Исследование и разработка эффективной технологии получения элементарной серы из отходящих газов автогенных процессов плавки металлургического сырья

При производстве цветных металлов пирометаллургическим способом происходит неизбежное выделение отходящих газов, содержащих сернистый ангидрид, концентрация которого зависит от технологии плавки металлургического сырья. В настоящее время отходящие газы с концентрацией 4−10% в основном используются для получения серной кислоты, которая широко используется для производства минеральных удобрений и в других отраслях хозяйства.

Однако отходящие газы с меньшим содержанием 802 использовать для получения серной кислоты представляется технически затруднительным и не экономичным.

Проблема утилизации серы из отходящих металлургических газов является весьма актуальной и необходимость ее решения определяется не только экономическими факторами, но и все возрастающими требованиями по охране окружающей среды от вредных промышленных газовых выбросов.

Необходимо отметить, что в последние годы, начиная с середины 70-х годов, был выполнен большой объем научных исследований, направленных на совершенствование технологии и оборудования металлургического производства. При этом были разработаны принципиально новые автогенные процессы плавки рудного сырья с применением технического кислорода, что позволило существенно уменьшить объемы слабосернистых газов и соответственно выбросы БОг в атмосферу /1/.

Первый автогенный процесс — кислородно-факельная плавка (КФП) в промышленном масштабе был пущен в 1968 г. на Алмалыкском горно-металлургическом комбинате (АГМК) /2/.

Практически в это же время на Норильском горно-металлургическом комбинате (НГМК), а затем и на других предприятиях цветной металлургии были освоены агрегаты плавки в жидкой ванне, получившей название ее автора — Вашокова (ПВ).

В этой связи необходимо отметить, что Норильский горно-металлургический комбинат (НГМК) явился пионером в разработке и промышленном применении процесса плавки ПВ. Первая опытная печь ПВ была построена на Медном заводе Норильского комбината по техническому заданию, разработанному кафедрой металлургии тяжелых цветных металлов МИСиС.

Первая плавка медного никельсодержащего сырья в барботируемом шлаковом расплаве была осуществлена в этой печи в 1968 г. Однако решающим этапом в освоении процесса плавки Вашокова (ПВ) стало строительство первого опытно-промышленного плавильного агрегата (ОГТПА) с площадью л пода 20 м там же на Медном заводе НГМК /3/ производительностью 1000 т/сут. Успешное освоение плавки ПВ на НГМК позволило начать широкое внедрение этой технологии и на других предприятиях цветной металлургии.

Повсеместный переход на автогенную плавку сульфидного сырья, содержащего тяжелые цветные металлы, можно назвать наиболее значительным достижением XX века в области практической пирометаллургии, поскольку автогенные процессы, как никакие другие в этой области, отвечают современным требованиям по энергосбережению и экологической безопасности производства. С созданием автогенных процессов плавки одновременно проводились исследования по утилизации 80 г из отходящих газов, с получением серы и серной кислоты.

Данная работа посвящена разработке технологии получения серы из отходящих газов автогенных процессов плавки, основанной на восстановлении сернистого ангидрида природным газом. При этом процесс последовательно отрабатывался в лабораторных и полупромышленных условиях и был впервые реализован в промышленном масштабе на Норильском ГМК.

Работа выполнялась институтом Тинцветмет" под руководством и непосредственным участием автора совместно с Норильским горно-металлургическим комбинатом и с привлечением целого ряда академических и отраслевых научно-исследовательских и проектных институтов, которые принимали участие в отработке новой технологии на Рязанском опытно-экспериментальном заводе (РОЭМЗ). Среди организаций, внесших наибольший вклад, необходимо отметить Гипрогазоочистку, НИИОГАЗ, Техэнерго-химпром, Институт катализа РАН, Институт физико-химических исследований Аз. АН и Институт газа АН Украины.

