Пост опубликован: 15.08.2012

Получение сернистого газа и его очистка

Из рядового колчедана двуокись серы получают обжигом после измельчения до размеров зерен 3-5 мм. Измельчение происходит в две ступени — дробление в щековых дробилках, а затем в валковых дробилках. Флотационный колчедан получается на сернокислотных заводах уже измельченный (0,05- 0,1 мм). Обжиг производится в пиритных печах; суммарная реакция обжига выражается уравнением
Распространенным типом пиритных печей является механическая полочная печь. Печь представляет собой стальной кожух, футерованный огнеупорным (шамотным) кирпичом, которым выложены также восемь сводов, из которых верхний, открытый, служит для подсушки колчедана (сушильный свод), а семь других это рабочие своды, где сера колчедана постепенно выгорает (счет сводов ведется сверху, не считая сушильного). В центре печи расположен вращающийся полый вал, на который насажены гребки с прикрепленными к ним зубьями. Гребки и зубья — съемные, замену можно производить, не охлаждая печь. Зубья расположены под острым или тупым углом по отношению к оси гребка. Поэтому при вращении вала пирит перемещается на нечетных полках от центра к периферии, а на четных — от периферии к центру.
При производительности 35 г колчедана в сутки печь имеет высоту 8 м, диаметр 6 м, расстояние между сводами 450 мм, диаметр стального вала 920 мм. Вал приводится во вращение электродвигателем, воздух для охлаждения вала нагнетается в его полость вентилятором. Зубья делаются из огнеупорного чугуна, легированного хромом. При работе печи измельченный колчедан подается на сушильный свод через верхний бункер. При движении гребков (от двух до трех оборотов в минуту) материал перемещается на сушильном своде к центру печи, откуда через питатель 2 он подается на первый рабочий свод в печи. Здесь начинается выгорание серы пирита, который перемещается от центра к периферии. Попавший на периферию первого свода материал ссыпается через отверстия на второй свод, где он передвигается так же, как на сушильном своде.
Из нижнего свода печи высыпается огарок с температурой около 300″С по течке 6, а печной газ уходит сверху с температурой 700-800° С. Воздух для горения колчедана подается снизу через отверстия (воздушники) на VII своде и частично на IV своде; газы движутся противотоком к колчедану. При этом осуществляется наилучшее выгорание серы, и газ можно получить с наибольшим содержанием SO2.
Для обжига флотационного колчедана применяются печи разных конструкций. Существующие механические печи приспосабливают к обжигу флотационных хвостов, примешивая последние к рядовому пириту. Однако для этого сырья наиболее рационально использовать печи для обжига во взвешенном состоянии. Такие печи представляют собой стальные аппараты, обычно цилиндрической формы, с бункером внизу, футерованные изнутри огнеупорным кирпичом.
Пирит вдувается током сжатого воздуха (первичный воздух) с помощью форсунки. Кроме того подается добавочный (вторичный) воздух. Такие печи отличаются высокой производительностью. Из других типов печей для получения SO2 укажем еще на горизонтальные вращающиеся печи, в которых можно обжигать мелкий пирит. В СССР такие печи не нашли применения.
В настоящее время большое значение приобрели промышленные методы проведения взаимодействия твердых и газообразных тел в состоянии («кипящий слой»), когда частицы твердого тела взвешены в среде газа.
Значительный прогресс достигнут при обжиге колчедана в печах с «кипящим слоем» (печи к. с), так как интенсивность горения в них выше, чем в других печах. Приведено количество колчедана, считая на 45%-ный по сере, выгорающие на 1 м2 пода печи за сутки (интенсивность печей).
Из таблицы видно, что интенсивность печей с кипящим слоем в 80 раз больше, чем механических подовых. Показан схематический разрез печи с кипящим слоем. Печь представляет собой стальной футерованный цилиндр, отделенный от нижней конической части решеткой, через которую поступает воздух с такой скоростью, что частицы колчедана находятся в состоянии. Из бункера колчедан шнеком подается в печь, из кипящего слоя отводится огарок. Через (циклоны и электрофильтры) газ идет в котлы-утилизаторы.
Промышленная печь КС-1000 с кипящим слоем, обжигающая за сутки 100 т флотационного концентрата. В печь диаметром 4 л и высотой 9 м подается 6000 м3 воздуха в час. Газ, содержащий 14-15% S02, уходит из печи с температурой 850-900°С. Он содержит до 300 гм3 пыли. В огарке остается 0,5-1,0% серы. Применяют также печи |КС-200, обжигающие до 200 г колчедана в сутки.
