Способ переработки сульфата кальция

Способ переработки сульфата кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 965994 (61) Дополнительное. к авт. свид-ву— (22) Заявлено 310381 (21) 3265904/23-26 с присоединением заявки ¹(23} Приоритет (51) М. Кп.з

С 01 В 17/50

С 04 В 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{53) УДК 661. 218 (088.8) Опубликовано 1510.82. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания151082 (72).Авторы изобретения

И.Г. Костыльков, В.Н. Носов, В .В. хижин, Н.Н. Дербунович и Г.В. Урсина (71) Заявитель

Научно.-производственное объединение "Тех (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЧ

Изобретение относится к способам переработки твердых производственных отходов, содержаций сульфат кальция, и может быть использовано для получения .серной кислоты и извести.

Проблема утилизации твердых отхо.дов химических производств, содержащих сульфат кальция, состоит в том, .что при высокотемпературном разложении таких отходов на известь и сер-. .нистый газ образуется побочный продукт — сульфид кальция, для устра-нения образования которого поддерживается восстановительный потенциал (Рсо /Рсл ) в пределах 1/5 — 1/7 при

1130-1230 С (Ц.

Однако высокий избыток СО по срав нению с CO (в 5-7 раэ) делает не экономичным осуществление процесса с использованием в качестве восстановителя продуктов неполного сгорания минерального топлива.

Известен способ переработки сульфата кальция путем термического разложения измельченного сырья (2-5 .мм) при высокой температуре в среде восстановительного газа с .получением извести и сернистого газа. При этом сульфат кальция разлагают в псевдоожиженном слое, в нижней зоне.которого поддерживают восстановительную атмосферу эа счет неполного сжигания углеводородного топлива, а в верхней зоне поддерживают окислительную атмосферу эа счет подвода дополнительного воздуха (2 .

Недостатком этого способа является то, что образующийся в нижней зоне сульфид кальция в верхней зоне вновь окисляется. При этом степень разложения сульфата кальция не превьыает 80-85%, а время разложения составляет 30-40 мин.

Цель изобретения — повышение содержания извести в целевом продукте за счет исключения образования сульфида кальция, а также интенсификация процесса.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу переработки сульфата кальция с получением извести и сернистого газа путем термического разложения его в восстановительной атмосфере термическое разложение исходного сульфата кальция осуществляют в циклическом режиме с чередованием восстановительной и нейтральной атмосфер через 0,1-10 мин.

Восстановительный режим обжига

30 создают путем неполного сжигания yr965994 леводородного топлива с коэффициентом избытка воздуха сй=0,3-0,9, а нейтральный - при полном сжигании топлива (W1) так, чтобы в продуктах горения концентрация кислорода устанавливалась только эа счет диссо- 5 циации углерода. установлено, что при восстановлении CaSO4 сначала образуется аморфная жидкая .фаза переменного состава

CaSO, из которой затем выкристал- 10 лиэовывается CaS, причем процесс

:лимитируется скоростью кристаллизации CaS. Для образования CaS, концентрация, кислорода не должна быть выше

10 атм; Поэтому для подавления ,процесса образования CaS и обеспечения распада промежуточной жидкой фазы на Са0 и SO осуществляют смену восстановительного периода на нейтральный. Во время восстановительного периода, длящегося.0,110 мин (в зависимости от состава сырья), происходит образование жидкой фазы на поверхности кристаллов

CaSO4. После этого в нейтральной атмосфере, поддерживаемой в течение

0,1-10 мин, происходит распад-жидкой фазы на Са0 и SO, Экспериментально доказана эффективность смены рЕжимов при обжиге фосфогипса фракционного состава

150 мкм при 1200 С в указанной последовательности. В табл. 1 показано влияние времени восстановительного периода на скорость разложения Са504 при обжиге фосфогипса (СаО - 39)83; 35

50 — 54,92%; Р О - 1,0%; Р О.

1,133; Н, Π— 3,15%) . В таблице 2 приведены результаты по обработке полученного после вос: становления Са504 в течение двух ми- 4Q нут полупрбдукта в нейтральной атмосфере при 1200 С.