Работа проводилась на основании координационного плана Государственного Комитета Совета Министров СССР по науке и технике № 500 от 25 декабря 1975 г. по решению научно-технической проблемы 0.09.05 «Разработать технологию получения серы из металлургических газов переработки медно-никелевых концентратов» .

Утилизация серы из отходящих газов цветной металлургии и уменьшение выбросов сернистого ангидрида в атмосферу является в техническом отношении весьма сложной проблемой. Однако опыт передовых зарубежных стран показывает, что при производстве цветных металлов практически все отходящие газы утилизируются с получением товарных продуктов или подвергаются санитарной очистке. При этом общая степень извлечения серы из газов составляет -90−92%.

Сложность решения проблемы утилизации серы из отходящих газов определяется повышенной запыленностью газов на выходе из металлургического агрегата, значительными объемами и переменным содержанием 802. Причем при конвертировании штейнов при производстве меди и никеля, что является одной из основных стадий металлургического производства, концентрация сернистого ангидрида в газах меняется во времени в широком интервале.

Как указывалось выше, основное направление утилизации серы из отходящих металлургических газов на отечественных предприятиях, да и во всем мире, является их использование для получения серной кислоты.

В 1991 г. мировое производство серной кислоты из отходящих газов составляло ~28 млн. т в год, что составляет около 18% от общего выпуска серной кислоты. В последующие годы прогнозируется дальнейший рост объемов производства серной кислоты из отходящих газов цветной металлургии /4/.

Рост выпуска серной кислоты из отходящих газов объясняется не только расширением производства цветных металлов, а, прежде всего повышением эффективности улавливания серы /5/.

В этой связи представляют интерес данные по увеличению производства серной кислоты из отходящих газов в Китае в период 1994;1999 гг.

Год 1994 1995 1996 1997 1998.

Тыс. т 940 1080 1401 1427 1634.

В Японии, где, по-видимому, обеспечивается максимальная степень утилизации серы, доля серной кислоты, получаемой из отходящих газов, составляет -60%.

Год 1998 1999 2000.

Производство Н2504 из серы, тыс. т 2377 2242 2300.

Производство НгБО.} из отходящих газов, тыс. т 4045 4361 4450.

Производство НгБО} из других источников, тыс. т 304 331 250.

Общее производство НгБО.}, тыс. т 6726 6934 7000.

На предприятиях цветной металлургии используется контактный способ получения серной кислоты, основанный на каталитическом окислении сернистого ангидрида. При этом технология получения серной кислоты не имеет существенных отличий от классического сернокислотного производства, работающего на колчедане. Отходящие газы с содержанием 502 9−10% перерабатываются на серную кислоту по схеме двойного контактирования (ДК/ДА) с промежуточной абсорбцией /6−8/. Данная технология обеспечивает степень контактирования до 99,4−99,6, что позволяет уменьшить содержание 502 в газах после сернокислотного производства до 0,04−0,06%.

Данная схема нашла широкое применение на зарубежных заводах, а также на ряде отечественных предприятий цветной металлургии. Количество сернокислотных установок, работающих по схеме ДК/ДА, постоянно возрастает, что объясняется прежде всего технико-экономическими преимуществами данной технологии по сравнению с процессом одинарного контактирования. Но основное преимущество схемы ДК/ДА состоит в том, что применение этой технологии для получения серной кислоты обеспечивает уменьшение выбросов сернистого ангидрида в 4−5 раз.

При содержании БОг в отходящих газах 3,5−7,0% серную кислоту получают по схеме одинарного контактирования. В этом случае степень контактирования составляет 97,5−98,5% и содержание БОг в газах на выходе в атмосферу составляет 0,3−0,5%, что превышает существующие санитарные нормы. Поэтому газы с таким содержанием БОг должны подвергаться дополнительной санитарной очистке /91.

Получение серной кислоты из газов с содержанием БОг менее 4,5% по классической схеме представляется технически затруднительным из-за нарушения автотермичной работы контактного узла. При понижении концентрации 802 в газах соответственно уменьшается выделение тепла, что приводит к необходимости увеличения поверхности теплообмена и усложнению конструкции контактного узла. При более низкой концентрации БОг в газах, менее 3,5% для обеспечения нормального температурного режима контактного аппарата требуется подвод тепла от постороннего источника, что связано с дополнительными затратами топлива или электроэнергии.

