CC BY
19
СООБЩЕНИЯ REPORTS
УДК 64.074 + 669.28 DOI: 10.17213/0321-2653-2016-4-120-122
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ПРИ ОБЖИГЕ МОЛИБДЕНОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
THE DEVELOPMENT OF THE EQUIPMENT CIRCUIT OF GAS CLEANING IN MOLYBDENUM CONCENTRATE ROASTING
© 2016 г. Г.И. Свердлик, А.С. Выскребенец, А.А. Рево
Свердлик Григорий Иосифович - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Технологические машины и оборудование», Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), г. Владикавказ, Россия. E-mail: grigory.sverdlik@gmail.com
Выскребенец Александр Степанович - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Технологические машины и оборудование», Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), г. Владикавказ, Россия. E-mail: sachaviskrebenets@yandex.ru
Рево Алексей Альбертович - соискатель, кафедра «Технологические машины и оборудование», Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), г. Владикавказ, Россия. E-mail: cavcundar@mail. ru
Sverdlik Grigory Iosifovich - Doctor of Technical Sciences, professor, department «Technological Machines and Equipment», North-Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (State Technological University), Vladikavkaz, Russia. E-mail: grigory.sverdlik@gmail.com
Viskrebenets Alexandr Stepanovich - Doctor of Technical Sciences, professor, head of department «Technological Machines and Equipment», North-Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (State Technological University), Vladikavkaz, Russia. E-mail: sachaviskrebenets@yandex.ru
Revo Alexey Albertovich - Applicant, department «Technologi-cal Machines and Equipment», North-Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (State Technological University), Vladikavkaz, Russia. E-mail: cavcundar@mail.ru
Проведено сравнение эффективности «мокрого» и «сухого» способов очистки газов, получающихся при обжиге молибденовых концентратов и содержащих диоксид серы. Показана перспективность применения «сухого» способа, основанного на десорбции. Запатентованный способ очистки газов основан на использовании виброкипящего слоя адсорбента в разработанной конструкции адсорбера. Разработана аппаратурная схема очистки газов, получающихся при обжиге молибденовых концентратов. Предлагаемый метод очистки газов позволяет существенно сократить выбросы диоксида серы в окружающую экосистему и более полно использовать компоненты сырья.
Ключевые слова: аппаратурная схема; очистка газов; диоксид серы; виброкипящий слой адсорбента; адсорбер.
There was performed a comparison of the efficiency of "wet" and "dry" processes of gas cleaning, which are produced by molybdenum concentrate roasting and containing sulphur dioxide. A prospective use of dry method based on desorption is proved. The patented method of gas cleaning is based on the usage of adsorbent vibrofluidized layer in the developed construction of adsorber. The proposed method of gas cleaning allows to reduce the ejection of sulphur dioxide into the environment significantly and to use raw components more
fully.
Keywords: equipment circuit; gas cleaning; sulphur dioxide; adsorbent vibrofluidized layer; adsorber.
Наибольшее количество газов при производстве молибдена выбрасывается в процессе обжига молибденовых концентратов. Обжиг производится с целью перевода сульфида молибдена (MоS2) в оксид молибдена (МоО3) - легкорастворимое в аммиачной воде соединение [1].
При температуре выше 500 °С (560 - 570 °С) молибденит интенсивно окисляется до триоксида кислородом воздуха по суммарной экзотермической реакции:
2M0S2 + 702 = 2M0O3 + 4O2T + Q.
Концентрация SO2 в газах обжиговых печей КС 2,0 - 2,5 % [2]. При одновременном воздействии SO3 токсичность SO2 существенно возрастает.
Газы с содержанием SO2 менее 3 % не используются для производства серной кислоты и после «мокрой» очистки в скрубберах (ОАО «Победит») на 50 %, т.е. до концентрации 1,25 %, выбрасываются в атмосферу. Применяемый метод очистки, недостаточно эффективный для защиты экосистемы, связан с потерями компонентов сырья и, кроме того, при его реализации образуются значительные объемы сточных вод.
Более перспективным является «сухой» способ, основанный на адсорбции [3, 4]. В СКГМИ (ГТУ) разработан и запатентован [5] способ очистки газов в виброкипящем слое адсорбента.
На базе предложенного способа была разработана и исследована [6] конструкция адсорбера [7 - 9], установленного в системе газоочистки (рисунок).
В предложенном варианте схемы остаточное содержание SO2 в газе составляет 0,2 - 0,25 %, т.е. происходит уменьшение концентрации по сравнению с действующей схемой в 6 - 7 раз.
Отработанный уголь поступает на регенерацию в десорбер 9. В качестве десорбера служит трубчатый теплообменник.
По методу «Рейнлюфт» [11] уголь нагревается циркуляционным газом, нагретым до 400 °С. При этом сернистые соединения, поглощенные углем, превращаются в диоксид серы в соответствии с реакциями:
2SOз + С^ 2SO2 + СО2;
2SOз + 3SO2.
В результате получается диоксид серы, который может быть направлен на производство серной кислоты. При недостаточной концентрации 302 сера может сжигаться в отдельной обжиговой печи.
