Способ ступенчатой абсорбции серного ангидрида Советский патент 1984 года по МПК C01B17/76 

о Изобретение относится к произзод ству серной кислоты контактным способом, а именно к способам абсорбции серного ангидрида при нормально к повьпиенном давлении. Известен способ абсорбции серног ангидрида серной кислотой в режиме противотоЛа при повышенном влагосодержании в газе ( 0,01%), который осуществляют в насадочных башнях. На орошение подается серная кислота с начальной температурой 80-90°С Конечная температура кислоты- 120ISO C-. Начальная температура газа 200 С. Разница температур газовой и жидкостной фаз небольшая. Туман серной кислоты образуется крупнодисперсный и в небольшом количестве поскольку с повьш ением температуры кислоты снижается возникающее пересыщение паров серной кислоты 13 Однако сам процесс абсорбции иде при низких скоростях и коэффициент массопередачи в насадочных аппаратах невьюок. Недостатком этого способа являет ся низкая Интенсивность процесса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ ступенчатой абсорбции в прямоточном скоростном режиме, осуществляемый в аппарате типа Вентури. Процесс протекает интенсивно, но вследствие большой, разности начальных температ кислоты и газа (температура кислоты 70-75°С, газа - возможно перерабатывать серный ангидрид, содер жащий небольшие количества влаги (не более 0,01%). Большая разность температур газовой и жидкостной фаз вызывает значительное туманообразование при переработке газа с влагосодержанием более 0,01% С23. Недостатком известного способа я ляется невозможность переработки газа с повьщ1енным влагосодержанием из-за значительного туманообразования (до 0,5 г/нм). Цель изобретения - обеспечение возможности переработки газа с повы шенным влагосодержанием и снижение образования тумана. Поставленная цель достигается те что согласно способу ступенчатой абсорбции серного ангидрида серной кислотой в прямоточном скоростном режиме, в котором процесс ведут в 07 нагревом кислоты три ступени с первой ступени до 100-150 С на второй при температуре кислоты - 70-85С и на третьей - 45-50 С. Причем нагрев кислоты на первой ступени осуществляют за счет ее контакта с перерабатываемым горячим газом и разбавления водой. Кроме того, соотношение объема кислоты, подаваемой на первую ступень, к общему тсоличеству кислоты составляет 1:10-15. Выбранные интервалы температур орошающей кислоть определяются технологическими условиями. Снижение температуры кислоты на 1-й ступени ниже 100 С вызывает образование мелкодисперсного тумана сер.ной кислоты, а повышение температуры кислоты выше 150°С ведет к значительному возрастанию упругости пара над серной кислотой. Повышение температуры орошающей кислоты на 2-й ступени выше 85 С приведет к увеличению количества орошения и снижению степени абсорбции серного ангидрида, а снижение температуры кислоты ниже 70°С - к образо-. ваниго тумана за счет резкого охлаждения газа. Условия проведения процесса на 3-й ступени при 40-45°С являются оптимальными с точки зрения степени абсорбции и образования вторичного тумана. При соотношении объема кислоты, подаваемой на 1-ую ступень,к общему количеству кислоты менее 1:15 будет Происходить перегрев кислоты, при уве- . личении соотношения более чем 1:10 температура кислоты будет ниже оптимальной и возможность образования тумана серной кислоты сохраняется. На чертеже дана схема установки, поясняющей предложенный способ. Установка содержит конусообразный зонт 1, трубу Вентури 2, кольцевой карниз, коллектор 4, конфузор 5, горловину 6, диффузор 7 и эрлифт 8. Способ осуществляют следуюш|1м образом. Перерабатываемый горячий газ, обтекая конусообразный зонт 1, подвешенный над трубой Вентури 2, приходит в соприкосновение с подаваемой в кольцевой карман 3 посредством перфорированного коллектора 4 горячей кислотой с температурой 100150 С. Кислота нагревается за счет тепла газа, частичной абсорбции серного ангидрида и разбавления водо Возникающее при этом пересыщение паров серной кислоты поддерживают ниже критического значения. В результате исключается образование мелкодисперс ного тумана. Соотношение кислоты, подаваемой на 1-ую.