В этом отношении представляет интерес нестационарный способ получения серной кислоты из слабосернистых газов, предложенный Институтом катализа СО АН РФ, который в настоящее время нашел широкое применение на предприятиях цветной металлургии /10−11/. Первый нестационарный аппарат для утилизации конвертерных газов был внедрен и освоен на Красно-уральском медеплавильном комбинате при непосредственном участии Гин-цветмета с привлечением специалистов НИУИФ и СКТБ катализаторов.

Нестационарный режим работы аппарата обеспечивается периодическим изменением направления движения газа через слой катализатора с помощью специальных клапанов переключателей, что позволяет проводить процесс окисления без подогрева исходного газа даже при снижении концентрации БСЬ до 1,5−2,0%. При этом катализатор выполняет не только свою функцию — ускорение реакции окисления сернистого ангидрида, но также работает как рекуператор тепла. Длительные испытания нестационарного способа получения серной кислоты в промышленном масштабе подтвердили его эффективность при утилизации слабосернистых газов (2−5% БС^) и газов с переменным содержанием 802. Все это предопределило целесообразность применения нестационарных аппаратов при получении серной кислоты из конвертерных и электропечных газов.

Отмечая определенные успехи в совершенствовании технологии получения серной кислоты из отходящих газов цветной металлургии необходимо констатировать, что проблема извлечения серы из газов с содержанием БОг менее 1% решается по экономическим причинам крайне медленно. Если не учитывать ущерб окружающей природе от загрязнения атмосферы сернистым ангидридом, то все известные технические решения по утилизации этих газов являются экономически не выгодными, так как их реализация требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. А с учетом этого ущерба и вреда здоровью людей необходимо утилизировать все слабосернистые газы с помощью методов санитарной очистки /12−15/. Например, на предприятиях основной химии широко используется аммиачный метод санитарной очистки отходящих газов сернокислотного производства с содержанием 0,3−0,5% БОг. Известны и другие методы санитарной очистки, которые можно рекомендовать для утилизации газов с низким содержанием БОг.

Однако, как указывалось выше, все известные методы санитарной очистки слабосернистых газов являются дорогостоящими и не всегда эффективными.

В связи с этим возникла необходимость пересмотреть традиционные способы производства цветных металлов и подходы к решению проблемы утилизации серы из отходящих металлургических газов. Так, при выборе основных направлений научных исследований по снижению выбросов сернистого ангидрида в атмосферу основное внимание уделялось разработке принципиально новых автогенных процессов плавки металлургического сырья, которые, как указывалось выше, можно эффективно переработать на серную кислоту или непосредственно в элементарную серу.

Необходимо отметить, что сера является ценным сырьем для производства серной кислоты и других химических продуктов, которые широко используются в народном хозяйстве /16−17/. Следовательно, применение автогенных процессов плавки обеспечивает уменьшение загрязнения атмосферы сернистым ангидридом и возможность при необходимости получения элементарной серы.

Существо автогенных процессов плавки заключается в окислении сульфидных руд техническим кислородом или воздухом в смеси с кислородом. При этом процесс плавки ведут в основном за счет тепла, выделяющегося при окислении серы и железа без добавки топлива или при минимальном его расходе /18/.

Важнейшим преимуществом новой технологии плавки является получение концентрированных сернистых газов (более 15%), которые можно перерабатывать на элементарную серу. Вопрос производства серы приобрел особую актуальность при утилизации отходящих сернистых газов на Норильском горно-металлургическом комбинате (НГМК), так как в районе его расположения отсутствуют потребители серной кислоты. Актуальность решения проблемы утилизации отходящих газов на НГМК определялась значительными объемами отходящих сернистых газов, количество которых резко возрастало после пуска второй очереди Надеждинского металлургического завода в 1982 г.

