Поточная линия для обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности, к обезвреживанию технологических хлорсодержащих газов, образующихся в процессе получения магния электролизом расплавленных солей, и может быть использована в химической и бумажной промышленности. Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в получении готового товарного продукта раствора хлорида кальция высокой концентрации и в снижении газообразных выбросов при обезвреживании гипохлоритной пульпы. Кроме того, поточная линия обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства позволяет одновременно разлагать гипохлорид кальция и упаривать раствор с повышением концентрации хлорида кальция в растворе до 32%. Технический результат достигается тем, что в поточной линии для обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства, включающей скруббер первой ступени с распылительными форсунками, циркуляционный бак, снабженный устройством для перемешивания, каплеуловитель и насос, соединенный трубопроводом с циркуляционным баком и распылительными форсунками, трубопровод для отвода отработанной суспензии из циркуляционного бака, скруббер второй ступени с распылительными форсунками, циркуляционный бак с патрубками для подачи поглотительной суспензии, снабженный устройством для перемешивания, каплеуловитель и насос, соединенный с циркуляционным баком и распылительными фурсунками скруббера второй стадии, трубопровод для отвода отработанной суспензии с выходного патрубка циркуляционного бака в циркуляционный бак первой ступени, новым является то, что она содержит последовательно установленные первую, вторую и третью ступень очистки, топку для сжигания хлорсодержащих газов, размещенную перед первой ступенью очистки, при этом выход из циркуляционного бака третьей ступени очистки соединен трубопроводом с входом циркуляционного бака второй ступени очистки, а выход из циркуляционного бака второй ступени очистки соединен

трубопроводом с входом циркуляционного бака первой ступени очистки, циркуляционный бак третьей ступени очистки соединен с баком для приготовления и подачи раствора карбамида и баком для подачи известкового молока, а выход из каплеуловителя первой ступени очистки соединен трубопроводом с входом скруббера второй ступени очистки, выход из каплеуловителя второй ступени очистки соединен трубопроводом с входом скруббера третьей ступени очистки.

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности, к обезвреживанию технологических хлорсодержащих газов, образующихся в процессе получения магния электролизом расплавленных солей, и может быть использована в химической и бумажной промышленности.

Известна поточная линия для обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства (М.А.Эйдензон. Металлургия магния и других редких металлов. М.: Металлургия, 1974. С.149), включающая последовательно расположенные орошаемый скруббер с распылительными форсунками и каплеуловителем; циркуляционный бак с мешалкой; центробежный насос, систему трубопроводов. Поглотительная суспензия - известковое молоко - с содержанием оксида кальция 100-200 г/дм ³ подводится по трубопроводу в циркуляционный бак и циркулирует в системе скруббер - циркуляционный бак с помощью центробежного насоса, газ поступает противоточно в скруббер, затем проходит через каплеуловитель и выбрасывается в атмосферу. Известковое молоко перемешивают в циркуляционном баке мешалкой для предотвращения осаждения твердых частиц на дно бака. При циркуляции в системе скруббер-бак известковое молоко хлорируют, при этом концентрация оксида кальция в молоке снижается. При концентрации оксида кальция до 20 г/дм³ отработанное хлорированное молоко выводят из процесса и заменяют свежим известковым молоком. Отработанное известковое молоко содержит активный хлор - гипохлорит кальция (до 90 г/дм³), являющийся токсичным веществом, и поэтому требует дальнейшего обезвреживания. Поэтому

гипохлорит кальция, содержащийся в отработанном известковом молоке, подвергают разложению в несколько ступеней. Сначала отработанное молоко в баке разложения обрабатывают паром с доведением температуры молока до 80-100°С. При этом разлагается до 60-70% гипохлорита кальция. Оставшийся гипохлорит кальция разлагают гидросульфидом натрия. После такой обработки отработанное известковое молоко можно использовать в качестве сырья для производства товарных растворов хлорида кальция.

Недостатками известной поточной линии являются:

- усложнение поточной линии (дополнительное оборудование - котельная для производства пара) в связи с необходимостью операции по разложению гипохлорита кальция;

- высокие энергозатраты - использование водяного пара (t=120°С, Р=3 ати) для нагрева отработанного известкового молока;

- технологическая линия (установка) обезвреживания отработанного известкового молока не решает вопрос предотвращения образования токсичных веществ - хлоратов;

- при термическом разложении гипохлорита Са(СlO) ₂ в отработанном известковом молоке, помимо CaCl ₂, образуется значительное количество хлората Са(СlO ₃)₂, который разлагается с выделением в газовую фазу СlO₂ и Сl ₂ и возникновением взрывоопасных смесей.

