§ 3. Очистка газов при производстве тугоплавких металлов

Различные технологии получения этих металлов и небольшие количества выделяющихся газов обусловливают и различные схемы очистки газов.

Производство молибдена. При обжиге сульфидных молибденовых руд выделяются газы, содержащие возгоны триоксида молибдена, молибденсодержащую пыль, оксиды рения и сернистый ангидрид. Улавливание крупной молибденсодержащей пыли производят в циклонах, а возгонной пыли — в сухих электрофильтрах. Остатки возгонов молибдена, оксидов рения и часть сернистых соединений улавливают в мокрых электрофильтрах, как было описано выше.

Производство вольфрама. Основное пылеобразование происходит при спекании сырья с известью или содой, например, во вращающейся печи. Так как образующаяся при этом процессе пыль сравнительно крупная, очистку газов производят в батарейных циклонах. Уловленную пыль используют при приготовлении шихты.

Производство ниобия и тантала. Основное газовыделение происходит при обработке сырья азотной или плавиковой кислотой. В первом случае периодически выделяется значительное количество высококонцентрированных оксидов азота, которые можно частично нейтрализовать путем промывки газов щелочными растворами. При обработке сырья плавиковой кислотой в отходящих газах содержатся HF SiF₄ и H₂SiF₆. Их улавливают при помощи подщелоченной воды.

Производство циркония. При хлорировании цирконийсодержащего сырья, как и в случае получения титана, используется принцип селективного улавливания, основанный на том, что хлориды циркония переходят в твердую фазу при 200—330 °С. Газы из хлоратора проходят циклон при температуре выше 330 °С, далее охлаждаются до 200—150 °С, после чего поступают в специальный рукавный фильтр из стеклоткани или оксалона и с обогреваемыми стенками, в котором температура газов повышается примерно на 20 °С. В этом фильтре и происходит селективное улавливание пыли ZrCl₄, являющейся основным сырьем для получения циркония. Далее газы направляют в мокрую систему для улавливания сопутствующего TiCl₄ холодным жидким тетрахлоридом подобно тому, как показано на рис. 36.1, и через скруббер, орошаемый щелочным раствором для улавливания SiCl₄, выбрасывают в атмосферу.

Контрольные вопросы

1. Как производится улавливание хлоридов редких металлов?

2. Как очищают газы при производстве рассеянных металлов?

3. Очистка газов при производстве тугоплавких металлов.

Глава 37

ОЧИСТКА ГАЗОВ НА ЭЛЕКТРОДНЫХ ЗАВОДАХ

При производстве электродов очистке подлежат технологические газы, отходящие от печей прокаливания компонентов шихты, печей обжига электродов и печей графитации электродов, а также выбросы многочисленных аспирационных систем, сооружаемых в связи с обильным пылегазовыделением почти на всех этапах производственного цикла.

§ 1. Очистка технологических газов

Некоторые данные, характеризующие технологические газы электродного производства, приведены в табл. 37.1.

Таблица 37.1. Характеристика технологических газов электродного производства

Характеристика	Печи
	прокаливания	обжига электродов	графитации
Количество отходящих газов от одной печи, тыс. м^3/ч . . . . . . . . . . . Температура газов на выходе из печи, °С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Концентрация пыли в газах на выходе из печи, г/м^3 . . . . . . . . . . . . . Средний размер частиц пыли, мкм .	40 800—1000 3—6 2,5	30 100—150 1,5—1,8(смола) -	60 300—400 0,15—0,20 5,0

Основным типом аппарата для очистки технологических газов электродного производства являются электрофильтры. Они с высокой степенью улавливают как конденсированную смолу, так и угольную пыль. Последняя характеризуется невысоким удельным электрическим сопротивлением и поэтому не требуется предварительная подготовка газа. Основные схемы очистки технологических газов на различных переделах электродного производства приведены на рис. 37.1.

Рис. 37.1. Очистка технологических газов на электродных заводах: а — газы прокалочных печей; б — газы печей обжига электродов; 1 — печь; 2 — котел-утилизатор; 3 — электрофильтр; 4 — дымосос; 5 — дымовая труба; 6 — скруббер.

Печи прокаливания компонентов шихты. Поступающие на завод антрацит и кокс после первичного дробления подвергают прокаливанию в трубчатых вращающихся печах с целью удаления летучих и влаги, а также снижения удельного электрического сопротивления.

Высокая температура газов обусловливает необходимость их предварительного охлаждения, которое наиболее рационально проводить в котле-утилизаторе (рис. 37.1, а).

Имеющийся промышленный опыт показал, что на выходе из котла-утилизатора температура газа 200—250 °С, запыленность 2—3 г/м³. Непосредственно из котла-утилизатора без предварительной подготовки газ может быть направлен в электрофильтр, после которого устанавливают дымосос, выбрасывающий газы в дымовую трубу. Ввиду небольшого количества газов для нескольких трубчатых печей может быть установлен один котел-утилизатор и электрофильтр.

Печи обжига электродов. Обжиг электродов осуществляют в многокамерных печах, отапливаемых газообразным топливом. В процессе обжига в результате термического разложения каменноугольного пека, применяемого в качестве связующего при прессовании электродов, образуются смолы, переходящие в дымовые газы в парообразном состоянии. Для очистки газов от смолы первоначально применяли электрофильтры типа СК-180, нижняя часть которых представляет собой орошаемый насадочный скруббер. В настоящее время установлено, что быстро зарастающая смолой насадка не нужна, но орошение необходимо для охлаждения газов до 80 °С. При этой температуре смола конденсируется и капли ее улавливаются электрофильтром (рис. 37.1, б). Следует отметить, что при орошении вода поглощает фенолы, в связи с чем спуск ее в дренаж сильно осложняется. По этим соображениям для охлаждения газов со 100— 150 до 80 °С иногда применяют поверхностные холодильники. Уловленную смолу используют в качестве топлива.

Ниже приведены некоторые эксплуатационные данные, полученные при испытании установки подобного рода:

Количество дымовых газов, м^3/ч . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Температура газов, °С при входе в аппарат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . на выходе из аппарата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Содержание смолы в газе, г/м^3: начальное . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . конечное . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Средняя скорость газов в электрофильтре, м/с . . . . . . . . . . . . . . . Суточное количество смолы, улавливаемой от одной печи, кг .

26 200 112—120 80—86 0,6—2,0 0,025—0,075 1,28 1200

Печи графитации. В печах графитации через готовые изделия, засыпанные специальными порошками, пропускается сильный электрический ток. В процессе разогрева изделия графитизируются, что значительно улучшает их свойства —снижает удельное электрическое сопротивление и повышает механическую прочность. Вследствие частичного горения засыпки образуются запыленные газы, которые отсасываются от печи через накрывающий ее зонт. В результате частичного разбавления воздухом температура газов в газоходе не превышает 300— 400 °С. Газы загрязнены оксидом углерода (12 г/м³) и оксидами серы (0,24 г/м³). Низкая температура газов не позволяет просто дожигать СО и требует применения более сложных методов очистки, например с применением катализаторов. На большинстве заводов очистку отходящих газов печей графитации не применяют.