Спосіб очистки газів від диоксиду сірки

Изобретение относится к способу очистки дымовых газов от оксидов серы и может быть использовано для предотвращения загрязнения окружающей среды летучими соединениями серы в энергетической, химической, металлургической и други х отраслях народного хозяйства. Известен способ очистки отходящи х дымовых газов от кислотных загрязнений [1] путем введения сухих сорбентов (в частности, известняка) в газовый поток и впрыскивания воды сверху вниз по высоте колонны. Частицы сорбента и газ при этом увлажняются, что создает условия для осуществления процесса абсорбционной очистки. Эффективность очистки газа от кислых соединений по этому процессу недостаточно высока, что объясняется неравномерностью увлажнения частиц сорбента, сложностью согласования при таком вводе твердых частиц и воды в газовый поток скорости химической реакции связывания кислых компонентов со скоростью теплообмена и испарения влаги с поверхности частиц поглотителя, а также недостаточной степенью использования сорбента. Кроме того, имеет место значительное снижение температуры очищаемого газа (со 180-200 до 70-80°С). Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ улавливания оксидов серы из отходящи х газов в псевдоожиженном слое частицами известняка, доломита, окатышей и т.д., свер ху на который подается раствор или суспензия поглотителя в соотношении Na 2/S=1. Частицы поглотителя укрупняются за счет образования на их поверхности нелетучих соединений серы и непрерывно выводятся из верхней части слоя с последующим отделением мелкой фракции, которая используется повторно [2]. Недостатком данного способа является низкая степень улавливания оксидов серы из дымовых газов. При соотношении поглотителя и серы Na2/S=1 степень очистки дымовых газов от оксидов серы составляет всего 70 %. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ очистки газа от оксидов серы путем предварительного нанесения пленки суспензии на частицы носителя, что позволит повысить степень очистки и использования реагента. Поставленная задача решена тем, что в способе очистки газов от диоксида серы, включающем подачу на контактирование с очищаемым газов кальцийсодержащего реагента в водной среде в присутствии твердых частиц сульфа та кальция и вывод сухих продуктов реакции, согласно изобретению, предусмотрены следующие технологические отличия: - кальцийсодержащий реагент используют в виде пленки водной суспензии; - пленка на частицы сульфата кальция наносится предварительно, перед подачей в реактор. Удельная поверхность твердых частиц-носителей и количество влаги в пленке таковы, что за время контактирования с газовым потоком происходит полное связывание кислых компонентов в сульфат щелочных металлов и одновременно происходит полное испарение влаги из пленки. При этом удельную поверхность и удельный расход частиц-носителей, а также дисперсность суспензии реагента меняют в зависимости от концентрации кислых компонентов в газе и тем самым обеспечивают необходимую скорость химической реакции связывания оксидов серы и реагента и пол ноту использования самого реагента. Предварительное нанесение суспензии на поверхность частиц-носителей обеспечивает снижение необходимого времени контакта с очищаемым газом, что, в свою очередь, способствует снижению теплопотерь газа, т.е. процесс десульфурации газа в этих условиях ведут при снижении температуры газа всего на 30-40°С и при времени контакта газа с реагентом в течение 3-4 с. Процесс испарения регулируют путем изменения количества влаги, наносимой на поверхность частицносителей, учитывая, что температура испарения пропорциональна этой величине. На чертеже изображена принципиальная схема осуществления способа. По предлагаемому способу газ, содержащий диоксид серы, подают в реактор 1, где он контактирует с реагентом, который готовят в аппарате 2, после чего вводят в реактор 1 сверху в виде пленки водной суспензии на поверхности твердых частиц-носителей. В процессе контактирования пленка на поверхности носителя превращается в сульфат, а влага испаряется. Частицы сульфата концентрируются на поверхности носителя, который выводят из нижней части реактора 1 и направляют в сепаратор 3 на сепарацию. Крупную фракцию продукта подают в бункер 4, а мелкую через бункер 5, подъемное устройство 6 и бункер 7 - на повторное использование в качестве твердого носителя. Кроме того, часть крупной фракции после соответствующей подготовки также используют в качестве твердых частицносителей. Пример конкретного осуществления способа. Агломерационный газ последней трети агломашины с температурой 150-180°С и содержанием диоксида серы до 2 г/м 3 поступает в аппарат высотой 10м. Скорость газа в аппарате 3-3,5 м/с, время пребывания газа в аппарате составляет 3 с. В верхнюю часть аппарата подают твердый носитель, например гипсовые частицы, размером менее 2 мм, с предварительно нанесенной на его поверхность пленкой водной суспензии реагента (известь или известняк) в расчете на 1 м 3 очищаемого газа 0,5-2 кг подготовленного носителя, 3-4 г реагента в водной пленке. В конкретном примере представлены обобщенные результаты серий экспериментов по очистке газа от диоксида серы в сравнении с прототипом. В сериях экспериментов менялась концентрация диоксида в газе (0,1; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 г/м 2) и количество гипса на 1 м очищаемого газа (0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 кг). Количество реагента, подаваемого на 1 м 3 очищаемого газа в виде пленки суспензии на поверхности твердого носителя, в каждой серии экспериментов было постоянным и составляло 2; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 г. Обобщенные результаты по сериям представлены в таблице. Согласно этой таблице, наиболее эффективная очистка газа от диоксида серы (85-90 %) наблюдается при количестве реагента в пленке суспензии от 3 до 4 г на 1 м 3 очищаемого газа (серии опытов 3, 4, 5). При количестве реагента в пленке суспензии менее 3 г на 1 м 3 очищаемого газа эффективность очистки газа колеблется в пределах 65-84 %, что связано с диффузионными и другими процессами, происходящими в пленке при контактировании указанных количеств диоксида серы, содержащейся в газе, и реагента в пленке. Теоретические положения относительно этих процессов авторы не приводят в силу и х известности. Более высокое количество реагента в пленке суспензии (4,5-5,0 г/м 3) практически не повышает эффективность очистки газа от SO2 по сравнению с очисткой при количестве реагента в пленке, равном 3-4 г/м 3, так как это связано с внешне диффузионными затруднениями (диффузия SO2 в газовой фазе), а также с увеличением толщины пленки суспензии и снижением степени использования сорбента. Для повышения эффективности очистки при большом количестве реагента необходимо увеличить время пребывания газа в аппарате, что отрицательно скажется на его производительности, Таким образом, совокупность признаков заявляемого способа позволяет по сравнению с известными способами-аналогами на 15-20 % повысить степень очистки газа от диоксидов серы и довести степень использования реагента до > 90 %, в то время как по прототипу степень использования реагента составляет 5060 %. Способ обеспечивает получение продукта реакции в виде сухого гранулированного гипса и выделение этого продукта из потока без использования очистных систем, например рукавных фильтров. Заявляемый способ исключает наличие сточных вод.