Проведенные технико-экономические расчеты показали, что на Норильском ГМК с учетом его отдаленности и климатических условий целесообразно получать не серную кислоту, а серу, которую проще хранить и транспортировать /19/. Поэтому для утилизации отходящих газов печей взвешенной плавки (ПВП) при производстве меди и никеля предусматривалось получение серы по финской технологии, основанной на восстановлении сернистого ангидрида пылевидным углем непосредственно в аптейке металлургического агрегата.

Необходимо отметить, что в отечественной практике уже имелся опыт промышленного производства серы на Медногорском медно-серном комбинате из отходящих газов шахтной плавки при производстве меди, который свидетельствовал о трудностях эксплуатации оборудования при работе на запыленных газах, содержащих пары серы /20/. Указанные трудности в значительной степени проявились при последующем освоении финской технологии получения серы. Кроме этого, существенный недостаток данного процесса заключался в том, что он не обеспечивал получение серы высшего сорта, пригодной для сернокислотного производства по «короткой» схеме /6/.

В связи с этим одновременно со строительством НМЗ Минцветметом было принято решение об организации научно-исследовательских работ по созданию отечественной технологии получения серы из отходящих газов автогенных процессов. За основу новой технологии получения серы из отходящих металлургических газов был принят метановый способ, основанный на восстановлении сернистого ангидрида природным газом. Первые научные исследования по восстановлению БСЬ природным газом, проведенные советскими специалистами Юшкевичем Н. Ф. в 30-х и 40-х годах прошедшего столетия, показали перспективность данного направления в решении проблемы утилизации серы из отходящих металлургических газов. Однако использовать данный способ получения серы в промышленном масштабе долгое время не удавалось. Основные трудности в реализации данной технологии заключались в отсутствии надежного оборудования, работающего в атмосфере влажного сернистого ангидрида при относительно высоких температурах -1300°С.

Необходимо также отметить, что применявшиеся в то время традиционные способы плавки металлургического сырья не обеспечивали получение концентрированных сернистых газов. А при низком содержании Б02 в газах менее 10% производство серы метановым способом является технически затруднительным и экономически не выгодным.

В середине 70-х годов на предприятиях цветной металлургии было начато широкое внедрение современных автогенных процессов плавки металлургического сырья с применением технического кислорода. Так, в 1975 г. когда были развернуты широкомасштабные исследования по метановой технологии получения серы на Алмалыкском горно-металлургическом комбинате уже была освоена в промышленном масштабе кислородно-факельная плавка (КФП), позволяющая получать отходящие газы с содержанием БСЬ на выходе из агрегата до 80%. К этому времени были проведены успешные полупромышленные испытания автогенной плавки в печи Вашокова (ПВ) на Балхашском и Норильском горно-металлургических комбинатах, которая также обеспечивала получение концентрированных сернистых газов.

На основании этих испытаний и полученных результатов на Медном заводе Норильского ГМК было начато строительство промышленных агрегатов ПВ. Следует отметить, что разработка автогенных процессов плавки и создание и освоение агрегатов ПВ явилось одним из основных факторов, определивших возможность получения серы на Норильском ГМК.

При разработке технологии получения серы из отходящих металлургических газов ставилась задача производства серы высшего сорта, пригодной для современных сернокислотных заводов. Это определялось тем, что в середине 70-х годов в бывшем СССР сера являлась дефицитным химическим сырьем. Имеющиеся ресурсы серы в стране не обеспечивали возрастающие потребности сернокислотной промышленности и дефицит покрывался за счет импорта в объеме свыше 1 млн. т в год.

