147753. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kéndioxid előállítására kalciumszulfát és vasszulfid tartalmú anyagok pörkölésével

Megjelent 1960. október 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.753 SZÁM 12. i. 17—25 OSZTÁLY — AO—213. ALAPSZÁM Eljárás kéndioxid előállítására kalciumszulfát- és vasszulfidtartalmú anyagok pörkölésével Adonyi Zoltán oki. vegyészmérnök (35%). Blickle Tibor oki. vegyészmérnök (65%), mindketten Budapesten A bejelentés napja: 1958. november 8. Kénsavgyártáshoz felhasználható kéndioxidot kalciumszulfátból redukáló pörköléssel elő lehet állítani. Azok az eljárások, melyek gipszet vagy anhidritet csupán kéndioxidra dolgozzák fel, nem gazdaságosak. Ezért a kéndioxid előállítását cement termelésével kapcsolják össze. Ennek az eljárásnak hátránya, hogy nagyok a beruházási költségek, kicsi a gáz kéndioxidtartalma és megfelelő minőségű cement előállítása körülményes. Javasoltak olyan eljárást is, melynek értelmében gipsz, kovasav (homok) és pirit darabosított keverékét zsugorítópadon pörkölik, amikor is a pirit égéshőjét hasznosítják és egyben a gáz kéndioxidtartalmát növelik. A pörköt azonban nem tudják hasznosítani, úgyhogy ezt az eljárást a gyakorlatban nem alkalmazzák. Ugyancsak nem vált be az a javaslat, melynél széntartalmú pirit és gipsz darabosított keverékét pörkölik. Ennek az eljárásnak egyik módosított alakja, melynél melléktermékként vasportlandcementet kapnak, a gyakorlatban szintén nem terjedt el. Effajta kísérleteket végezve megállapítottuk, hogy ha gipszet és piritet finom por alakban pörkölünk, a reakció folyamán képződött kalciumoxid ill. kötőanyagként használható Estrich-jellegű aktivált gipsz hajlamos a kéndioxidtartalmú pörkgázokkal távozni, úgyhogy ezek az anyagok elkülönítetten összegyűjthetők. Ily módon már a pörkölés hőmérsékletén, tehát 800—1100 C°, előnyösen 900—970 C°, hőfoktartományban a kéndioxidtartalmú gázok mellett kötőanyagként hasznosítható mellékterméket nyerünk, ami az eljárás gazdaságosságát fokozza. Ezt az eljárást a gyakorlatban a találmány értelmében olyan fluidizálással dolgozó reaktorban végezzük, amelynek fluidizációs tere a fluidizált anyagot gázáramlás irányával ellentétes irányban való átbocsátására alkalmas nagyságú szabad nyílásokkal ellátott egy, vagy több betéttel, célszerűen perforált lemezzel meg van osztva. E betétek szabad nyílásainak összfelülete a reaktor keresztmetszetének, célszerűen 30—60%-át teszi ki. A szabad nyílások átmérője előnyösen 3— 10 mm. Az effajta reaktorban a közbenső betétekkel elérjük, hogy a fluidizált réteg magasságát növeljük anélkül, hogy a fluidizálást fenntartó gázáram sebességét növelnénk. Így adott gázáramlás és adott szemcsenagyság mellett meghatározott magasságú fluidizált réteget lehet létesíteni. Ily módon a fluidizációs réteg vastagságát lényegesen növelhetjük és ezzel módunkban van a hőkezelés idejét egyetlen egy reaktorban megfelelően beszabályozni. Célszerűen 20—80, előnyösen 35—70 súlyrész kalciumszulfát és legalább 20 súlyrész vasszulfid por alakú keverékét pörköljük. A vasszulfid egy részét elemi kénnel is helyettesíthetjük. Igen célszerűnek mutatkozott, ha a kalciumszulfát és vasszulfid por alakú keveréke helyett e keverékből képezett szemcséket — pelleteket —• vetjük alá fluidizációs pörkölésnek. A vasszulfid mellett vagy a vasszulfid egy része helyett adagolhatunk elemi ként is, amivel a pörkgázok kéndioxidtartalmát növeljük és a reakció hőmérséklet fenntartásához szükséges tüzelőanyag mennyiségét csökkenthetjük, vagy teljesen ki is küszöbölhetjük. A reakció foganatosításához szükséges reakcióhőfok eléréséhez azonban szénpor-, kőolaj-, vagy gáztüzelést is alkalmazhatunk. A találmány szerinti eljárás foganatosítását a mellékelt rajz alapján magyarázzuk el. Az 1. ábra a reaktor függőleges metszete. A 2. ábra perforált lemez nézete. Az 1 reaktor belső tere perforált 2 lemezekkel van osztva, úgyhogy két-két lemez között egy fluidizációs szakasz alakul ki. A 3 alsó perforált lemez nyílásai kisebbek, mint a 2 lemezek nyílásai. A levegőt a 4 vezetéken keresztül vezetjük a reaktorba és az 5 vezetéken vezetjük el. A hőkezelendő anyagszemcséket pneumatikus 6 vezetéken át juttatjuk a reaktor felső részébe. A 7 csigás kihordó szerkezettel távolítjuk el a reaktorban képződött piritpörköt. Az alsó 3 perforált lemez helyett használhatunk fluidizáló készülékekben használatos egyéb, például golyós szelepes feneket. Az alábbi összetételű és szemcseelosztású kai-