Вода
Воздух
\ { Очи
; в ат
аз на Н\ Г
Газ на очистку
Очищенный газ
; атмосферу
Газ в производство
\7
г
Адсорбент на к—, десорбцию / \J
U
серной кислоты
Очищенный адсорбент в адсорбер
Схема цепи аппаратов очистки обжиговых газов производства молибдена: 1 - печь КС; 2 - циклон; 3 - сборник обожженного концентрата; 4 - сборник пыли; 5 - дымосос; 6 - электрофильтр; 7 - сборник пыли; 8 -
адсорбер; 9 - десорбер
После выхода из печи 1 газы направляются в циклон 2 и электрофильтр 6, откуда выходят с температурой 220 - 230 °С. Предлагается далее включить в схему очистки газов адсорбер 8 с виброкипящим слоем адсорбента, в качестве которого рекомендуется применять активированный уголь, например марки АР-В [10]. Крупность частиц угля для снижения уноса газами 3 -5 мм.
Активированный уголь является катализатором превращения поглощенного диоксида серы в триоксид [11]:
302 + 1/202^ 303.
Предлагаемый метод защиты окружающей среды молибденовое производство экосистемы позволяет не только сократить выбросы диоксида серы, но и более полно использовать компоненты сырья.
Литература
Уткин Н.И. Производство цветных металлов. М., 2000. 442 с.
Обжиг молибденового концентрата на заводе: реферат. URL: http: //www.ronl.ru/referaty/proizvodstvo/351228 (дата обращения 15.08.2016).
3. Толмачев А.М. Адсорбция газов, паров и растворов. М., 2012. 240 с.
4. Ягодовский В.Д. Адсорбция. М., 2015. 200 с.
5. Патент 2132222РФ МКИ В 01 D 53/06. Способ очистки газов.
6. Свердлик Г.И., Рево А.А., Каменецкий Е.С. Структура виброожиженного слоя сыпучего материала // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2010. № 3.
7. Свердлик Г.И., Выскребенец А.С., Рево А.А. Разработка аппарата для повышения эффективности систем газоочистки металлургических предприятий // Цветная металлургия. 2003. № 3.
8. Свердлик Г.И., Выскребенец А.С., Рево А.А. Разработка комплекса аппаратов для нейтрализации газовых выбросов // Материалы II Всерос. науч.-практ. конф., посвященной 70-летию кафедры «Технология разработки полезных ископаемых», Владикавказ, 2003.
9. Свердлик Г.И., Выскребенец А.С., Рево А.А. Аппарат для нейтрализации газов // Тр. СКГМИ. Вып. 14. Владикавказ, Терек, 2007.
10. Компьютерный банк данных по адсорбции. URL: http: //www. adsorption.ru (дата обращения 10.08.2016).
11. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984.
References
1. Utkin N.I. Proizvodstvo cvetnyh metallov [Non-ferrous metal manufacture]. Moscow, 2000, 442 p.
2. Referat. Obzhig molibdenovogo koncentrata na zavode [Abstract. Factory molebdic concentrate roasting]. Available at: http//www.ronl.ru/referaty/proizvodstvo/351228. (accessed 15.08.2016).
3. Tolmachev A.M. Adsorbcija gazov, parov i rastvorov [Gas, steam and solution adsorbtio]. Moscow, 2012, 240 p.
4. Jagodovskij V.D. Adsorbcija [Adsorbtion]. Moscow, 2015, 200 p.
5. Sposob ochistki gazov [Gas cleaning method]. Patent RF, no. 2132222.
6. Sverdlik G.I., Revo A.A., Kameneckij E.S. Struktura vibroozhizhennogo sloja sypuchego materiala [The structure of loose material vibroliquated layer]. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Tehn. Nauki, 2010, no. 3.
7. Sverdlik G.I., Vyskrebenec A.S., Revo A.A. Razrabotka apparata dlja povyshenija jeffektivnosti sistem gazoochistki metallur-gicheskih predprijatij [Engineering of efficiency upgrading mechanism for gas clear-up system in metallurgical works]. Cvetnaja metallurgija, 2003, no.3.
8. Sverdlik G.I., Vyskrebenec A.S., Revo A.A. [Engineering of a complex of mechanisms for gas blowout neutralization]. Razrabotka kompleksa apparatov dlja nejtralizacii gazovyh vybrosov. Tehnologija razrabotki poleznyh iskopaemyh: Materialy II Vseross. nauch.-prakt. Konf., posvjashhennoj 70-letiju kafedry [Technology of Mineral Products Exploitation department: Reports of Russian theoretical and practical conference, dedicated to the 70th anniversary]. Vladikavkaz, 2003.
9. Sverdlik G.I., Vyskrebenec A.S., Revo A.A. Apparat dlja nejtralizacii gazov [Mechanism for gas neutralization]. Trudy SKGMI, Vladikavkaz, Terek, 2007, Vyp. 14.
10. Komp'juternyj bank dannyh po adsorbcii [Computer databank on adsorbtion]. Available at: http//www.adsorbtion.ru. (accessed 10.08.2016).
11. Kel'cev N.V. Osnovy adsorbcionnoj tehniki [Basis of adsorbtion technics]. Moscow, Himija Publ., 1984.
Поступила в редакцию 22 августа 2016 г.
