146404. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gipsznek vagy anhidritnek elemi kénnel való redukció útján történő feldolgozására
2 146.404 reakció is létrehozható, amelynek következtében felszabaduló kén elégetve a kénsavgyártásra alkalmas S02 -t szolgáltat. A kalciumszulfát feldolgozásának menete tehát a következőkiben áll: 700—1200 C°-ós munkatérben elemi kénnel megbontjuk a CaSC>4-et CaS-dá. Első esetben a CaSCU teljes mennyiségét CaS-dá alakítjuk és a továbbiakban a (7) reakció szerint dolgozzuk fel. A füstgáz, szublimált kéntartalmát pótlevegővel égetjük el, vagy újabb CaSC>4 redukciójára használjuk fel a gázok lecirkuláltatása útján. Második esetben á CaSO 4-ból csak annyit redukálunk CaS-dá a fentebbi módon, hogy a (6)-os reakció számára biztosítsunk kedvező körülményeket. A gyártási folyamatnál a két eset kombinációját is el lehet érni. A (6) és (7) reakciók kedvező hőmérséklete 700— 1300 C°. A reakciók gyorsabbá és teljesebbé tételére a CaS04-hoz adalékanyagot is lehet keverni, amely célszerűen Síinkért vagy inas szilárd terméket ad. A szilárd végtermék tehát CaO, klinker vagy más égetett mészkeverék. A reakcióhoz szükséges elemi ként gőz, folyékony vagy szilárd formában lehet a reakció-térbe juttatni. A munkatér hőmérsékletét a kén egy részének levegővel — vagy egyéb oxigénforrás segítségével — való elégetésével, vagy egyéb módon való fűtéssel lehet biztosítani. A munkamódtól függően a gázfázis 5—30% S02 -t tartalmaz. A folyamat befejezhető a CaS képződésével is, amelyet a továbbiakban az irodalomból ismert úton lehet feldolgozni. A redukciós folyamat végrehajtható az alábbi berendezésekben: 1. Fluidizációs reaktor Célszerűen több munkaszintes (több fluidágyas) berendezést kell alkalmazni. A reaktorban attól függően, hogy a primer folyamatban keletkezett kalciumszulfidot a (6) vagy (7) reakció szerint kívánjuk feldolgozni, a gáz és a szilárd fázis ellen-, illetve egyenáramban halad. a) Ellenárarn esetén a CaSCU a —d— adagolón lép be. A —c— helyen tápláljuk be a kaleiumszulfát egy részének kalciumszulfiddá való alakításához szükséges elemi ként. A —c— hely lehet égőnek is kiképezve, ahol az adagolt kénnek egy részét hő nyeréséhez elégetjük. Más tüzelőanyag esetén a ként az égő mellett adagoljuk be. A —b— szintén égő, ahol célszerűen kénnel, de más tüzelőanyaggal is tüzelhetünk a (6) reakció munkahőmérsékleten tartásához úgy, hogy szabad oxigén, illetve kén számottevő mennyiségben ne maradjon a gázban. A (6) reakció tehát a —b— és —c—• helyek között játszódik le. Az —a— helyen történik a kalciumoxid vagy égetett inészkeverék elvétele, az alsó szinteken való lehűtés után. Az ^-e— helyen kevés pótlevegőt adagolunk, ha a pörkgázok elemi ként tartalmaznak. b) Egyenáram esetén a kalciumszulfát adagolása az —a—• helyen történik. A —b— helyen ként égetünk el a munkahőtnérséklet tartásához, továbbá fölös kén adagoláséval biztosítjuk a kalciumszulfát kalciumszulfiddá való redukcióját. A —b— és —c— közötti szakaszon lejátszódik a (7) reakció nagy része. Ennek teljessé tételére —c-— helyen újabb égő van, amelyben ként, vagy egyéb tüzelőanyagot égetünk. A —d— helyen vesszük el a szilárd részeket, az —e— helyen pedig a még meglevő elemi ként égetjük el. Hőgazdálkodás szempontjából előnyös, ha az —e—• helyről a gázokat pótlevegő beadagolás nélkül lecirkuláltatjuk a berendezésünkben. c) a)—b) pontok kombinációja is megvalósítható. 2. Függőleges aknás kemence A függőleges aknába felülről vezetjük be a darabos vagy rögösített CaSC^-et. A szilárd végtermék alulról távolítható el. A szilárd és gázfázis ellenáramban halad. Az akna felső zónájában történik a kívánt mennyiségű CaS előállítása a célszerűen oldalt bevezetett kén segítségével. A középső zónában a (6) reakció játszódik le, az alsó zónában pedig az alulról táplált levegő melegszik elő a szilárd részek egyidejű hűlése közben. Az akna munkahőmérsékletét elemi kén vagy egyéb tüzelőanyag elégetésével biztosíthatjuk. 3. Forgókemence A folyamat ugyanaz, mint az aknás kemencében vagy az ellenáramú fluidizációs reaktorban. A szemicsenagysággal szemben itt nincsenek olyan követelmények, mint az aknás, illetve fluidizációs kemencénél, viszont az üzemeltetése lényegesen körülményesebb. Gyártási példák: 1. Forgó- vagy aknás kemencében végrehajtott redukciónál 100 kg anhidritre számítva 20—60 kg ként adunk be, melynek egy részét levegővel elégetjük. Csak annyi ként tartunk meg, amely mennyiség biztoisítja a CaSC"4 egynegyed részének CaS-dá való redukcióját. Ez a mennyiség kísérleteink alapján 12—14 kg kén/100 kg CaS04 -riak adódott. A reakció kedvező hőmérséklete 200— 1200 C°. A fenti folyamat a berendezés felső zónájában játszódik le. A következő — azaz a középső — zónáiban közel semleges atmoszférát biztosítunk, ahol 700—1300 C°-on a CaS04 és CaS egymásra hatása következtében S02 szabadul fel CaO képződése mellett. A harmadik zónában alulról táplált levegővel kiégetjük az esetleg jelenlevő CaS-ot, amikor is CaS04 lesz belőle. Építészeti nyersanyagban ugyanis a OaS04 sokkal kevésbé veszélyes szennyező, mint a CaS. Az így távozó szilárd anyag gondos üzemmenet esetén 92—97% CaO-ot, 2—4% CaSC-4-ot és 0,5—1% CaS-ot tartalmaz. A távozó gázok S02 koncentrációja 7—28 térfogat % között változtatható. 2. Több fluidágyas reaktorban a gázok és a szilárd részek ellenáramát biztosítjuk, amikot is a felső zónába adagoljuk a CaSO4-0t, amely az alsó szintek felé vándorol és az alsó fluidrétegből lép ki mint CaO. A levegőt alulról nyomjuk az aísó fluidréteg alá, amelyen áthaladva a következő rétegekbe lép és a reaktor tetején távozik. A reaktor a fentiekhez hasönlóaii 3 zónára osztható, amelyek mindegyikében 2—3 munkaszint vari. (A reaktor felső részétői számítva á továbbiakban