ступень, к общему количеству кислоты составляет 1;10-1 Газ и кислота направляются в конфузор 5, а затем в горловину 6, куда и подается большая часть кислоты, при 70-85 С. Далее газовый поток с распы ленной в нем кислотой проходит в диф фузор 7. На промежуточной стадии происходит поглощение основной части серного ангидрида и укрупнение образующегося тумана серной кислоты. Остатки серного ангидрида практическ полностью поглощаются на 3-ей ступен эрлифтом 8 или в барботажном режиме кислотой с температурой 45-50°С. Одн временно улавливаются имеющиеся в газовом потоке крупные частицы тумана серной кислоты. Процесс осуществляют в одном аппарате. Пример 1 Перерабатываемый горячий газ состава, %: SOj 10; 0,03; воздух 89,97 при обьмном давлении на 1-й ступени абсорбдаи прихо дит в соприкосновение с горячей серной кислотой с температурой 100°С. Кислота нагревается за счет контакта с горячим газом и разбавления водой. Соотношение объема кислоты, подаваемой на 1-ую ступень, к общему количеству кислоты составляет 1:10. Возникающее при этом пересьпдение паров серной КИСЛОТЫ-поддерживают ниже кри тического. Газ далее направляется на 2-ую ступень абсорбции, куда подаётся больщая часть кислоты. Температура кислоты на 2-й ступени - . Здесь происходит поглощение основной части серного ангидрида и укрупнение образующегося тумана серной кислоты. Остатки серного ангидрида и частицы тумана практически полностью поглощаются на 3-й ступени абсорбции кисл той с температурой 45°С (в эрлифтном или барботажном режиме). Степень абсорбции серного ангидрида - 99,95%. Туманообразование снижается с 0,5 г/нм (по известному способу) до 50 мг/нм. Пример 2. Перерабатываемый горячий газ состава, %: SOj 10; 0,05; воздух 89,85 при давлении 10 атм на 1-й ступени абсорбции приходит в соприкосновение с горячей / серной кислотой с температурой 150 С. Кислота нагревается за счет контакта с горячим газом и разбавления водой. Соотношение объема кислоты, подаваемой на 1-ую ступень, к общему количеству кислоты составляет 1:15. Возникающее при этом пересыщение паров серной кислоты поддерживают ниже критического. Газ далее направляется на 2-ую ступень абсорбции, куда подается большая часть кислоты. Температура кислоты на 2-й ступени - 85 С. Здесь происходит поглощение основной части серного ангидрида и укрупнение образующегося тумана серной, кислоты. Остатки серного ангидрида и частицы тумана практически полностью поглощаются на 3-й ступени ёбсорбции кислотой с температурой 45°С в барботажном режиме. Степень абсорбции серного ангидрида - 99,98%. Туманообразование снижается с 0,5 г/нм (по известному способу) до 30 мг/нм. Пример 3. Перерабатываемый горячий газ состава, %: SOj 10; 0,04; воздух 89,96 на 1-й ступени абсорбции приходит в соприкосновение с горячей серной кислотой с температурой при давлении 6 атм. Кислота нагревается за счет контакта с горячим газом и разбавления водой. Соотнощение объема кислоты подаваемой на 1-ую ступень, к об1дему количеству кислоты составляет 1:13. Возникающее при этом пересыщение паров серной кислоты поддерживают ниже критического. Газ далее направляется на 2-ую ступень абсорбции, куда подается большая часть кислоты. Температура кислоты на 2-й ступени - 80°С. Здесь происходит поглощение основной части серного ангидрида и укрупнение образующегося тумана серной кислоты. Остатки серного ангидрида и частицы тумана практически полностью поглощаются на 3-й ступени абсорбции кислотой с температурой 50°С в эрлифтном режиме. Степень абсорбции серного ангидрида - 99,95%. Туманообразование снижается с 0,5 г/нм (по известному способу) до 40 мг/нм . , Таким образом, использование предоженного способа позволяет перера5батывать : SOj - содержащий газ с высоким влагосодержанием (до 0,05) в интенсивном режиме и 1104107ft снизить туманообразование в Юраз в сравнении с известным способом.

1..СПОСОБ СТУПЕНЧАТОЙ АБСОРБЦИИ СЕРНОГО АНГИДРИДА серной кислотой в прямоточном скоростном режиме, отличаю.щийся тем, что, с цепью обеспечения возможности переработки газа с повьппенным влагосодержанием и снижения образования тумана, процесс ведут в три ступени с нагревом кислоты на первой ступени до 100-150°С, на второй при температуре кислоты - 70-85 С и на третьей - 45-50°С. 2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что, нагрев кислоты на первой ступени осуществляют за счет контакта ее с перерабатываемым горячим газом и разбавления водой. 3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что соотношение объе- И ма кислоты, подаваемой на первую сту(Л пень, к общему количеству кислоты составляет 1:10-15. с