Технология конверсии хлора и хлористого водорода из отходящих газов металлургического производства в товарные продукты

• Автор: Горбунов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Введение

Глава 1 Аналитический обзор

1.1 Обзор методов очистки и утилизации отходящих газов, содержащих хлор и хлористый водород

1.2 Обзор методов очистки и утилизации отходящих газов магниевого производства

1.3 Обзор применяемых методов очистки и утилизации отходящих хлорсодержащих газов магниевого производства

1.4 Обзор методов разрушения гипохлоритиона.

1.4.1 Самопроизвольное разложение

1.4.2 Химические методы

1.4.3 Сорбционные методы.

1.4.4 Каталитическое разложение гипохлоритиона

Общие выводы и постановка задачи.

Экспериментальная часть
Глава 2 Методы исследования и аналитический контроль.
2.1 Методы химического анализа состава веществ.
2.2 Методы физикохимического анализа
2.2.1 Метод определения плотности растворов
2.2.2 Метод определения удельной поверхности и размера частиц
2.2.3 Метод рентгеновского фазового анализа
2.2.4 Метод электронного парамагнитного резонанса
2.3 Описание методик исследований и установок
2.3.1 Описание установки и методика исследования процесса хемосорбции хлора водным раствором карбамида.
2.3.2 Методика исследования процесса обезвреживания
отработанных гипохлоритных пульп карбамидом.
2.3.3 Описание установки и методика исследования хсмосорбции хлора водной суспензией гидроксида кальция и карбамида, водными суспензиями брусита, брусита и карбамида
2.3.4 Описание установки и методика обработки хлористым водородом отработанных сорбентов
2.3.5 Методика очистки хлоркапьциевых щелоков от хлорида магния
и тяжелых металлов
Глава 3 Исследование физикохимических основ обезвреживания шпохлорита кальция в отработанных растворах газоочистных установок.
3.1 Исследование процесса обезвреживания отработанных гипохлоритных пульп карбамидом.
3.2 Исследование хемосорбции хлора водным раствором карбамида и водной суспензией гидроксида кальция и карбамида.
3.3 Исследование процесса гидрохлорирования отработанных растворов газоочистных установок металлургического производства
3.4 Исследование процесса хемосорбции хлора бруситовой суспензией
3.5 Исследование хемосорбция хлора водной суспензией брусита
и карбамида
Глава 4 Разработка технологии конверсии хлора и хлористого водорода из отходящих газов металлургического производства в товарные продукты.
4.1 Пилотные и промышленные испытания очистки отходящих газов магниевого производства от хлора с использованием смеси щелочного сорбента и карбамида.
4.1.1 Пилотные испытания очистки газов от хлора смесью
известкового молока и карбамида.
4.1.2 Промышленные испытания очистки газов печей обезвоживания, содержащих хлор и хлористый водород, водным раствором карбоната натрия и карбамида.
4.1.3 Промышленные испытания способа очистки абгазов сантехнического отсоса и хлораторов магниевого производства от хлора
смесью известкового молока и карбамида
4.1.4 Промышленные испытания использования отработанных сорбентов известковой газоочистки для улавливания хлористого водорода
4.2 Промышленные испытания очистки отходящих газов редкометального производства от хлора и хлористого водорода хемосорбцией
водной суспензией гидроксида кальция и карбамида
4.3 Получение обезвоженного гранулированного хлорида кальция
из отработанных растворов газоочистных установок
4.4 Исследование очистки от примесей и осветления растворов газоочистных установок металлургического производства
4.4.1 Очистка хлоркальциевых щелоков от хлорида магния
и тяжелых металлов.
4.4.2 Очистка хлоркальциевых щелоков от гидроксида магния
и исследование состава осадков.
4.4.3 Особенности очистки и осветления отработанных растворов газоочистных установок редкометального производства.
Основные результаты и выводы
Библиографический список использованной литературы
Приложение А
Приложение В
Приложение С Акты промышленных испытаний способа очистки
отходящих газов магниевого и редкометального производств
от хлора и хлористого водорода
Введение
Актуальность


В ряде работ описаны исследования по извлечению хлора из отходящих газов водными растворами хлорида железа И. В этих работах приводятся результаты испытаний по очистке азов с небольшим содержанием хлора менее I об. II и III с получением плавов хлорного железа. Процесс ведут при температуре С. Так как реакция протекает с малым экзотермическим эффектом, необходим нагрев раствора, что требует больших энергетических затрат. С целью увеличения скорости окисления хлорида железа II хлором и снижения температуры процесса до С, предлагалось применять жидкий растворитель хлора четыреххлористый углерод . За счет этого повышается концентрация хлора в контактной зоне и, следовательно, существенно увеличивается скорость реакции. Увеличение скорости реакции и повышение степени очистки газов от хлора достигается применением дополнительного агента хлорида нигрозы . В работах , предложен способ очистки газа от хлора и хлористого водорода с получением концентрированных растворов хлорида железа III. II. Регенерация абсорбента хлорида железа II из хлорида железа III производится металлическим железом. Для улавливания из выбросных газов хлора и хлористого водорода и их смесей использовали аммиак в аппарате скрубберного типа , . Испытан сернокислотный способ улавливания СЬ и НС1, сущность которого заключается в добавке к хлорсодержащим газам г и промывке смеси газов водой. В результате взаимодействия хлора с диоксидом серы и водой получается смесь двух кислот соляной и серной, которые нейтрализуют известью. Изза большого расхода БОг и невозможности использования смеси кислот этот способ не нашел применения. Для повышения степени очистки газов от хлора предложено трансформировать его в хлористый водород в пламени при сжигании мазута, светильного или природного газа с последующим поглощением НС1 в скруббере . Сведения об адсорбционных методах извлечения хлора немногочисленны. Известна очистка газов от хлора цеолитами , , анионитами АВ и хлористого водорода анионитами . В литературе не приводятся какиелибо практические данные. Адсорбционным методам присущи специфические недостатки периодичность процесса, небольшая производительность установок. Заслуживает внимания метод очистки диоксида хлора от хлора растворами карбамида. Как следует из заявки Японии , процесс идт с поглощением хлора, что обеспечивает почти полную очистку газов от хлора. В производстве магния принята раздельная схема очистки отходящих газов от хлора и хлористого водорода. В абсорберах второй ступени происходит поглощение хлора раствором кальцинированной соды или известкового молока. Отходящие газы сантехнического отсоса от электролизеров обрабатываются водной суспензией гидроксида кальция в 3х ступенчатой известковой газоочистке. В процессе очистки газов производства обезвоженного карналлита образуется на 1 т магния м3 кислых стоков с массовой концентрацией хлористого водорода от 5 до 7 гдм3 и карналлита от 5 до 7 гдм3, вследствие пылеуноса печей обезвоживания. Последние нейтрализуются известняком с эффективностью очистки от до и сбрасываются в водный бассейн. Попытка извлечь хлор из кислых стоков в виде соляной кислоты путем рециркуляции растворов не увенчалась успехом, так как высокая температура и большой объем газов не позволили получить кислоту с массовой долей более . В работе предложено утилизировать хлор в виде хлорида кальция путем хемосорбции хлористого водорода увлажненным известняком. Результаты исследования показали, что при скорости газа 0, мс, массовой концентрации в нем хлористого водорода ,5 г м3 и повышении содержания хлорида кальция в орошающей жидкости до гдм3 эффективность очистки газа от хлористого водорода составила от до . Этот результат хорошо согласуется с данными по тройной системе СаСЬНОНгО рост концентрации хлорида кальция вызывает пропорциональное снижение содержания НС1 в растворе. Кроме того, для осуществления способа получения безводного хлорида кальция прямым воздействием паров хлористог о водорода с карбонатом кальция , необходима температура увлажненного газа порядка 0С.