Получение товарной серы высшего сорта возможно при условии предварительной мокрой очистки газов от пыли в промывном отделении по аналогии с сернокислотным производством. Только в этом случае исключается попадание в серу не только тонкой металлургической пыли, но и вредных примесей мышьяка, фтора и селена. Необходимость предварительной мокрой очистки газов определялась также и тем, что после стадии восстановления сернистого ангидрида восстановленный газ, содержащий сероводород, дорабатывается на каталитических стадиях Клауса. Незначительное присутствие пыли в газах неизбежно приведет к ее осаждению на поверхности катализатора, что вызовет снижение его каталитической активности и приведет к росту гидравлического сопротивления аппарата.

Кроме этого, при отсутствии пыли в газах можно использовать типовые газотрубные конденсаторы серы с горизонтальными трубками, которые выпускаются отечественной промышленностью для установок получения серы из сероводорода.

Учитывая сжатые сроки отработки метанового способа получения серы основное внимание при проведении исследований уделялось первой технологической стадии — восстановлению БС^ природным газом. После всесторонних исследований, выполненных на лабораторной и пилотной установках, были получены необходимые исходные данные для проектирования полупромышленной установки производительностью по технологическому газу 1000 нм3/час. Полупромышленная установка включала узел высокотемпературного восстановления БСЬ при температуре -1250°С, конденсатор серы и печь дожига. Практически после первого пуска этой установки в 1975 г. на РОЭМЗе были получены обнадеживающие данные по выходу серы, который соответствовал расчетным данным. При последующих испытаниях были отработаны все технологические стадии и оборудование, а также каталитический вариант метанового способа получения серы.

В результате проведенных исследований Гинцветметом совместно с Норильским ГМК были разработаны исходные данные и технологический регламент на проектирование промышленного цеха получения серы из отходящих газов ПВ на Медном заводе НГМК.

Технология получения серы предусматривала мокрую очистку газов от пыли и вредных примесей в промывном отделении по аналогии с сернокислотным производством. Очищенный от пыли газ затем подавался нагнетателем в полый реактор восстановления 802 природным газом при температуре 1250−1300°С, после чего восстановленный газ, содержащий в основном Н28 и непрореагировавший Б02 перерабатывался на серу методом Клауса. По этой схеме все оборудование серного цеха работает под давлением, что исключает подсосы воздуха и возможность образования взрывоопасной смеси.

Серный цех, построенный и введенный в эксплуатацию в 1987 г. с одной каталитической ступенью Клауса, обеспечивал степень извлечения серы из газов 60−70% при объеме производства серы ~60 тыс. т в год. В последующие годы за счет совершенствования оборудования эффективность производства серы существенно повысилась, что определило перспективность данной технологии не только для Норильского ГМК, но и для других предприятий отрасли.

Анализируя последние научно-технические достижения в решении проблемы утилизации отходящих сернистых газов цветной металлургии необходимо отметить важнейшее значение автогенных процессов плавки рудного сырья с применением технического кислорода, которые не только повысили эффективность металлургического производства, но и обеспечили получение концентрированных сернистых газов.

Создание и внедрение автогенной плавки в ПВ на Норильском горнометаллургическом комбинате позволило разработать и реализовать метановый способ получения серы, который на ближайшую перспективу, по-видимому, станет основным направлением утилизации отходящих газов. Важность этой технологии определяется значительными объемами отходящих сернистых газов, которые необходимо утилизировать с учетом климатических условий и отдаленности расположения комбината.

ВЫВОДЫ.

1. На основании термодинамических расчетов процесса восстановления сернистого ангидрида метаном получены зависимости температуры восстановления от концентрации кислорода в технологическом газе. Установлено, что при высокотемпературном восстановлении Б02 при температуре 1300 °C концентрация кислорода в технологическом газе должна быть не менее 14%. При каталитическом восстановлении Б02 при температуре 750−950°С концентрация кислорода в технологическом газе должна быть в интервале 6−9%. Показано, что для увеличения содержания кислорода в исходном металлургическом газе наиболее эффективно использовать технический кислород, который целесообразно подавать в поток технологического газа перед восстановлением.