Оптимальным является время восстановительного режима 2 мин и время разложения в нейтральной атмосфере 45

1 мин. Необходимая цикличность выбирается в зависимости от. состава,,диаметра частиц сырья и температуры процесса.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Сырье, например фосфогипс, предварительно сушат и подают в реактор кипящего слоя, где ведут его восста, новление в течение двух минут при

1000 С в продуктах неполного горения метана. Коэффициент избытка воздуха в этот период выбирается в пределах а(.=0,6-0,75 ° Затем добавляют воздух на горение до =1,0, благодаря чему температура в реакторе повышается до 1250 С, ведут разложение полупродукта в течение 1 мин.

Этот цикл повторяют 5 раэ. При этом полное время разложения составляет

15 мин. Количество циклов варьируют в зависимостн от состава и диаметра частиц сырья, избытка воздуха, подаваемого на горение. Образовавшуюся окись кальция выгружают из реактора, охлаждаюТ и эатаривают. Отходящие газы, содержащие сернистый ангидрид, подают в цех серной кислоты.

П р имер 1. 1000 кг сырья, содержащего.. Ъ: Са50,4 83,5;8)0 0,81;

Р1 О> 0,25 К,<0 15,4р нагревавт в печи кипящего слоя в продуктах неполного горения топлива 10 мин, затем в нейтральной атмосфере 0,1 мин.

Цикл повторяют 5 раз. Продукт реакции СаО в количестве 285 кг направляют в теплообменник, где его охлаждают воздухом. Нагретый воздух подают на горение,„ а охлажденный CaO— на затарку. 320 кг двуокиси серы направляют в цех серной кислоты.

Пример 2. 1000 кг сырья того же состава нагревают во вращаю щейся печи в восстановительной и нейтральной атмосферах со сменой периодов через 0,1 мин. Продукт реакции СаО в количестве 285 кг направляют в холодильник и из него на эатарку, а 320 кг двуокиси серы — в .цех серной кислоты.

Пример 3. 1000 кг сырья, содержащего, Ъ: CaSOg 78.,2;

S(О, 3,2; А) 0 1,5; К О 17,1, нагревают в печй кипящего слоя в восстановительной атмосфере 0,1 мин, затем в нейтральной атмосфере 10 мин.

Цикл повторяют 5 раз. Продукт реакции направляют через теплообменник в количестве 320 кг на затарку, а .двуокись серы в количестве 320 кг направляют в цех серной кислоты.

Экономический аффект от реализации предлагаемого способа на линии по переработке, твердых отходов, содержащий сульфат кальция, мощностью 300 тыс. т, составляет 250 тыс. руб.. в год.

965994

Таблица 1

Время периода, мин

005 . 01

0,5

15

Содержание

СаО в полупродукте, вес.%

0,00 0 01 0,8

1,5 50,1 60,0 62,0

Содержание

CaS в полупродукте, Ъ

3,2 4,5 5 8 18

0,00 0,15 2,1

Полное расплавление

0,00

15 0

32,0 48,0 51,0

5 0 г«««

Время, . периода, мин

0,05

0,1

0.,5 г «.Содержание CaS, Ф в продукте

0,0 0,0

1,6

3,2

0,0 0,0

1,0

0t0

Содержание СаО в продукте, Ф 50,0 91,0 98;0 98,8 98,8 98,9 99,0

99,0

Ы «» «» ««««««««««««««««««««««««««««««.жидкая .фаза, В 30,0

0,0 .0,0

1,2 0,0

0,0

0,0

0,0

Формула изобретения

Содержание, жидкой фазы в полупродукте, Ъ

Способ переработки сульфата кальция с.,получением извести и сернистого газа путем термического разложения его в восстановительной атмосфе ре, о т л и ч а ю.шийся тем.

i что, с целью повышения содержания

° ©,извести в целевЬм продукте за,счет исключения образования сульфида кальция, а также интенсификации процесса, термическое разложение исход його сульфата кальция осуществляют фф вциклическом режиме с чередованием

965994

Составитель Л. Темирова

Редактор М. Келемеш Техред М.Рейвес. Корректор О. Билак.Заказ 7763/32 Тираж 509 .подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 восстановительной и нейтральной атмосфер через 0,1-10 мин.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3087790, кл. 23-186, 1963;

2. Патент ClrIA 9 4102989, кл. 423-541, 1978.