164778. lajstromszámú szabadalom • Eljárás maradékgázokban kis koncentrációkban jelenlévő kéndioxid regenerálására
3 164778 4 "szereplő ammóniumbiszulfátot az elnyelő oldat egy részének elpároiogtatísával távolítják el, az oldatot pedig a kritikus tioszulfát koncentáricó elérésekor átdolgozzák, oly módon, hogy az oldatot autoklávban, nyomás alatt, 140-150 C-ra melegítik. Az alkalmazott berendezések acélvázas, saválló téglával bélelt, kerámia gyűrűkkel töltött és ólomszerkezetek- _ kel ellátott ólomtornyok. i Az 1458 016 sz. francia szabadalomban leírt eljárás kétségtelen előnye, hogy nem kell nagy abszorpciós folyadéktérfogatokkal dolgozni. Eezel az előnnyel szemben áll viszont, hogy olyan ködöt hoznak létre, amely a levegőszennyezés egy másik formája. Eltávolítására az idézett 10 szabadalom külön szeparátort javasol Meg kell jegyeznünk, hogy az ilyen ködök kiküszöbölését teljes hatásfokkal elvégző mechanikus szeparátorok jelenleg még kivitelezhetetlenek, i Az Andrianov-Csertkov-féle eljárás folyadékfázisban dolgozik és kiküszöböli az idézett francia eljárás fenti hátrányait, nem tudja azonban megoldani azt a nehézséget, hogy a szulfit 1 ^ oxidációja szulfáttá a szulfát időelőtti feldúsulásához vezet, ami viszont hátrányosan befolyásolja az oldat elnyelőképességét Jelentős oldatmennyiségek lefuvatása e problémát nem oldja meg, nem szóval arról, hogy ez a lefúvás költséges. Tartós üzemben - és ipari üzemben mindig ez a helyzet - 20 a feldúsulás és ezzel az oldat idő előtt kimerülése e módszerrel nem akadályozató meg. A feMúsulást antioxidánsok alkalmazása sem küszöböli ki. Ráadásul az ismertetett átdolgozás bonyolult és kötlséges, az. alkalmazott berendezés pedig drága, i „ Vizsgálataink során lényeges mértékben tisztáztuk az " üzemi viszonyok között lejátszódó folyamatokat. Ei vizsgálatok eredményeként, a találmányunk szerinti eljárás alkalmazása kapcsán, meglepő módon azt találtuk, hogy átdolgozás, antioxidánsok és költséges berendezések nélkül a találmány szerinti lépések és a találmány szerinti eljárásban 3Q alkalmazott különleges üzemi körülmények folytán lehetséges a kéndioxid hatékony elnyeletése, továbbá, hogy az elnyelt és megkötött kéndioxid ammónia veszteség nélkül könnyen deszorbeáltatható, aminek következtében a kis kéndioxid mennyiségek is jó hatásfokkal nyelethetők el és a kéndioxidban szegényebb oldatok közvetlenül visszavezet- 35 hetők az elnyelető berendezésbe. 1 Megállapítottuk, hogy a kezelendő gázok az SO, mellett SOs-ot, S0 4 -ot, nitrogénoxidokat, V,,0,-ot, port, hamut, kormot, stb. tartalmaznak. Minthogy az S02 elnyeletését ammóniumszulfit-biszulfit oldattal végezzük az ammónium- .Q szulfát koncentráció növekedése csökkenti az oldat abszorpciós kapacitását, a szulfit-biszulfit oxidálódása viszont éppen a szulfát koncentráció növekedését segíti elő. 1 Ezért a lefuvatás csak a szükségszerű és kismértékű szulfátnövekedést kiváltó oxigén eltávolítására lehet gazdaságos, az. oxidációt más úton kell megakadályozni. Antioxidán- 45 sok alkalmazása csak tüneti kezelés lehet, a probléma -amint azt Csertkov adatai maguk biszonyítják - gyökeresen nem oldhatja meg. 1 Azt is megállapítottuk, hogy a szulfit-oldatok a füstgázokban jelenlévő oxigén hatására csak akkor oxidálódnak jelentő- r„ sebb mértékben, ha az oldatok olyan anyagokat tartalmaznak, amelyek az oxidációs reakciót katalizálni képesek. Ezek az anyagok különösen olyan szilárd termékek lehetnek, amelyek porokban, hamukban, kormokban stb. vannak jelen, nevezetesen vas- vagy vanádium-oxidok vagy pedig gázalakú nitrogénoxidok. Jól ismert tény, hogy a szulfit-oldatokat a 55 nitrogénoxidok oxidálják olyan kémiai reakciókban, amelyekben azok katalitikus szerepet játszanak. Ilyen vonatkozásban a 707 992 és az 1 336 212 sz. francia szabadalmakat említjük meg. 1 Ezért arra a gondolatra jutottunk, hogy a hagyományos fi n módszerektől eltérően és azokkal ellentétben, olyan kétlépcsős mosást alkalmazunk, amelyben teljesen újszerű és meglepő módon, az első fokozatban nem az elnyelni kívánt kéndioxid elnyeletésére törekszünk, sőt törekszünk arra, hogy ebből az alkotóból gyakorlatilag semmi se nyelődjék el, hanem az oxidáló hatású, labilis oxigént tartalmazó összete- 65 vöket, valamint az ugyancsak katalitikus hatású, por alakú szennyeződéseket abszorbeáltatjuk és távolítjuk el, amely 1 utóbbiak egyébként dugulásokat is okozhatnak. Mindezt pedig ugyanazon oldattal oldjuk meg az eltérő körülmények folytán különböző reakciók alapján. Ennek megfelelően, az első mosóban kéndioxidot egyáltalán nem abszorbeáltatunk, de elnyeletjük a nitrogénoxidokat és a kéntrioxidot, valamint a por alakú szennyeződéseket. 