2. В результате проведенных расчетов было установлено, что равновесный выход серы при восстановлении сернистого ангидрида метаном зависит от температуры процесса и расхода природного газа, подаваемого на восстановление. При этом было установлено, что максимальный выход серы при восстановлении 802 при температуре 1100−1200°С достигается при расходе.

СНЛ метана, определяемого из соотношения-2— = 0,55−0,60.

5О2 «Ь О2.

3. На основании лабораторных исследований процесса восстановления Б02 метаном установлено, что в первую очередь метан реагирует с кислородом, содержащимся в технологическом газе при температуре не менее ~700°С, после чего избыток метана восстанавливает Б02. При этом было установлено, что при температуре 1000−1100°С кислород реагирует с метаном полностью при высоких объемных скоростях до 4000 час" 1. Поэтому при восстановлении Б02 природным газом в восстановленном газе присутствие кислорода исключено и отсутствует опасность возгорания газовой смеси.

4. Проведенные лабораторные исследования процесса восстановления сернистых газов, содержащих 15−35% 802 и 10−12%) 02 позволили определить оптимальные условия проведения процесса: температура восстановления 1200−1300°Ссодержание кислорода в газе 13−14%- расход метана на восстановление БОг определяется из соотношения ся4.

92 + 02 0,55−0,60- объемная скорость процесса 1000 час'1.

5. Установлено, что при температуре 1100−1050°С имеет место снижение скорости процесса восстановления БОг природным газом. В связи с тем, что при 950−1050°С в восстановленном газе СНЦ отсутствует, то можно сделать вывод о лимитировании процесса восстановления БСЬ продуктами конверсии природного газа в данном температурном интервале. Полное прекращение процесса восстановления 802 метаном происходит при 950 °C. На этом основании был сделан вывод, что температура 1050−1100°С является минимально допустимой при высокотемпературном восстановлении Б02 природным газом.

6. Разработана технология получения серы из отходящих газов автогенных процессов плавки, основанная на восстановлении сернистого ангидрида природным газом при температуре 1200−1300°С (высокотемпературный вариант) метанового способа получения серы, который был реализован в промышленном масштабе. В результате длительной эксплуатации промышленного реактора были определены основные технологические параметры стадии высокотемпературного восстановления Б02 природным газом:

— температура восстановления 1200−1300°С;

— объемная скорость процесса 500 час'1;

— расход природного газа определяется из соотношения ся4 0,55−0,60;

S02 + 02.

— начальная концентрация S02 в газе 20−26%;

— степень конверсии S02 в серы на стадии высокотемпературного восстановления 55−58%.

Длительная эксплуатация промышленной установки показала надежность работы оборудования и простоту управления.

7. Разработана схема подачи природного газа в аптейк ПВП. Для промышленной печи ПВП определили, что необходимо шесть фурм диаметром 60 мм и скорость подачи природного газа в сечении фурмы поддерживается в интервале 70−100 м/сек. В результате длительных испытаний процесса восстановления S02 природным газом в аптейке ПВП было установлено, что степень конверсии сернистого ангидрида в серу при температуре 1100 °C составляла 55−60%, что практически соответствует равновесным данным. Средний расход природного газа на стадии восстановления S02 составил 550 нм3 на 1 т получаемой серы.

8. В результате проведения лабораторных и полупромышленных исследований каталитического восстановления сернистого ангидрида природным газом с получением серы было показано, что по сравнению с высокотемпературным процессом данная технология имеет ряд существенных преимуществ. Основное достоинство каталитического способа заключается в том, что при использовании катализатора процесс восстановления S02 протекает при более низкой температуре — 900 °C вместо 1350 °C при высокотемпературном способе получения серы. В результате этого при каталитическом восстановлении сокращается расход природного газа на 20−25% и исключается потребление технического кислорода.

