Изобретение относится к способу получения серной кислоты контактным методом, которую используют в производстве минеральных удобрений или в любых других химических производствах.
Известен и широко распространен способ получения серной кислоты, включающий мокрую очистку газов от остатков пыли и парообразных и газообразных примесей, осушку газов до содержания остаточной влаги не более 0,01% об., окисление SO2 в SO3 в контактном аппарате и поглощение SO3 серной кислотой в абсорбционном отделении с выпуском готовой продукции.
(Б. Т. Васильев, М.И.Отвагина. Технология серной кислоты., М., "Химия", 1985, с. 128).
Недостатком указанного способа является невозможность автотермичного окисления газов, содержащих менее 3% об. SO2, а также высокая удельная поверхность теплообменной аппаратуры, используемой для подогрева газа в контактном отделении.
Эти недостатки устранены в другом наиболее близком к описываемому по технической сущности и достигаемому результату известном способе получения серной кислоты, включающем предварительную осушку газа, содержащего SO2, окисление последнего в контактном аппарате в нестационарном режиме с попеременным изменением направления газового потока поступающего в слой катализатора и последующую абсорбцию SO3 серной кислотой с выводом готовой продукции. Данный способ может быть выполнен как по схеме с одинарным контактированием, так и с двойным.
Нестационарный способ позволяет перерабатывать отходящие газы с концентрацией SO2 менее 3% (0,6-3%) в серную кислоту, используя простейший вариант технологической схемы.
По этому способу осушенный газ подают в контактный аппарат, в котором слой катализатора разделен на два полуслоя с расположенным между ними теплообменником для утилизации тепла. Подачу газа ведут попеременно, подавая его то сверху, то снизу, а после проведения окисления SO2 в SO3 последний подают в абсорбционное отделение для поглощения его серной кислотой.
Вышеописанный способ имеет следующий недостаток. При нормальной осушке газов их температура перед газодувкой не превышает 40oC, а после газодувки 60-70oC. При подаче холодного газа в аппарат нестационарного окисления в первой по ходу газа части слоя может происходить конденсация паров H2SO4 с образованием 100% H2SO4 или олеума. При изменении направления и повышении температуры в этой части слоя происходит испарение ранее сконденсировавшейся кислоты и, как следствие увеличение содержания паров H2SO4 перед абсорбционным отделением, что приводит к повышенному туманообразованию в абсорбционном отделении (1,5 г/нм3).
(Труды НИУИФ, Вып. 251, М., 1988, с. 46-47. Исследования по интенсификации процессов получения серной кислоты.).
Нами поставлена задача создать способ получения серной кислоты в нестационарном режиме с попеременной подачей газа в слой катализатора, который позволит существенно снизить выделение тумана серной кислоты, что позволит сделать процесс стабильным и практически ликвидировать коррозию оборудования, а также избежать залповых выбросов тумана серной кислоты в атмосферу. Задача решена в предложенном способе получения серной кислоты, включающем предварительную осушку газа, содержащего SO2, окисление последнего в контактном аппарате в нестационарном режиме с попеременным изменением направления газового потока в слое катализатора, последующую абсорбцию SO3 серной кислотой и вывод готового продукта тем, что на абсорбцию подают газ, содержащий 0,6-1,2 г/нм3 паров серной кислоты. Данный способ может быть осуществлен по нескольким вариантам технологической схемы. Схема выбирается в зависимости от условий конкретного производства.
Осушенный газ перед подачей в слой катализатора контактного аппарата нагревают до температуры выше точки росы паров серной кислоты в теплообменнике, который ставят либо до контактного аппарата, либо после него. Возможно также газы, выходящие из контактного аппарата, очищать от паров серной кислоты путем их резкого охлаждения с конденсацией большей части паров и улавливанием образующегося тумана в волокнистом фильтре.
Сущность способа заключается в следующем.
Для того, чтобы не образовывалось повышенное содержание тумана серной кислоты на абсорбцию необходимо подавать газы со строго определенным содержанием паров серной кислоты. Это содержание составляет 0,6-1,2 г/нм3 и варьируется внутри интервала в зависимости от степени осушки газа. При увеличении необходимого содержания паров серной кислоты образуется увеличенное количество тумана в абсорбционном отделении, что существенно ухудшает условия работы способа. Уменьшение содержания серной кислоты в газах ниже 0,6 г/нм3 требует дополнительных узлов осушки газа, что усложняет и удорожает технологическую схему производства.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Исходная газовая смесь, содержащая после осушки 3,5% об. SO2, 10% об. O2 и 0,01% об. H2O в количестве 30000 нм3/час с температурой 60oC поступает в теплообменник, расположенный между двумя полуслоями катализатора контактного аппарата, где нагревается до температуры 105oC, а затем подается в первый по ходу газа слой катализатора, где происходит конверсия SO2 в SO3. Газовая смесь после катализатора содержит SO3 2,8% об., 0,6 г/нм3 паров H2SO4, 8,7% об. O2, SO2 - 0,35% об. Газовая смесь поступает на абсорбцию, где образуется готовая продукция в количестве 3,9 т/час концентрацией 93%. При этом содержание тумана серной кислоты не превышает 0,25 г/нм3.
