§ 3. Обеспыливание газов при производстве силуминов (а1—Si сплавов)

Силумины получают в открытых дуговых электропечах, укрытых сверху зонтами, охватывающими всю печь. Зонт состоит из нескольких водоохлаждаемых подвижных щитов. В периоды обслуживания печи, когда выполняются технические операции, щиты поднимаются. В период спокойной работы печи щиты опущены, что значительно уменьшает подсос воздуха к отходящим газам. Однако количество подсасываемого воздуха во все периоды работы печи весьма значительно и объемы газов, поступающих на очистку, находятся в пределах 100—200 тыс. м³/ч. Газы содержат следующие количества вредных компонентов, г/м³: 0,10—0,20 S0₂; 76—109 S0₃; 0,5—2,5 пыли.

Распределение частиц пыли по размерам в газе перед очисткой характеризуется следующими данными:

Фракция, мм	<1	1—2	2—5	5—10	>10
Содержание, % (по массе)	45	13	20	8	14

Как видно, пыль имеет возгонное происхождение, крайне мелкодисперсна и требует для своего улавливания наиболее совершенных аппаратов.

Точных данных по удельному электрическому сопротивле­нию силуминовой пыли нет, однако наличие в газах S0₃, кондиционирующее действие которого известно, позволяет считать, что возможно улавливание силуминовой пыли в сухих электрофильтрах (рис. 35.3, а).

Рис. 35.3. Схема очистки газов при производстве силумина: 1 — печь; 2 — труба Вентури; 3 — каплеуловитель; 4 — эксгаустер; 5 — дымовая труба; 6 — электрофильтр

Практика показала, что при производстве силумина газы можно успешно очищать и в скрубберах Вентури, которые одновременно частично улавливают и сернистые соединения (рис. 35.3, б). Во избежание коррозии газоочистных аппаратов трубы-распылители орошают не водой, а слабым содовым раствором, нейтрализующим образующиеся кислоты. Раствор подают как в конфузоры труб-распылителей, так и в находящуюся над ними распределительную коробку.

Ниже приведены эксплуатационные данные газоочистки со скрубберами Вентури в силуминовом цехе:

Количество газов, тыс. м3/ч . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Температура газов, °С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Разрежение, кПа: перед газоочисткой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . перед эксгаустерами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Концентрация пыли в газах, мг/м3 . . . . . . . . . . . . . Степень очистки от сернистых соединений, % . . . Удельный расход орошающего раствора, дм3/м3 .

136 140/38 0,44 10,43 894/59 85 1

Примечание: В числителе — до газоочистки, в знаменателе- после нее.

§ 4. Очистка газов при производстве магния

Отходящие газы технологических аппаратов магниевого производства характеризуются относительно небольшими объемными расходами и малым количеством выносимой пыли. Однако все газы в той или иной степени загрязнены хлористым водородом, а иногда хлором (табл. 35.3).

Таблица 35.3. Некоторые данные по газам магниевого производства

Технологические аппараты	Концентрации пыли в газах, г/м3	Содержание газовых примесей, г/м3
Трубчатые печи первой стадии обезвоживания карналлита .	<5	<1.5 НС1
Хлораторы второй стадии обезвоживания карналлита	1	~50 НС1; 40 С02; 50—70 С1
Печи КС для обезвоживания карналлита (после циклона)	3-5	50—70 НС1
Катодные отсосы электролизеров	-	3—5 НС1

Пыли магниевого производства весьма гигроскопичны и поэтому сыпучи только в сухом виде при температурах свыше 100 °С.

По дисперсному составу пыли характеризуются большим количеством возгонов. Только пыли трубчатых печей первой стадии обезвоживания карналлита имеют более грубую структуру.

Типовых решений системы очистки газов магниевого производства нет. Ввиду большого разнообразия технологических систем и оборудования, а также применяемых технологических режимов системы очистки газов на разных заводах несколько отличаются одна от другой.

Пыль, содержащаяся в отходящих газах трубчатых печей. Первой стадии обезвоживания карналлита, сравнительно крупная; на большинстве магниевых заводов эту пыль улавливают сначала в пылевой камере, а затем в батарейных циклонах; общая степень очистки не превышает 70—80 %.

Газы, отходящие от хлораторов второй стадии обезвоживания карналлита, содержат мало пыли и в больших количествах хлористые водород и хлор, поэтому их очищают в основном с помощью скрубберов (рис. 35.1).

Рис. 35.4. Схема очистки газов от HCl и Сl₂ при производстве магния: 1 — хлоратор; 2, 3 — скрубберы для улавливания HCI; 4, 5 — скоростные скрубберы для улавливания Сl₂; 6—9 — сборные баки,; 10—13 - насосы: 14—17 — циклоны-брызгоуловители

Очистка обычно двухступенчатая: сначала газ в скрубберах промывают водой с получением 10—18%-ной соляной кислоты, а потом очищают от хлора с помощью промывания известковым молоком в скоростных скрубберах. И в той, и в другой ступени для повышения качества очистки устанавливают два последовательно соединенных скруббера. Процесс поглощения хлора проходит по ре­акции

2С1₃ + 2Са (ОН)₂ = Са (ОС1₂) + СаС1₂ + 2Н₂О. (35.1)

По этому уравнению реакция протекает в том случае, если в поглощаемой жидкости есть избыток гидроксида кальция. В противном случае реакция протекает следующим образом.

С1₂ + Н₂О = НС1 + НС1О. (35.2)

Образующиеся кислоты действуют на получившийся вначале Са(ОС1)₂, поэтому по мере расходования гидроксида кальция полнота улавливания хлора снижается.

Для хорошего поглощения хлора необходимо, чтобы в орошающей жидкости содержание свободной извести в пересчете на СаО было не менее 10—20 г/дм³ и плотность орошения составляла не менее 40—45 м³/(м²·ч).

Полученный в результате промывки раствор содержит смесь Са(ОС1)₂ и СаС1₂. Такую пульпу можно использовать для очистки фекальных сточных вод, а также сточных вод заводов целлюлозно-бумажной промышленности и обогатительных фабрик. Если пульпу использовать нельзя, то перед сбросом в отвал необходимо разложить содержащиеся в ней соединения. Для этого применяют либо обработку пульпы соляной кислотой, либо нагрев с катализатором, либо пропускают ее через опилки.

Отходящие газы печей КС для обезвоживания карналлита очищают в циклонах или батарейных циклонах, предусмотренных самой конструкцией печей КС. Обычно применяют две последовательно соединенные группы циклонов разного диаметра.

От хлористого водорода и хлора газы печей КС очищают так же, как было описано выше. На некоторых заводах газы, содержащие хлор, вначале подают в трубчатые печи или печи КС, где под влиянием сернистого ангидрида, влаги и высоких температур значительная часть хлора переходит в хлористый водород. После промывки водой получаемую слабую соляную кислоту нейтрализуют известковым молоком.

Газы катодных отсосов, содержащие в основном хлор, очищают в таких же последовательно установленных скоростных скрубберах, орошаемых известковым молоком. Получаемую слабую соляную кислоту используют для собственных нужд либо нейтрализуют известковым молоком.

Вся. аппаратура, предназначенная для мокрой очистки газов, включая газоходы, вентиляторы, дымовую трубу и т.п., даже в случае применения известкового молока должна быть защищена от коррозии.

Контрольные вопросы

1. Схемы очистки газов при производстве глинозема.

2. Как очищают газы при производстве алюминия?

3. Очистка газов при переработке вторичного алюминиевого сырья.

4. Способы обеспыливания газов при производстве силуминов.

5. Очистка газов при производстве магния.