Известна поточная линия для обезвреживания отходящих газов магниевого производства (ст. Разработка рациональной технологии обезвреживания гипохлоритной пульпы, образующейся при очистке отходящих газов магниевого производства. - Ю.П.Кудрявский, Ю.Ф.Трапезников, Р.Г.Фрейдлина и др. - Ж. Цветная металлургия, 1999, №7, стр.32), включающая последовательно расположенные орошаемые скрубберы первой и второй стадии очистки с распылительными форсунками и каплеуловителями; циркуляционные баки с мешалкой; центробежный насос, систему трубопроводов, и бак для разложения гипохлортной пульпы.

Недостатком является что, что данная поточная линия не предотвращает образование токсичных веществ - хлоратов, кроме того, при термическом

разложении гипохлорита Са(СlO)₂ в отработанном известковом молоке помимо CaCl₂ образуется значительное количество хлората Са(СlO₃) ₂, который разлагается с выделением в газовую фазу СlO ₂ и Cl₂ и возникновением взрывоопасных смесей.

Известная поточная линия для обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства (патент РФ №2169037, опубл. 20.06.2001, бюл.17), по количеству общих признаков принятая за ближайший аналог-прототип и включающая скрубберы первой и второй ступени очистки с распылительными форсунками и каплеуловителями; циркуляционные баки с мешалкой;

центробежный насос, систему трубопроводов, циркуляционные баки, центробежные насосы. Скруббер первой ступени снабжен горелкой для подогрева отходящих газов до температуры 400°С. Подогретые газы подают в скруббер, а сверху из циркуляционного бака через распылительные форсунки - гипохлоритную пульпу. В скруббер второй системы подают насосом сверху через распылительные форсунки известковое молоко из циркуляционного бака Скруббер второй ступени снабжен гидроциклоном для улавливания крупных частиц.

Недостатком известной поточной линии является то, что значительный расход известкового молока приводит к большим затратам на обезвреживание хлорсодержащих газов. Кроме того, образующаяся в процессе обработки газов гипохлоритная пульпа после обработки топочными газами периодически выводится из системы и обрабатывается катализатором - гидросульфидом натрия для удаления остаточного активного хлора.. Это снижает производительность поточной линии и приводит к образованию сероводорода в кислотной канализации, что нежелательно с целью защиты окружающей среды.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в получении готового товарного продукта раствора хлорида кальция высокой концентрации и в снижении газообразных выбросов при обезвреживании гипохлоритной пульпы. Кроме того, поточная линия обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства позволяет

одновременно разлагать гипохлорид кальция и упаривать раствор с повышением концентрации хлорида кальция в растворе до 32%.

Технический результат достигается тем, что в поточной линии для обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства, включающей скруббер первой ступени с распылительными форсунками, циркуляционный бак, снабженный устройством для перемешивания, каплеуловитель и насос, соединенный трубопроводом с циркуляционньм баком и распылительными форсунками, трубопровод для отвода отработанной суспензии из циркуляционного бака, скруббер второй ступени с распылительными форсунками, циркуляционный бак с патрубками для подачи поглотительной суспензии, снабженный устройством для перемешивания, каплеуловитель и насос, соединенный с циркуляционным баком и распылительными фурсунками скруббера второй стадии, трубопровод для отвода отработанной суспензии с выходного патрубка циркуляционного бака в циркуляционный бак первой ступени, новым является то, что она содержит последовательно установленные первую, вторую и третью ступень очистки, топку для сжигания хлорсодержащих газов, размещенную перед первой ступенью очистки, при этом выход из циркуляционного бака третьей ступени очистки соединен трубопроводом с входом циркуляционного бака второй ступени очистки, а выход из циркуляционного бака второй ступени очистки соединен трубопроводом с входом циркуляционного бака первой ступени очистки, циркуляционный бак третьей ступени очистки соединен с баком для приготовления и подачи раствора карбамида и баком для подачи известкового молока, а выход из каплеуловителя первой ступени очистки соединен трубопроводом с входом скруббера второй ступени очистки, выход из каплеуловителя второй ступени очистки соединен трубопроводом с входом скруббера третьей ступени очистки.

Поточная линия для обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства показана на схеме.