Из достоинств печи с «кипящим слоем», кроме ее высокой интенсивности, дающей возможность достичь большой при меньших по сравнению с другими печами габаритах, упомянем еще о следующих: повышенное содержание S02 (12-15%) в газе, содержание серы в огарке (0.5%), возможность обжига бедных и влажных руд, легкость пуска, остановки и изменения режима. При малом избытке воздуха и высокой концентрации SO2 в печи может значительно повыситься температура, что приведет к сплавлению огарка и остановке печи. Во избежание этого «кипящий слой» охлаждают специальными холодильниками. Печь отличается простой конструкцией. Ее легко ремонтировать, так как она не имеет подвижных частей в зоне горения пирита. Существенным является быстрое выравнивание температуры ; в слое и высокая теплоотдача (200-300 калм2 град час), что позволяет ограничиться небольшой поверхностью холодильных элементов. На тонну колчедана в печи в котле-утилизаторе получают до 5 т Г пара.
К недостаткам этих печей [относится сравнительно большой расход энергии на дутье (12-14 кет ч. на тонну колчедана) 1 и большой унос пыли (25-80% огарка). Теперь такими печами ; в Советском Союзе оснащаются заводы цветной металлургии и сернокислотные заводы, обжигающие сульфидные руды.
В последнее время в практику входят циклонные печи, в которых обжиг производится при движении материала в (закрученном) потоке газа, благодаря чему достигается очень высокая интенсивность процесса.
Циклонные топки нашли широкое применение в энергетике, интенсивность сжигания топлива в них превышает интенсивность в обычных печах в десятки раз, достигая около 30 млн ккал на 1 м3 печи в час.
Основная часть печи — стальной сварной вертикальный цилиндр с шипами, футерованный изнутри огнеупорной замазкой; снаружи цилиндр снабжен водяной рубашкой. Измельченный колчедан подается в печь сверху из бункера, куда он вдувается подогретым первичным воздухом. Вторичный воздух поступает по двум касательным вводам со скоростью 40- 50 мсек и создает вихревое движение колчедана в печи. Расплавленный материал (огарок и колчедан) стекает пленкой по огнеупорной футеровке цилиндра в нижнее отделение печи; отсюда и удаляется жидкий огарок, содержащий 0,2-0,4% серы.
Благодаря охлаждению цилиндра водой часть расплавленной массы и остается на стенке, образуя, ограждающий стенку печи от высокой температуры в печи. Печной газ с высоким содержанием S02 (12-13%) и температурой около 1400° С удаляется через нижний газоход. В печи объемом 10 м3 можно обжигать до 100 т колчедана в сутки. Таким образом, интенсивность может достигать 10 г с куб. м в сутки. Используя теплоту газов, можно получать около 0,8 г пара под давлением 12 на тонну серной кислоты.
Сжигание серы производится в различных печах простой конструкции. Сера сжигается в жидком или газообразном состоянии. Наиболее распространенной является Втечь для сжигания расплавленной серы в распыленном состоявший, представляющая собой горизонтальный стальной огнеупором цилиндр, куда форсункой вдувается воздух щи расплавленная сера; в печь подается добавочный воздух. Горение серы происходит во всем объеме печи. Простота сжигания серы, отсутствие огарка и малый расход сырья (0,38 т серы вместо 0.86 г пирита на тонну H2S04) делает серу одним из наилучших видов сырья для производства. H2S04. При этом газы получаются более концентрированными и переработка их осуществляется в аппаратах меньших габаритов, а очистка газов почти исключается. Двуокись серы, получаемая при сжигании серы, кроме производства серной кислоты, применяется — в ряде отраслей промышленности для очистки нефти как холодильный агент, в производстве сахара и др. SO2 перевозится в стальных баллонах и цистернах в жидком состоянии. Ожижение S02 производится сжатием предварительно осушенного и охлажденного газа.
Использование огарка. Благодаря высокому содержанию железа в огарке его применяют для получения чугуна в доменной плавке. Для этого мелкий огарок предварительно спекают на агломерационных машинах, удаляя при этом серу.
Ценной составной частью огарка является медь. Для ее выделения огарок непосредственно или после дополнительного обжига с (с Na2S04) или хлорирующими веществами обрабатывают кислотой. При этом медь огарка переходит в раствор, из которого можно выделить соли меди, широко применяемые для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве и для других целей. Из растворов солей меди можно выделить металлическую медь железом (цементация).
Из огарка готовят также краски — железный сурик и мумию. Разработаны схемы полной, комплексной переработки огарка: из него можно получить много ценных веществ — сульфата натрия, алюминия и др., а также золото, серебро и др.

/> />

Читайте так же:

    Комментарии запрещены.