Установка для получения серной кислоты контактным методом из серы Советский патент 1984 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к химичес кой технологии и может быть использовано в производстве серной кисло ты контактным методом из серы.Известна установка для получения серной кислоты контактным методом, включающая узел получения кислорода, печь сжигания, котел-утилизатор контактный аппарат, узел абсорбции с холодильниками циркулирующих кислот ci: : Недостатками данной установки являются низкая экономичность, обус ловленная большими капиталовложениЯ1уш в узел получения кислорода, высоким расходом электроэнергии, а также большой металлоемкостью холодильников циркулирующих кислот. Наиболее близка к предлагаемой установка для получения серной кислоты контактным методом из серы, включающая печь для сжигания серы, котел-утилизатор тепла обжигового газа, контактный аппарат для окис ления сернистого ангидрида в серный узел абсорбции серного ангидрида, холодильники циркулирующих кислот, узел сушки воздуха, линию подачи во духа, линии циркуляции кислот 2 . Недостатком данной установки является низкая экономичность, обус ловленная высокой металлоемкостью узла осушки воздуха и холодильников циркулирующих кислот, а также их громоздкостью. Цель изобретения - повышение эко номичности установки и снижение металлоемкости.Поставленная цель достигается тем, что в установке для получения серной кислоты контактным методом изхсеры, включающей печь для сжигания серы, котел-утилизатор тепла обжигового газа, контактный аппарат I для окисления сернистого ангидрида в серный,узел абсорбции серного ангидр1-,а;Э;. холодильники циркулирующих гшслот, узел осушки воздуха, линию /подачи воздуха, линии циркуляции КИСЛОТ, холодильники циркулирующих , кислот моногидратных абсорберов сов мещены, установлены на линии подачи ;13оздуха, и выполнены в виде аппарата с пенным слоем кислоты, в кото ром размещены теплообменные элементы для охлаждающей среды, а линии циркуляции кислот соединены с холодильниками в месте образования пенного слоя. На чертеже изображена схема уста новки для получения серной кислоты. В состав установки входят расположенные последовательно печь для сжигания серы 1, котел-утилизатор 2 контактный аппарат 3, моногидратный абсорбер 4, пенный аппарат 5 с размещенными в пенном слое кислоты теп лообменными элементами 6 для охлаждающей среды, например оборотной воды. Установка содержит также вспомогательные элементы: сборник кислоты 7 и циркуляционный насос 8, брызгоотделитель 9 и воздуходувка 10. Установка работает следующим образом. Сера и осушенный воздух поступают в печь 1, где сера сгорает с образованием сернистого ангидрида. Печной газ охлаждается в котле-утилизаторе 2с 1100-1200 до 440-450 С и поступает в контактный аппарат 3, где происходит окисление сернистого ангидрида в серный. В контактный же аппарат поступает и осушенный воздух. Далее газ после контактного аппарата поступает в узел абсорбции,сострящий из олеумного и моногидратного 4 абсорберов (олеумный абсорбер на чертежене изображен/, где происходит поглощение серного ангидрида циркулирующими кислотами, Выходящая из моногидратного абсорбера кислота с температурой 75 85°С поступает в пенный слой аппарата 5, где за счет контакта с теплообменными элементами б охлаждается до 60-70 с и поступает в сборник кислоты 7, откуда циркуляционным насосом 8 вновь возвращается в моногидратный абсорбер на орошение. Пенный слой в пенном аппарате создается за счет барботажа через слой кислоты воздуха, подаваемого в аппарат воздуходувкой 10. Барботируя через слой кислоты воздух осушается и одновременно интенсифицирует процесс теплообмена между пенным слоем кислоты и размещенными в нем теплообмейными элементами для охлаждающей среды (оборотной или технической вод). Выходящий из пенного аппарата осушенный воздух освобождается от брызг кислоты и брызгоотделитель 9 и- поступаетВ печь для сжигания серы и контактный аппарат. Газ после моногидратного абсорбера выбрасывается в атмосферу. За счет совмещения в одном аппарате узла осушки воздуха и холодильника циркулирующей кислоты моногидратного абсорбера ликвидируется сушильная башня. Тепло, выделяющееся в результате осушки воздуха, отводится в пенном аппарате, также как и тепло, выделяющееся в моногидратном абсорбере.. Кроме того, барботаж воздуха через слой кислоты приводит к образованинэ пенного слоя кислоты, что существенно интенсифицирует процесс теплообмена между кислотой и размеенными в слое кислоты теплообменными элементами. Если у эксплуатируегллх в настоящее время оросительных и кожухотрубных холодильниках кислоты коэффициент теплопередачи составляет 200-250 , то в данной установке он возрастает в 8-10 раз и достигр т 2000-2500 , что приведет к существенному (в 56 раз ) сокращению расхода дорогостоящих нержавеющих сталей, предназначенных изготовления теплообMeHjiHx поверхностей.

Т1иже, в таблице приведены для сопоставления экономические характеристики базовой и предлагаемой установок. Расчет приведен для производства серной кислоты мощностью 450 кг/г.

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЬЗМ МЕТОДОМ ИЗ СЕРЫ, включающая печь сжигания серы, котел-утилизатор тепла обжигового газа, контактный аппарат, узел абсорбции серного ангидрида, холодильники циркулирукяцих кислот, узел осушки воздуха, линию подачи воздуха, линии циркуляции кислот, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения металлоемкости, холодильники циркулирующих кислот установлены на линии подачи воздуха и каждый выполнен в виде аппарата с пенным слоем кислоты, в котором размещен теплообменный злемент, а линии циркуляции кислот соединены с холодильниками в месте об{)азования пенного слоя. Оамг :о сд со о: 00

Тепловая нагрузка холодильников циркулирующих кислот, МВт,

Коэффициент теплопередачи, Температурный напор,с

Поверхность теплообмена, м2

Расход стали на изготовление

холодильников, т

в том числе нержавеющей

Капитальные затраты (для базового варианта с учетом стоимости сушилной башни), тыс, руб.

Приведенные затраты на стадии

сушки и охлаждения кислот,

тыс.руб./г

42

2300 30 600

30 30

180 90