Способ получения серы из сульфата кальция - SU1516463A1
Код документа: SU1516463A1
Описание
Изобретение относится к способам получения серы из сульфата кальция путем восстановления углеродсодер- жащими материалами.
Целью изобретения является увеличение выхода элементарной серы.
Раздельное введение углеродсодер- жащего агента в гранулы щихты и в фильтрующий слой, в котором осуществляется обжиг шихты, исключает образование сульфида кальция внутри гранул , за счет чего повышается выход элементарной серы.
Целесообразность выбранных интервалов обуславливается следующими причинами .
Температура газов на выходе из фильтрующего слоя определяет степень выхода серы в виде SOj или S, В
температурном интервале 500-600 С выход серы в элементарном виде составляет 80-96%. Дальнейшее понижение температуры может привести к конденсации серы в пределах реактора и в газовом тракте.
При соотношении CrCaSO, равном 0,08:1-0,09:1, в гранулах шихты имеется недостаточное количество углерода для полного восстановления серы от S что обеспечивает ее восстановление от S до S
2CaSO. + С- 2СаО + 280 + СО.СО
Образую1чийся сернистый газ вос- станавлив.ается уже вне гранулы,т.е. в слое на кусках угля по реакции
сл
4: О 00
2С + 2SO,
2СО
(2)
Тем самым исключается образование CaS, а следовательно, обеспечивается повьопение степени извлечения серы в элементарной форме.
В табл. 1 приведены результаты испытаний влияния соотношения C:CaSO в грануле на разложение сульфата кальция .
Таким образом, оптимальным соотношением CtCaSO является соотношение 0,08:1-0,09:1.
Высокая зольность углеродсодержа- щего компонента в шихте необходима для придания гранулам при обжиге соответствующей прочности за счет связывания золей образующейся жидкой фазы примесей сульфата кальция и для каталитического восстановления серы. При этом в оборот вовлекаются низкокачественные горючие ископаемые, которые не могут быть эффективно использованы в виде топлива в традиционных энергетических процессах.
Как видно из результатов испытаний , приведенных в табл. 2, зольность углей менее 15% недостаточна для обеспечения целостности гранулы во время пребывания в фильтрующем слое.
В то же время слишком большая зольность снижает удельную производительность фильтрующего слоя по элементарной сере.
Массовое соотношение углерода, подаваемого в фильтрующий слой к гранулам шихты в слое, выбирается из условия обеспечения эффективного протекания двух процессов - восстановления серы газа до элементарной серы и соз- дание требуемого температурного режима в реакторе. При соотношении углерода , подаваемого в фильтрутощий слой, к гранулам, равном 1:12, сернистый газ не восстанавливается полностью по реакции (2) и степень выхода серы составляет не более 80-85%. При соотношении 1:10 степень выхода серы в элементарной форме составляет 92- 95%, но температурный уровень в реакторе находится на требуемом нижнем пределе . Для обеспечения запа са по температуре соотношение изменя- .ется в сторону увеличения углерода до 1:3. При этом обеспечивается температура в реакторе на уровне и
0
5 0 5
0
-
5
5
полное восстановление сернистого ангидрида до элементарной серы.
Дгшьнейшее увеличение количества вводимого в слой углерода приводит к повьш1ению температуры в реакторе, )щей оплавление гранул и в результате снижение восстановления сульфата кальция.
Пример 1. 1000 кг высушенного мелкодисперсного фосфогипса смешивают со 100 кг каменного угля фракции 5-100 мкм зольностью 15%, содержащего 88 кг углерода, полученную шихту с массовым соотношением углерод:сульфат кальция, равным 0,08:1, гранулируют и загружают в фильтрующий слой шахтного реактора вместе с 400 кг кускового антрацита фракции 10-20 мм, содержащего 360 кг углерода. Массовое соотношение углерода , подаваемого непосредственно в фильтрующий слой, к гранулам шихты составляет 1:3,3. Обжиг ведут при 115i50 C в потоке кислородсодержащего газа при скорости продувки 0,3 м/с.
В верхней зоне печи создают разрежение около 10 мм водн.ст. Температуру газов на выходе из фильтрующего слоя поддерживают равной 500+ , для чего продувку слоя ведут смесью воздуха и рециркулируемого газа, отводимого после конденсации серы. Соотношение воздух:рециркулиру- емый газ поддерживают равным 15:1. Реакционные газы, отводимые от шахтного реактора, очищают от пыли и охлаждают в дымогарном котле, где из них конденсируют серу. Выход серы составляет около 94% или 200+5 кг. Жидкую серу охлаждают и гранулируют. Из шахтного реактора выгружают твердый огарок, содержащий 370 кг GaO и 100 кг CaSO.
Последующие примеры, иллюстрирую-, щие предлагаемый способ, представлены в табл. 3. Последовательность технологических операций и парамет- , ры, не включенные в табл. 3, сохраняются такими же, как в примере 1.
Таким образом, проведение процесса получения элементарной серы восстановлением сульфата кальция (фосфогипса ) позволяет поднять извлечение серы (выход) в целевой продукт до 90-95%.
Таблица 1
Реферат
Изобретение относится к способам получения серы из сульфата кальция путем восстановления углеродсодержащими материалами. Цель - увеличение выхода элементарной серы. Сущность: грануляцию шихты осуществляют при массовом соотношении углерода к сульфату кальция (0,08 - 0,09):1, а обжиг проводят в фильтрующем слое, состоящем из кускового углеродсодержащего материала и гранул шихты при массовом соотношении :(10-3) и температуре газов на выходе из фильтрующего слоя 500-900°С. В качестве углеродсодержащего материала в шихте используют каменный угол с зольностью 15-45%, а в фильтрующем слое - кокс или антрацит. 1 з.п. ф-лы.
Формула
