В. Потапов - Пособие кислотчику сульфитно-целлюлозного производства

Для обеспечения нормальных условий поглощения печной газ охлаждают до температуры 30–35°. Рассмотрим характер основных загрязнений.

SO 3образуется уже в момент сжигания серусодержащего сырья за счет избытка кислорода воздуха. Кроме того, часть сернистого ангидрида под воздействием катализаторов — окислов железа, мышьяка и селена, которые присутствуют в газе, переходит в серный ангидрид. На образование SO 3влияет также время воздействия критической температуры в печи и по тракту очистки и охлаждения газа (рис. 5).

При обжиге колчедана от 5 до 15 % SO 2окисляется в серный ангидрид.

Рис. 5. Зависимость перехода SO 2 в SO 3.

1–19,5 % SO 2; 2–16,5 % SO 2; 3–14,0 % SO 3; 4–10,5 % SO 3.

При работе на кальциевом оснований SO 3способствует образованию гипса CaSO 4который засоряет аппараты приготовления кислоты.

Селен содержатся в печных газах в виде SeO 2.

Под действием сернистого ангидрида SeO 2восстанавливается в металлический селен, мелкодисперсной пыли

SeO 2+ 2SO 2= Se + 2SO 3.

Образующийся при этом серный ангидрид увеличивает потери серы. При обжиге колчедана образуется значительное количество огарковой пыли, которая выносится из печи вместе с газом (табл. 2). Пыль способствует образованию SO 3и загрязняет кислоту.

УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗА……………… ЗАПЫЛЕННОСТЬ ГАЗА, г нм 3

колчедан рядовой ……………………………………… 2,95÷4,16

колчедан рядовой с добавлением 30–50 % флотохвостов ……………………………………… 4,2÷4,8

Механические печи ВХЗ с короткими газоходами и добавлением к рядовому колчедану до 50 % флотохвостов ……………………………………… 5,1÷8,5

колчедан рядовой ……………………………………… 5,85

короткие газоходы, небольшие пыльники ……………………………………… 40÷45

длинные газоходы, большие пыльники и воздушные холодильники для газа ……………………………………… 20÷25

Печи для обжига колчедана в кипящем слое системы Гипрохим ……………………………………… 400

Очистка газа основана на физико-химических свойствах тех или иных загрязнений. Серный ангидрид хорошо растворим в воде и может быть удален путем промывки газа в различного рода аппаратах При этом для снижения потерь SO 2применяется замкнутый цикл использования оборотной воды, повышенная температура которой (до 60°), а также образовавшаяся серная кислота снижают растворимость SO 2.

Одновременно с улавливанием SO 3и очисткой от минеральных загрязнений в промывных аппаратах происходит охлаждение газа Очистка газа от SO 3и селена производится в электрофильтрах (селеновых камерах).

Огарок и прочие минеральные загрязнения отделяются от газа сухим способом (механическим) и электроочисткой.

Мокрая очисткагаза осуществляется в аппаратах, где происходит распыление воды в виде мельчайших брызг в среде очищаемого газа или ее распределение тонкой пленкой на поверхности какой-либо насадки, сквозь которую проходит газ.

Можно также заставить газ пробулькивать через слой жидкости. Первоначально это были аппараты типа форвашера. В последнее время широкое применение находят аппараты с перфорированными решетками (тарелками). Тарелки способствуют равномерному распределению газа и более эффективному барботированию его через жидкость.

Сухая механическая очисткапечных газов происходит под действием силы тяжести или центробежной силы. Частички пыли в газовом потоке относительно свободно передвигаются под воздействием какой-либо внешней силы. Сила тяжести заставляет двигаться частички пыли вниз, переводя их из верхних слоев газа в нижние; сила инерции заставляет двигаться частички пыли в прежнем направлении при изменении направления потока газа; центробежная сила перемещает частички во вращающемся газовом потоке от оси вращения к периферии.

Во всех этих случаях частички пыли могут вырваться из потока газа и достигнуть ограничивающей поверхности — стенки или дна аппарата, прежде чем они будут унесены газом из аппарата.

Для определения скорости осаждения пылинок под действием силы тяжести справедливо следующее уравнение:

где:

d — диаметр частиц, м;

γ 1— плотность частиц, кг/м 3;

γ 2— плотность газа, кг/м 3;

η — вязкость газа, кг/секм 3.

Так как γ 2для сернистого газа очень мала по сравнению с γ 1огарка, ее можно но учитывать, а расчет вести по упрощенной формуле

Скорость газа в пыльных камерах должна быть в пределах 0,2–0,8 м/сек.

Степень очистки газа сухим механическим способом не превышает 20 %, так как мелкую пыль практически уловить не удается.

Электрическая очисткапечных газов от взвешенных частиц пыли и тумана SO 3основана на использовании явления ионизации газовых молекул электрическим зарядом в электрическом поле.

Любой газ, в том числе и печной газ кислотных цехов, представляет собой скопление беспорядочно движущихся молекул, большая часть которых лишена электрического заряда. Но в газе содержится некоторое число положительно или отрицательно заряженных молекул и свободных электронов. Заряды возникают под действием ультрафиолетовых лучей, высокой температуры и т. д.

Если газ, содержащий некоторое количество носителей зарядов, поместить между электродами, соединенными с источником тока высокого напряжения, ионы и электроны начнут двигаться под действием электрического поля.

При достаточно высоком напряжении электрического поля движущийся носитель заряда приобретает столь высокую скорость, что, столкнувшись на своем пути с нейтральной молекулой газа, способен выбить из нее один или несколько электронов. Вновь образовавшиеся электроны в свою очередь приходят в движение и вызывают дальнейшую ионизацию газа (ударная ионизация) В результате число образовавшихся ионов растет и они заполняют все пространство между электродами.

Движущиеся ионы и электроны оседают на частичках пыли или тумана и сообщают им свой заряд. Заряженные, взвешенные частицы под действием электрического поля движутся к электродам и оседают на них, а очищенный газ направляется на дальнейшую обработку.

Оптимальная температура газа для сухой электрической очистки 450–500 °C, для мокрой 35–40 °C.