Поточная линия состоит из топки 1, скруббера 2 первой ступени очистки с распылительными форсунками 3 и каплеуловителем 4;

циркуляционного бака 5 с мешалкой 6, насоса 7, скруббера 8 второй ступени очистки с распылительными форсунками 9, каплеуловителя 10, циркуляционного бака 11 с мешалкой 12, бака для подачи поглотительной суспензии 13, насоса 14; скруббера 15 третьей ступени очистки с распылительными форсунками 16, каплеуловителя 17, циркуляционного бака 18 с мешалкой 19, насоса 20, бака 21 для приготовления и подачи карбамида; трубопровода 22, соединяющего выход из циркуляционного бака третьей ступени очистки с входом циркуляционного бака второй ступени очистки, трубопровода 23, соединяющего выход из циркуляционного бака второй ступени очистки с входом циркуляционного бака первой ступени очистки, трубопровода 24, соединяющего выход из каплеуловителя первой системы очистки с входом скруббера второй ступени очистки, трубопровода 25, соединяющего выход из каплеуловитея второй ступени очистки с входом скруббера третьей ступени очистки. Бак 26 для сбора раствора хлорида кальция.

Поточная линия для обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства работает следующим образом.

Отходящие газы процесса производства магния, содержащие хлор 75% мас. и 20% мас. воздуха с процесса электролиза хлорида магния, газы сантехотсоса с процесса электролиза с содержанием хлора в газах до 6 г/м³ и газы с процесса хлорирования обезвоженного карналлита с содержанием хлора не более 20 г/м³, поступают в топку 1 печи, куда также подается воздух в количестве 1000-16000 м ³/ч и природный газ в количестве 250-750 м ³/ч. Получаемые топочные газы при температуре 800°С подают в нижнюю часть орошаемого скруббера 2, снабженного распылительными форсунками 3 и каплеуловителем 4. Одновременно туда же из циркуляционного бака 5 с мешалкой 6, центробежным насосом 7 поступает на орошение гипохлоритного пульпа. Гипохлоритная пульпа поступает по трубопроводам 22 и 23 со второй и третьей ступени очистки. Отходящие газы из каплеуловителя 4 по трубопроводу 24 поступают на вторую ступень очистки поглотительной суспензией - известковым молоком. Известковое молоко циркулируют насосом 14 в

системе орошаемый скруббер 8 - циркуляционный бак 11 с мешалкой 12 второй ступени очистки. Известковое молоко подают в скруббер через распылительные форсунки 9, куда он поступает из бака для подачи поглотительной суспензии 13. Затем газы через каплеуловитель 10 по трубопроводу 25 поступают в скруббер 15 третьей ступени очистки с распылительными форсунками 16, циркуляционного бака 18 с мешалкой 19. В скруббер 15 из бака 13 подают известковое молоко, а из бака 21 карбамид, затем смесь циркулируют с помощью насоса 20 в системе скруббер 15 - циркуляционный бак 18. Наличие карбамида препятствует образованию токсичных веществ - гипохлорита и хлората кальция. Отходящие очищенные газы через каплеуловитель 17 удаляют в атмосферу, а отработанное известковое молоко направляют по трубопроводам 22 и 23 на первую ступень очистки, где в баке 26 получают концентрированный раствор хлорида кальция, пригодный для приготовления товарного хлорида кальция.

Поточная линия для обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства, включающая скруббер первой ступени с распылительными форсунками, циркуляционный бак, снабженный устройством для перемешивания, каплеуловитель и насос, соединенный трубопроводом с циркуляционным баком и распылительными форсунками, трубопровод для отвода отработанной суспензии из циркуляционного бака, скруббер второй ступени с распылительными форсунками, циркуляционный бак с патрубками для подачи поглотительной суспензии, снабженный устройством для перемешивания, каплеуловитель и насос, соединенный с циркуляционным баком и распылительными фурсунками скруббера второй стадии, трубопровод для отвода отработанной суспензии с выходного патрубка циркуляционного бака в циркуляционный бак первой ступени, отличающаяся тем, что она содержит последовательно установленные первую, вторую и третью ступень очистки, топку для сжигания хлорсодержащих газов, размещенную перед первой ступенью очистки, при этом выход из циркуляционного бака третьей ступени очистки соединен трубопроводом с входом циркуляционного бака второй ступени очистки, а выход из циркуляционного бака второй ступени очистки соединен трубопроводом с входом циркуляционного бака первой ступени очистки, циркуляционный бак третьей ступени очистки соединен с баком для приготовления и подачи раствора карбамида и баком для подачи известкового молока, а выход из каплеуловителя первой ступени очистки соединен трубопроводом с входом скруббера второй ступени очистки, выход из каплеуловителя второй ступени очистки соединен трубопроводом с входом скруббера третьей ступени очистки.