В. Потапов: Пособие кислотчику сульфитно-целлюлозного производства

При сжигании серусодержащего сырья наряду с SO 2образуется и SO 3. Образование SO 3в газе ведет к потерям серы (до 3–5 %), затруднениям при получении кислоты и осложнениям в процессе варки. Образованию серного газа способствует недостаточно высокая температура обжига (700–250°), каталитическое действие некоторых металлов и избыточное количество воздуха, подаваемого в печь.

Для снижения содержания SO 3в газах на стадий обжига серусодержащего сырья необходимо, чтобы избыток воздуха составлял 25–30 % от теоретически необходимого для горения, а температура горения 800–900°, при которой содержание SO 3не превышает 0,4–0,6 %.

Объем воздуха, необходимый для сжигания 1 т колчедана, можно определить по формуле

где:

V — объем воздуха, м 3(при 0° и 760 мм рт. ст.);

C SO 2 — содержание SO 2в обжиговом газе, объемных %;

C S— содержание выгорающей серы в сырье, %.

Коэффициент избытка воздуха, т. е. отношение количества фактически затраченного воздуха к теоретически потребному, определяется по формуле

где:

n — содержание кислорода в воздухе, объемных %;

m — отношение числа молекул кислорода, вступающих в реакцию, к числу молекул образующегося SO 2(при сжигании колчедана в среде воздуха m = 1,375);

C SO 2 — содержание SO 2в обжиговом газе, объемных %. Для случая обжига колчедана в воздухе

Теоретически концентрация SO 2в обжиговом газе при обжиге колчедана в воздухе (при а=1) составляет 16,2 объемных %.

Но опытным данным, наименьший коэффициент избытка воздуха при обжиге колчедана можно принять для флотационного колчедана равным 1,2, для рядового 1,4.

Несмотря на то, что характер и количество загрязнений, а также температура печного газа зависят от вида и качества серусодержащего сырья и способа его сжигания, принципы охлаждения и очистки газа являются общими для различных условий. Основные требования к очистке газа заключаются в том, чтобы не допустить попадания в башенную кислоту примесей, вредно влияющих на качество целлюлозы. К таким примесям относятся серный ангидрид SO 3, селен, мышьяк, пыль, огарок и др.

Для обеспечения нормальных условий поглощения печной газ охлаждают до температуры 30–35°. Рассмотрим характер основных загрязнений.

SO 3образуется уже в момент сжигания серусодержащего сырья за счет избытка кислорода воздуха. Кроме того, часть сернистого ангидрида под воздействием катализаторов — окислов железа, мышьяка и селена, которые присутствуют в газе, переходит в серный ангидрид. На образование SO 3влияет также время воздействия критической температуры в печи и по тракту очистки и охлаждения газа (рис. 5).

При обжиге колчедана от 5 до 15 % SO 2окисляется в серный ангидрид.

Рис. 5. Зависимость перехода SO 2 в SO 3.

1–19,5 % SO 2; 2–16,5 % SO 2; 3–14,0 % SO 3; 4–10,5 % SO 3.

При работе на кальциевом оснований SO 3способствует образованию гипса CaSO 4который засоряет аппараты приготовления кислоты.

Селен содержатся в печных газах в виде SeO 2.

Под действием сернистого ангидрида SeO 2восстанавливается в металлический селен, мелкодисперсной пыли

SeO 2+ 2SO 2= Se + 2SO 3.

Образующийся при этом серный ангидрид увеличивает потери серы. При обжиге колчедана образуется значительное количество огарковой пыли, которая выносится из печи вместе с газом (табл. 2). Пыль способствует образованию SO 3и загрязняет кислоту.

УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗА……………… ЗАПЫЛЕННОСТЬ ГАЗА, г нм 3

колчедан рядовой ……………………………………… 2,95÷4,16

колчедан рядовой с добавлением 30–50 % флотохвостов ……………………………………… 4,2÷4,8

Механические печи ВХЗ с короткими газоходами и добавлением к рядовому колчедану до 50 % флотохвостов ……………………………………… 5,1÷8,5

колчедан рядовой ……………………………………… 5,85

короткие газоходы, небольшие пыльники ……………………………………… 40÷45