Пример 2. Исходная газовая смесь после предварительной осушки, содержащая 2% об. SO2, 8% O2, 0,015% об. H2O в количестве 60000 нм3/час с температурой 70oC поступает в теплообменник, установленный до контактного аппарата, где нагревается газами, выходящими из контактного аппарата, до температуры 115oC и поступает в первый по ходу газа слой катализатора, где происходит конверсия SO2 в SO3. Газовая смесь после катализатора содержит SO3 - 1,9% об. , 0,9 г/нм3 паров H2SO4, 7,1% об. O2, SO2 - 0,1% об. Газовая смесь поступает на абсорбцию, где образуется готовая продукция концентрацией 98% в количестве 4,3 т/час. При этом содержание тумана H2SO4 составляет 0,3 г/нм3.
Пример 3. Исходная газовая смесь после предварительной сушки, содержащая 1,5% об. SO2, 12% об. O2 и 0,02% об. H2O в количестве 40000 нм3/час с температурой 70oC, поступает в первый по ходу газа слой катализатора контактного аппарата, где нагревается до температуры реакции окисления SO2 в SO3. В результате образуется газовая смесь, содержащая 1,45% об. SO3, 0,05% об. SO2, 2 г/нм3 паров H2SO4, 11,3% об. O2. Газовая смесь поступает в расположенный после контактного аппарата конденсатор, охлаждаемый водой, с последующим улавливанием образующегося тумана H2SO4 волокнистым фильтром до содержания его 1,2 нм3/час в газе. Далее полученный газ поступает на абсорбцию, где образуется готовый продукт концентрацией 98% в количестве 2,4 т/час. При этом содержание тумана серной кислоты составляет 0,1 г/нм3.
Использование предложенного способа позволит эффективно применять метод нестационарного окисления для производства серной кислоты без образования залповых выбросов тумана серной кислоты.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИОКСИДА СЕРЫ | 1997 |
|
RU2131397C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2013 |
|
RU2530077C2 |
СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ | 1999 |
|
RU2167811C2 |
РЕГЕНЕРАЦИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ | 2011 |
|
RU2570658C2 |
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КИСЛЫХ ГАЗОВ, СОДЕРЖАЩИХ СЕРОВОДОРОД И АММИАК | 2013 |
|
RU2556935C2 |
РЕГЕНЕРАЦИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ | 2015 |
|
RU2632015C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ | 1993 |
|
RU2040465C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ | 1991 |
|
RU2036132C1 |
Способ получения серной кислоты | 2018 |
|
RU2697563C1 |
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ АВАРИЙНОЙ ТЕЧИ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА | 2012 |
|
RU2513935C1 |
Изобретение относится к способу получения серной кислоты контактным методом. Проводят осушку газа, содержащего SO2. Окисляют SO2 в контактном аппарате в нестационарном режиме. Направление газового потока, поступающего в слой катализатора, попеременно изменяют. Абсорбируют SO3 серной кислотой с выводом готового продукта. На абсорбцию подают газ, содержащий 0,6 - 1,2 г/нм3 паров серной кислоты. Результат изобретения: снижение выделения тумана серной кислоты и залповых выбросов тумана в атмосферу.
Способ получения серной кислоты, включающий предварительную осушку газа, содержащего SO2, окисление SO2 в контактном аппарате в нестационарном режиме с попеременным изменением направления газового потока, поступающего в слой катализатора, и последующую абсорбцию SO3 серной кислотой с выводом готового продукта, отличающийся тем, что на абсорбцию подают окисленный газ, содержащий 0,6 - 1,2 г/нм3 паров серной кислоты.
Исследования по интенсификации процессов получения серной кислоты | |||
Труды НИУИФа, вып.251 - М., 1988, с.29 - 48 | |||
Способ окисления низкоконцентрированного диоксида серы в трехокись | 1988 |
|
SU1601087A1 |
Способ абсорбции серного ангидрида | 1981 |
|
SU990649A1 |
0 |
|
SU182699A1 | |
Способ очистки газов от тумана серной кислоты | 1978 |
|
SU799791A1 |
СПОСОБ КОНДЕНСАЦИИ ПАРОВ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1990 |
|
RU2018483C1 |
Установка для непрерывной сварки полимерной пленки | 1986 |
|
SU1390060A1 |
GB 22333321 A, 09.01.91 | |||
US 5538707 A, 23.07.96 | |||
Горный компас | 0 |
|
SU81A1 |
Авторы
Даты
1999-09-10—Публикация
1998-04-07—Подача