Источник:http://ecology.ostu.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=123&Itemid=51
Одной из серьезных проблем различных предприятий промышленности такой, как черная и цветная металлургия, энергетика, строительная индустрия, является загрязнение окружающей среды вредными компонентами, такими как окислы азота, галогеноводородами и другими, содержащимися в отходящих газах из топок, и, прежде всего, соединениями серы. Эффективное поглощение диоксида серы является животрепещущей проблемой современности. Диоксид серы, выделяясь в атмосферу при сгорании различных топлив (уголь, торф, мазут), а так же в производственных циклах чёрной и цветной металлургии, окисляется кислородом воздуха и образует чрезвычайно опасные кислотные осадки, приводя к поражению окружающей флоры и фауны. В промышленности традиционно применяется широкий спектр различных поглощающих реагентов, однако все они характеризуются образованием побочных продуктов, утилизация которых требует привлечения дополнительных средств, а подчас представляет определённую опасность. В качестве примера можно привести применение гашёной извести. Образующийся после производственного цикла нерастворимый сульфат кальция (гипс) представляет большую проблему, связанную с его утилизацией, кроме того, его кристаллы забивают теплообменники аппаратуры и, следовательно, приводят к необходимости проведения профилактических работ. Предлагаемые в последнее время схемы применения его в строительстве вызывают большое сомнение с точки зрения экономической целесообразности и технической возможности (т.к. гипс загрязнён золой и прочими примесями). Относительно недавно был предложен новый способ поглощения кислых, токсичных газов, основанный на применении гидроксида магния (реагент «Аквамаг») в качестве адсорбента (мокрый магниевый метод). Данный способ отличает отсутствие тяжело утилизируемых отработанных адсорбентов, т.к. получающийся в ходе реакции сульфат магния растворим в воде, и является превосходным удобрением, обогащённым микроэлементами золы. В Российской Федерации, данный метод предлагается к использованию предприятием «Бипроквас-Краков» (Польша) совместно с компанией «Русское Горно-Химическое общество» (Россия).
«Аквамаг» – белый порошок гидроокиси магния Mg(OH)2, изготовленный путем обогащения и измельчения из природной бруситовой руды для последующего использования в процессах газо- и водоочистки. Обладает следующими свойствами: высокая сорбционная ёмкость по отношению к ионам тяжелых металлов; возможность регенерации слабыми растворами минеральных кислот, при этом сорбционная способность восстанавливается полностью; возможность использования, как в статических, так и в динамических условиях; возможность улучшения сорбционных свойств минерала путем его модифицирования; нетоксичный и безопасный в применении.
Качественный состав продукта можно видеть в таблице ниже.
Содержание гидроокиси магния, Mg(OH)2, % |
90-94 |
|
Белизна, % |
95-97 |
|
Потери при прокаливании, % |
28-34 | ||
MgO, % |
60-63 |
|
Насыпная плотность, г/м3 |
0,6-0,8 |
CaO, % |
2,0-4,0 |
|
Площадь поверхности, м2/г |
7,0-13,0 |
SiO2, % |
2,5-4,0 |
|
Размер частиц, мкм |
45,0 (98,5%) |
Fe2O3, % |
0,15-0,35 |
|
pH |
9,0-10,0 |
В настоящее время уже функционируют тепловые установки, мощностью от 5 до 100 МВт, с применение данной технологии очистки отходящих газов. Реагент «Аквамаг» находится в виде водной суспензии в скруббере, поглощая кислые газообразные примеси, он постепенно растворяется, переходя в семиводный сульфат магния. Сульфат магния, содержащийся в данном растворе, может быть использован в качестве жидкого удобрения (без дополнительных энергозатрат), либо может быть выделен в твёрдом состоянии, путём упаривания рассола. Выделенный в твёрдом состоянии, продукт содержит 98% семиводного кристаллогидрата сульфата магния, не более 0,01 % солей железа и не более 0,005% солей тяжёлых металлов, а, следовательно, полностью укладывается в гигиенические требования.
Схема применения технологии
1. Приготовление суспензии гидроксида магния и технологической воды.
2. Абсорбция SO2 в суспензии гидроксида магния и воды согласно реакции
SO2 + Mg(OH)2 + ½O2 → MgSO4 + H2O , а также дополнительная пылеочистка газов и удаление галогеноводородов и оксидов азота.
2HX + Mg(OH)2 → MgX2 + 2H2O , где X – галоген.
3. Фильтрация раствора магниевых солей и удаление твёрдых тел из суспензии.
4. Концентрация раствора магниевых солей и кристаллизация семиводного сульфата магния (MgSO4 • 7H2O).
5. Центрифугирование, сушка и упаковка продукта.
Эффективность, показатели расхода сырья и рабочих сред, а также показатели производства магниевых удобрений типовой установкой сероочистки отходящих газов от котлов, работающих на каменном угле, представлены в таблице 1.
Табл. 1
Показатель |
На 1000 кг SO2 |
На 1 мВтчt (1800 нм3) |
На 1 мВтчэ (4000 нм3) |
Эффективность сероочистки, % |
> 95 |
> 95 |
> 95 |
Эффективность абсорбции HCl, % |
ок. 90 |
ок. 90 |
ок. 90 |
Эффективность абсорбции NOx, % |
10-20 |
10-20 |
10-20 |
Эффективность мокрого пылеулавливания, % |
< 70 |
< 70 |
< 70 |
Расход гидрооксида магния содержащего 90% Mg(OH)2, кг |
900-1000 |
2,2-4,0 |
4,8-9,0 |
Расход технологической и охлаждающей воды, т |
20-80 |
0,13-0,27 |
0,29-0,60 |
Расход теплоэнергии (горячая вода, пар), гДж |
4,0-8,0 |
0,01-0,02 |
0,022-0,044 |
Потребление электроэнергии, кВтч |
100-700 |
0,6-1,4 |
1,33-3,1 |
Расход флокулянта, г |
100-300 |
0,3-1,0 |
0,66-2,2 |
Производство MgSO4•7H2O, кг |
3500-4000 |
10-20 |
22-44 |
Производство 20% раствора магниевых солей, кг |
8500-9700 |
24-48 |
53-106 |
Кол-во золы и остатки магнезита (сухая масса) |
140-400 |
0,4-1,3 |
0,88-2,9 |
Основные свойства и преимущества Технологии: