Шрифт:
Вычисление объема обжигового газа на 1 т колчедана производится по тем же формулам, что и при сжигании серы.
При сжигании серусодержащего сырья наряду с SO2 образуется и SO3. Образование SO3 в 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 SO3 в 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 SO3 не 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.);
CSO2 — содержание SO2 в обжиговом газе, объемных %;
CS — 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 SO2 (при сжигании колчедана в среде воздуха m = 1,375);
CSO2 — содержание SO2 в обжиговом газе, объемных %. Для случая обжига колчедана в воздухе
Теоретически концентрация SO2 в 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.
Очистка и охлаждение газа
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 SO3, селен, мышьяк, пыль, огарок и др.
Для обеспечения нормальных условий поглощения печной газ охлаждают до температуры 30–35°. Рассмотрим характер основных загрязнений.
SO3 образуется 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 SO3 влияет также время воздействия критической температуры в печи и по тракту очистки и охлаждения газа (рис. 5).
При обжиге колчедана от 5 до 15 % SO2 окисляется в серный ангидрид.
Рис. 5. Зависимость перехода SO2 в SO3.
1–19,5 % SO2; 2–16,5 % SO2; 3–14,0 % SO3; 4–10,5 % SO3.
При работе на кальциевом оснований SO3 способствует образованию гипса CaSO4 который засоряет аппараты приготовления кислоты.
Селен содержатся в печных газах в виде SeO2.
Под действием сернистого ангидрида SeO2 восстанавливается в металлический селен, мелкодисперсной пыли
SeO2 + 2SO2 = Se + 2SO3.
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 SO3 и загрязняет кислоту.