Способ получения серной кислоты Советский патент 1979 года по МПК C01B17/76 

Кроме того, сложность конструкции многополочного контактного аппарата с теплообменниками между слоями, а также наличие ангидридного холодильника, трех абсорберов, брызгоуловителя, коксового фильтра и центробежного нагнетателя приводят к большим капитальным и эксплуатационным затратам.

Цель изобретения - повышение степени окисления и уменьшение выбросов серосодержаших газов в атмосферу, а также удешевление процесса.

Достигается это тем, что стадии окисления двуокиси серы, выделения трехокиси из газовой фазы и возврат неокисленной двуокиси серы осуш;ествляют под давлением 2-20 атм.

При лредложенном способе процесс окисления двуокиси серы проводят в однополочном контактном аппарате с ки-пяшим слоем катализатора, с отводом тепла теплообменными элементами, расположенными в зоне реакции, при давлении 2-20 атм, с абсорбцией трехокиси серы в абсорбере с охлаждаемым пенным слоем, причем возврат и циркуляцию неокисленной части газов после абсорбции проводят с помош;ью инжектора, использующего эцергию кислорода или газовой смеси, вводимой в систему с давлением 8-25 атм.

При использовании однополочного контактного аппарата с кипяш,им €лоем катализатора и отводом тепла из слоя становится возможным получение степеней превращения в контактном аппарате выше 90%. Благодаря этому в 3--4 раза уменьшаются кратность циркуляции и объем газов, циркулирующих в системе, что позволяет уменьшить энергозатраты на циркуляцию, габариты аппаратов и увеличить интенсивность работы.

Для увеличения степени превращения в контактном аппарате и степени использования двуокиси серы в системе {без увеличения кратности циркуляции) смещают равновесие реакции в сторону образования трехокиси серы путем проведения процессов окисления под давлением. Например, повышение давления до 10 атм позволяет при температуре 500°С достичь в одном изотермическом слое степени превращения 97% и при кратности циркуляции менее единицы увеличить степень использования серы до 99,9%. При этом возможно использование кислорода с повышенным до 5% содержанием инертов. Применение давления, кроме этого, позволяет резко уменьшить габариты аппаратов и по-новому организовать циркуляцию в системе, отказавшись от центробежных нагнетателей.

Примёнейие инжекторов позволяет отказаться от тонкой очистки газов от тумана серной кислоты после абсорбции, а также подавать газ из печного отделения без

предварительного охлаждения, что значительно упрощает систему. Однако, в схеме возможно применение и любого другого устройства, обеспечивающего циркуляцию смеси.

Окисление двуокиси серы в одном кипящем слое, без промежуточных теплообменников, значительно упрощает конструкцию контактного узла, габариты его и тем самым повышает объемную интенсивность работы примерно в 30-40 раз. На стадии окисления может быть использован и другой высокоинтенсивный реактор, позволяющий достигнуть аналогичной степени превращения.

В предлагаемой системе используется абсорбер с охлаждаемым пенным слоем, что позволяет отказаться от установки выносных теплообменников для охлаждения газов после контактного аппарата и оросительных теплообменников для охлаждения серной кислоты. Для выделения трехокиси серы может быть использован и другой высокоинтенсивный реактор (конденсатор, аэрлифтный абсорбер и др.), обеспечивающий аналогичные или более высокие коэффициенты тепло- и массопереноса.

В данной системе благодаря утилизации

большого количества тепла возможно получение пара высоких энергетических параметров.

Пример. Газ из печного отделения под давлением 12-15 атм с содержанием 60-

65% ЗОг; 30-35% Ог; 0,5-1,5% инертов с температурой 650°С подают в инжектор, где смещивают с циркуляционным потоком. На выходе из инжектора газ имеет состав: 25-50% ЗОг; 20-35% Ог; 30-40% инертов и менее 0,1% 5Оз (избыток кислорода на входе 2%; содержание инертов в кислороде 5%). Газ с температурой 350-550°С и давлением 10-11 атм далее направляют в однополочный контактный аппарат с кипящим слоем катализатора, где при 450- 500°С сернистый ангидрид окисляется до серного на 90-97%. Избыточное тепло отводят холодильниками, помещенными в слой катализатора. Выходящий из контактного аппарата газ под давлением 10- 11 атм поступает в абсорбер с охлаждаемым пенным слоем, в диапазоне температур 70-250°С, где происходит улавливание .(практически полное) серного ангидрида.

Часть газового потока (менее 5%) после абсорбера выводят из системы (может поступать на санитарную установку для окон чательного улавливания сернистого ангидрида), другую часть возвращают в инжектор за счет разрежения, создаваемого в

нем при истечении струи рабочего газа (в

данном случае печного газа с давлением

12-15 атм).

Степень превращения SO2 в системе

99,8%. Коэффициент циркуляции 0,3-1.

5б

Формула изобретениястадию окисления, отл ич ающийсятем,

Слособ получения серной кислоты, вклю- кия и уменьшения выбросов серосодержачаюший стадии каталитического окисления ших газов в атмосферу, а также удешевледвуокиси серы кислородом, выделение из 5 ния процесса, стадии окисления двуокиси газовой смеси образуюшейся трехокиси се- серы, выделения трехокиси из газовой фары и возврат неокисленной двуокиси на зы и возврат неокисленной двуокиси серы

644726

что, с целью повышения степени окислеосуществляют под давлением 2-20 атм.