­

центратов на обжиг):

I - циклону 2 - промывателъ Пибоди; 3 - мокрый электрофильтр; 4 - кислотный холодильник; 5 - сбор­

ник кислоты; 6 - шлзмоотстойник; 7 - насос

гидрида из вытекающей кислоты (функция отдувочной башни), а в верхней части аппарата устанавливает брызгоуловитёль (функция мокрого электрофильтра).

3 скруббере Пибоди газ охлаждается, промывается от твердых

и кислых примесей. Далее газ проходит туманоуловитель (металли­ ческие решетки), подвергается осушке 93^-ной серной кислотой в сушильной башне, проходит мокрый электрофильтр и затем поступа­ ет в смесительную камеру, из которой направляется в контактное отделение.

Следует отметить, что существенным недостатком высокоэффек­ тивных аппаратов мокрой газоочистки, применяемых в зарубежной практике, является трудность извлечения селена и других ценных примесей. 6 этих аппаратах осаждается слишком большое количест­ во пыли. Образуется бёдные шламы, переработка которых с целью извлечения ценных элементов экономически не оправдывается.

Этот фактор является причиной того , что многие зарубежные фирмы продолжают внедрять классическую схему' газоочистки в про­ изводстве серной кислоты и все большее значение придавать элек­ трической очистке газов [ 9 3 J .

56

Кислотные холодильники

Технико-экономические показатели работы сернокислотных установок во многом зависят от надежности работы кислотных хо­ лодильников.

На современных зарубежных заводах охлаждение кислоты осу­ ществляется различными способами с использованием речной, мор­ ской и непроточной воды, как при применении полузамкнутой сис­ темы циркуляции воды (обратное охлаждение), так и замкнутой си­ стемы циркуляции с обратным теплообменом в специальных промежу­ точных теплообменниках при использовании воды низкого качества.

Находят применение оросительные, спиральные и погружные холодильники с мешалками. Применяются кожухотрубные холодильни­ ки. В последнее время и з-за д еса н та воды зсе чаще применяют воздушные холодильники. Они вполне надежны, но стоят дорого

Г 31, S4 J (табл. 5 ) .

Т а б л и ц а . 5

Технико-экономические показатели работы холодильников

Ланный показатель зависит от ^ирмы-изготовителя; качества ис­ полнения, климатических условий страны.

Медеплавильный завод "Самсун" (Турция)

Переработка сернистых газов на заводе "Самсун" осуществля­ ется по обычной контактной схеме (без двойного контактирования), но технология производства серной кислоты в целом имеет ряд по­ ложительных особенностей и заслуживает внимания.

57

Проект диритной сернокислотной установки был разработан Проектным институтом неорганической химии и промышленности ми­ неральных удобрений в г . Бухаресте (Румыния). Институт неорга­ нической химии и промышленности минеральных удобрений (для крат­ кости, называется "Ипрен") с 1962 г . проектировал и внедрял кон­ тактные сернокислотные установки, сходные с контактными установ­ ками известной западногерманской фирмы "Пурги"« В 1965-1966 гг, проекты "Ипрен" были изменены с учетом специфических условий производства на комбинатах "Копта Мике" (переработка обжиговых газов производства цинка) и "Бая~Маре" (отходящие газы взвешен­ ной плавки в производстве меда) в Румынии. Новейшие проекты "Ип­ рен" существенно отличаются от проектов фирмы "Лурги" Г 94 J .

Особенностями установки,, построенной в Турции, являются: двухниточкая структура промывного отделения при однониточной структуре сушильно-абсорбционного и контактного отделений; при­ менение вместо промывных башен скрубберов Вентури с непосредст­ венным охлаждением мокрого очищаемого га за ; использование мощ­ ных блоков мокрых электрофильтров для отделения сернокислотного тумана.

Согласно расчетам, выполненным для характеристики новой сернокислотной установки по сравнению с классической сернокис­

Схема обжига пирита и очистки обжигового га за , а также схе­ ма сушильно-абсорбционного и контактного отделений новой серно­ кислотной установки на заводе "Самсук" приведены на рис. 21 и

рис. 22.

Пирит из бункера с помощью тарельчатого питателя подается на обжиг в печь КС. Обжиговый газ охлаждается в котле-утилиза­ торе, за счет чего вырабатывается пар давлением 40 атм с тем­ пературой 450°С.

Пыль отделяется в котле-утилизаторе, циклоне, сухом элек­ трофильтре ; с помощью механизированной системы транспорта ш и поступает вместе с огарком, выгруженным через порог печи КС, на дальнейшую Переработку.

Газ поступает в промывное отделение, где вместо обычных промывных башен установлены скрубберы Вентури. Особенностью про­ мывного отделения является разработанная система охлаждения об­ жигового газа в испарительном режиме.

58

Сравнительная характеристика контактных установок

лак видно из рис. з 1 , промывка газа осуществляется прежде всего в вертикальном скруббере оентури, орошаемом промывной ки­ слотой, причем в цикле орошения скруббера отсутствует холодиль­ ники для кислот. Поэтому охлаждение газа происходит только за счет испарения влаги. Пройдя скруббер Вентури, газ поступает в полую колонну, контактируя с охлажденной серной кислотой. При этом газ дополнительно охлаждается & одновременной конденсацией влаги и очишается от остаточного содержания пыли.

Окончательное охлаждение газа происходит в газовом холодильнике(охлаждение идет с помощью холодной воды ), который обеспечи­ вает также охлаждение промывной кислоты, подаваемой на орошение полой колонны. Таким образом, в промывном -отделении отсутствует громоздкие промывные башни и оросительные холодильники, вместо которых используется более компактное и эффективное оборудование.

Донные части скруббера Вентури, колонны разбрызгивателя и холодильника соединены с вспомогательными емкостями-сборниками промывной кислоты.

59