1 A találmány szerinti eljárás értelmében alkalmazott ezen előzetes mosás azt is lehetővé teszi, hogy a gázokat vagy gőzökat attól a szulfáttól, nevezetesen ammóniumszulfáttól is megtisztítsuk, amelyet annak következtében tartalmazhatnak, hogy a SOs jelenléte miatt fellépő korróziós jelenségek kiküszöbölése érdekében a gázokba vagy füstgázokba gyakran ammóniát fecskendeznek. -1 Ismeretes, hogy egyszeri vizes mosás nem elegendő a maradékgázokban lévő kéntrioxid kiküszöbölésére és ilyen ok miatt javasolták megfelelő mennyiségűje ammóniagáz befecskendezését a gázokba. így a kéntrioxidot ammóniunuzulfát alakjában kötik meg. ' A találmány szerinti eljárás értelmében tehát a gázok javasolt előzetes mosása lehetővé teszi a kéntrioxid elnyelésére szolgáló oldatok kéntartalmú-ion yi .koncentrációjának csökkentését annak következtében, hogy csökkenti a szulfitoldatok oxidációját katalizálni képes vegyületek koncentrációját a gázokban. 1 A találmány szerinti megoldás, vagyis a maradékgázok előzetes mosása tehát kettős szerepet tölt be: egyrészt fizikailag kiküszöböli a gázokban, füstgázokban vagy gőzökbenlévő szilárd részecskéket, másrészt eltávolítja a nitrogénoxidokat és a kéntrioxidot a szulfit-oldattal való reakció segítségével. > A találmány értelmében a gázokat, különösen abban az esetben, ha a kezelt gázok jelentős, vagyis legalább 50 tf. ppm mennyiségben tartalmaznak nitrogénoxidokat, célszerű ammóniumszulfitot és/vagy biszulfitot tartalmazó oldattal mosni. Az ammónium-iont ilyen esetben nátriumion is helyettesítheti A fenti előzetes mosás után a tulajdonképpeni SO, abszorpcióban a főfolyamat már zavartalan és igen jó hatásfokkal zajlik le. i A megkötött kéndioxidot az oldatból azután csökkentett nyomáson és magasabb hőmérsékleten deszorbeáltatjuk. Megállapítottuk továbbá, hogy ahhoz, hogy a kitűzött célokat elérhessük, az első mosót gyengébben savas körülmények között kell üzemeltetnünk, amit a HSO,|SO, arány szabályozásával és az SOj/NH, arány tartásával biztosítunk, párosítva NH, -adagolással és vízbevezetéssel, míg a második mosót valamivel savasabb körülmények között járatjuk (ide vezetjük a savas kondenzátumot is). 1 A leírt koncentráció értékek és arányok betartásával a fenti feltételek önműködően állnak be. 1 Azt is megállapítottuk, hogy tulajdonképpen redox rendszerrel van dolgunk, amelyet a pH, a hőmérséklet, a hígítás, az SOa(NH, arány, a HS0 3 /SQ 3 arány, az SO, és NO-koncentráció, valamint a S04 koncentráció befolyásolnak. 1 Megállapítottuk továbbá, hogy meg kell akadályoznunk, hogy a kéndioxid szulfáttá oxidálódjék és biztosítanunk kell, hogy az ammóniumszulfát csak az eredeti SO,-ból keletkezhessek és nem SO,-bői. 1 A találmány szerinti eljárás egy különösen előnyös foganatosítás módja szerint a gázok előzetes mosásához a kéndioxid abszorpcios-deszorpciós ciklusából rendszeresen elvett oldat egy részét használjuk, mert az bizonyos mennyiségű ammóniumszulfitot és -biszulfitot tartalmaz. Attól függően, hogy az oldatot a S02 deszorpciója előtt és/vagy után vesszük el, a kapott szulfit- és biszulfit-oldat összetételét változtatni lehet, vagyis a gázokban lévő nitrogénoxídok redukciója szempontjából legkedvezőbb körülmények szerint lehet beállítani. Célszerű olyan ammóniumsó-oldatokat használni, amelyek 2—4 mól/l koncentrációjúak, 0,3 és 0,5 közötti biszulfit-aránnyaL > Célszerűen hígított oldatot használunk, hogy a mosóban elkerüljük a szulfit-kikristályosodását. ilyen kristályosodásokat előidézhet az oldatban lévő víz egy részének elpárolgása, ami a gázok hőmérsékletét csökkenti, továbbá 2
