способ переработки на гипс концентрированного сульфит- сульфатного раствора

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НА ГИПС КОНЦЕНТРИРОВАННОГО СУЛЬФИТ-СУЛЬФАТНОГО РАСТВОРА, образующегося при очистке газов от диоксида серы абсорбцией сульфитом натрия, отличающийся тем, что исходный раствор смешивают с содержащей соляную кислоту промывной водой со стадии предварительной промывки дывомых газов электростанций, работающих на угле, и выделившийся при этом диоксид серы направляют на стадию абсорбации суспензией известняка или извести с получением гипса, а раствор, содержащий сульфат натрия и остаточное количество соляной кислоты, обрабатывают гидроксидом кальция и полученную суспензию направляют в топочное устройство электростанции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промывную воду на смешение с исходным раствором подают в количестве, обеспечивающем остаточное содержание соляной кислоты в реакционном растворе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу переработки концентрированных растворов сульфита и сульфата натрия, образующихся при обессеривании дымовых газов.

На основании существующих в ФРГ предписаний, касающихся дымовых газов, выходящих из топочных устройств электростанций, дымовые газы должны быть обессерены. Для этой цели до 87% применяют известковый промывочный способ и до 13% другие способы. К этим особым способам относится, в частности, способ Веллманна-Лорда, согласно которому дымовые газы промывают раствором сульфита натрия. Образующуюся щелочь нагревают, SO₂ удаляется и в побочной реакции происходит окисление сульфита натрия. Переработка щелочи, содержащей при обессеривании дымовых газов по способу Веллманна-Лорда, а также по другим промывочным способам на основании натриевой соли большие количества сульфита и сульфата натрия, создавала значительные проблемы, так как не были разрешены их отвод и хранение. К тому же с точки зрения экономических аспектов не предвиделось каких-либо перспектив обработки такой продуктовой щелочи.

Задача изобретения создание технически осуществимого способа переработки щелочи, представляющего выгоду также и с экономической точки зрения.

Для решения этой задачи предложено смешивать щелочь с содержащей HCl охлаждающей водой предварительного промывочного устройства установки обессеривания дымовых газов (УОДГ) работающих на угле электростанций, освобождающуюся долю SO₂ превращать взаимодействием с известняком (CaCO₃) или с известью (СаО) в гипс (CaSO₄ 2H₂O), а доли HCl и Na₂SO₄ охлаждающей воды превращать взаимодействием с гашеной известью (Са(ОН)₂) в NaCl и гипс.

При этом предпочтительно примешивать продуктовую щелочь к содержащей HCl охлаждающей воде в предварительном промывочном устройстве в определенном, согласованном с ней, количестве.

В другом варианте выполнения способа сульфат натрия, HCl и содержащую доли Na₂SO₄ воду охладителя направляют в очистное сооружение, добавляя в него для полного превращения в NaCl и гипс достаточное количество гашеной извести.

В предпочтительном варианте выполнения способа содержащий гипс осветлительный шлам очистного сооружения сжигают в топочном устройстве электростанции, а долю серы сожженного осветлительного шлама также перерабатывают в гипс в последовательно подключенной установке обессеривания дымовых газов.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность вводить образующуюся щелочь в уже существующую систему и в ней ее перерабатывать, благодаря чему отпадает необходимость ее переработки в специальных установках и устройствах. Кроме того, отпадает потребность в особых добавках, что делает этот способ исключительно выгодным. Другое преимущество предлагаемого способа заключается в том, что происходит снижение количества гашеной извести, необходимой для нейтрализации соляной кислоты в осветлительной установке. Вода, отводимая из УОДГ, содержит значительно меньше сульфата, потому что дополнительно содержавшийся в сточной воде сульфат выпал в виде гипса. Также и значение CSB, обусловленное находящимися в воде органическими веществами, очень небольшое, во вполне допустимых границах. Что касается сульфита и тиосульфата, то они в сточной воде не были обнаружены.

Введенная в охлаждающее устройство продуктовая щелочь повышает концентрацию сульфата и натрия, однако какого-либо влияния на абсорбер не отмечалось. Напротив, натриевые соли оказывают положительное воздействие на загрязнения каплеотделителя в охладителе за счет повышения растворимости гипса благодаря хлориду натрия.

На чертеже показан в схематическом виде материальный поток внутри УОДГ, в которой происходит превращение продуктовой щелочи.

П р и м е р. 1 м³/ч продуктовой щелочи, состоящей из водного раствора сульфата натрия (Na₂SO₄), сульфита натрия (Na₂SO₃), тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃), и комплексносвязанную ЭДТУ, направляют с 160 кг/ч HCl из дымового газа электростанции и 36 т/ч воды в предварительное промывочное устройство (охладитель) установки обессеривания дымовых газов (УОДГ). В результате добавки продуктовой щелочи к кислой воде охладителя (значение рН менее 1) происходят с сульфитом натрия и сульфатом натрия следующие реакции:

2HCl+Na₂SO₃_ 2NaCl+H₂O+SO₂

2HCl+Na₂S₂O₃_ 2NaCl+S+H₂O+SO₂

Имеющаяся в охладителе соляная кислота частично нейтрализуется сульфитом и тиосульфатом и освобождается как эквивалент кислоты в виде SO₂. Добавку продуктовой щелочи нужно производить в таком количестве, чтобы оставался избыток кислоты. Таким образом, обеспечивается количественное превращение как сульфита, так и тиосульфата в охладителе. Образующуюся SO₂ в количестве 60 кг/ч вымывают в последовательно подключенном абсорбере и перерабатывают с помощью 29 т/ч воды и 100 кг/ч извести (СаСО₃) в гипс.

Имеющиеся в продуктовой щелочи тяжелые металлы, содержатся лишь в незначительной концентрации, так что баланс тяжелых металлов практически не изменяется.

Сульфат натрия, внесенный с продуктовой щелочью в систему, покидает ее без изменения и направляется вместе со сточной водой в осветлительное устройство.

Благодаря нейтрализации гашеной известью (Ca(OH)₂) из избыточной соляной кислоты согласно реакции

Ca(OH)₂+HCl _ CaCl₂+2H₂O образуется хлорид кальция. При двойном превращении выпадает из хлорида кальция с сульфатом натрия гипс

CaCl₂+Na₂SO CaSO₄2H₂O+2NaCl

Реакция происходит полностью, если избыток хлорида натрия поддерживается в количестве 200 кг/ч при количестве сульфата натрия 90 кг/ч.

Вместо отводимого хлорида кальция в водоприемник подают эквивалентное количество хлорида натрия.

Количество сточной воды установки обессеривания дымовых газов не изменяется, потому что продуктивной щелочью покрывается часть потребности в дополнительной воде охладителя. Как уже говорилось выше, в осветлительной установке сберегается известь.