9. На основании проведенных исследований были определены оптимальные физико-химические условия процесса при использовании алюмоок-сидного катализатора, разработана схема управления процессом, обеспечивающая получение оптимального состава восстановленного газа, поступающего на стадию Клауса. Так, было установлено, что каталитическое восстановление сернистого ангидрида с концентрацией БСЬ 15−35% с достаточной скоростью протекает при температуре 750−950°С и объемной скорости 15 002 000 час" 1. При этом содержание кислорода в исходном технологическом газе должно быть 8−10%. Количество природного газа, подаваемое в каталитический реактор, определяется из соотношения СН^СЬ = 0,5−0,6. Дополнительное количество природного газа подается в реактор для обеспечения необходимой температуры с учетом содержания кислорода в исходном газе и опре.

СН деляется из соотношения = Установлено, что минимальная температура катализатора, в качестве которой использовалась гранулированная окись алюминия, составляет ~700°С. При более низкой температуре процесс восстановления сернистого ангидрида практически прекращается.

10. Проведены исследования процесса низкотемпературного каталитического восстановления сернистого ангидрида конверсированным природным газом. В качестве катализатора использовался алюмооксидный катализатор, загруженный в аппарат тремя слоями (0,4- 0,4 и 0,5 м3) и отводом тепла между слоями. Газовые нагрузки на каталитический аппарат составляли, нм3/час: БОг — 65−100- N2 — 215−230- топочные газы — 440−660. Концентрация сернистого ангидрида варьировалась в пределах 9−12%. Установлено, что при поддержании температуры входящего газа 350−450°С в результате взаимодействия сернистого ангидрида с продуктами конверсии метана происходит разогрев катализатора на 300−350°С. Основное количество сернистого ангидрида восстанавливается на перво. м слое катализатора. Процесс характеризуется высокой объемной скоростью — 1700−2000 час" 1. Степень конверсии сернистого ангидрида составляет 75−85%, в т. ч. в серу 55−63%, в сероводород и сероокись углерода — 15−25%.

11. Исследование процесса конденсации серы в газотрубных конденсаторах серы позволили установить, что степень улавливания серы составляет 60−85%. При этом в отходящих газах теряется элементарная сера 15−40%, которую необходимо улавливать в сероуловителях. В этой связи целесообразно использовать жидкофазный метод очистки отходящих газов, который не только позволит проводить дополнительную конверсию сернистых соединений в жидкой фазе, но и уловить серу в виде серного тумайЗ. Испытан метод жидкофазной конверсии для доработки сероводорода и сернистого ангидрида, содержащихся в отходящих газах после узла Клауса при получении серы метановым методом. Показано, что в насадочной колонне, орошаемой вводно-серной пульпой, степень конверсии по сернистому ангидриду составляет 50%, а по сероводороду — 50−60%. Установлено, что колонна, орошаемая вводно-серной пульпой, обеспечивает эффективное улавливание из газа серы, присутствующей в виде серного тумана, паров и брызг. Так, при начальном содержании серы в газах 15−20 г/нм концентрация серы в газах снижалась до 0,5−0,9 г/нм3, т. е. степень улавливания серы составляла более 95%.

Заключение

.

1. Испытан метод жндкофазной конверсии для доработки сероводорода и сернистого ангидрида, содержащихся в отходящих газах после узла Клауса при получении серы метановым методом. Показано, что в насадочной колонне, орошаемой вводно-серной пульпой, степень конверсии по сернистому ангидриду составляет 50%, а по сероводороду — 50−60%. Установлено, что колонна, орошаемая вводно-серной пульпой, обеспечивает эффективное улавливание из газа серы, присутствующей в виде серного тумана, паров и брызг. Так, при начальном содержании серы в газах 15−20 г/нм3 концентрация серы в газах снижалась до 0,5−0,9 г/нм3, т. е. степень улавливания серы составляла более 95%.

2. Испытан метод выделения серы из вводно-серной пульпы центрифугированием и флотацией. Показано, что с помощью центрифуги можно выделить серу в виде серного кека с влажностью до 35%. Предложена технологическая схема процесса санитарной очистки отходящих газов после серного производства метановым способом, определены основные технологические параметры процесса жндкофазной конверсии Н28 и БСЬ и отработано основное оборудование.