ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство серной кислоты из сероводородного газа низкой I концентрации из "Производство серной кислоты из сероводорода по методу мокрого катализа" За рубежом выделение серной кислоты на установках мокрого катализа проводят преимущественно в башнях с насадкой, орошаемых 70—85%-ной сбрной кислотой. В Германии на некоторых установках конденсацию серной кислоты осуществляют в башне с насадкой, а выделение тумана в одном или двух последовательно соединенных электрофильтрах . На орошение башни подается кислота при температуре 110—130° концентрация получаемой серной кислоты составляет около 70%. [c.134] Кроме электрофильтров, для выделения тумана применяются и другие аппараты. На рис. 39 изображена схема фирмы Zieren производства 78%-ной серной кислоты из сероводорода с использованием турбулентных фильтров. Сероводород сжигается в горизонтальной печи 3, продолжением которой является паровой котел-утилизатор 4. Выходящий из котла газ охлаждается подогретым воздухом в горизонтальном трубчатом теплообменнике 5 и поступает в четырехслойный контактный аппарат 8. Между слоями контактной массы в газ добавляют атмосферный воздух. Из контактного аппарата газ направляется в башню-конденсатор 9, орошаемую 78%-ной серной кислотой, а затем последовательно в два турбулентных фильтра 10 для выделения брызг и тумана. Пройдя фильтры, отходящие газы через трубу 14 отводятся в атмосферу. [c.134] Примерно по такой же схеме монтируются установки мокрого катализа фирмы Лурги (ФРГ). [c.134] На рис. 40 приведена схема, кратко описанная в каталоге фир-,мы Лурги. [c.136] На рис. 41 изображена схема конденсации серной кислоты с увлажнением газа перед поступлением в электрофильтр для выделения тумана . В этом случае также получают серную кислоту низкой концентрации (75—85%). [c.136] Если соотношение SOg и HjO в газе, поступающем в башню-конденсатор (по схеме Лурги, рис. 40), соответствует более высокой концентрации продукционной серной кислоты, в сборник кислоты можно добавлять воду или подавать ее в увлажнительную колонку, как показано на рис. 41. [c.137] Давление паров воды над серной кислотой увеличивается с понижением концентрации кислоты, поэтому в описанных установках значительная часть тепла, выделяющегося в башне-конденсаторе, расходуется на испарение воды. При этом соответственно уменьшается требуемая поверхность теплообмена в холодильниках кислоты и сокращается расход воды. [c.137] Количество воды в газе, выходящем из башни-конденсатора, может быть определено по уравнению (IV, 21). Окислы азота, которые могут содержаться в газе контактирования, не поглощаются серной кислотой низкой концентрации, а, наоборот, десорбируются из нее и вместе с отходящими газами выводятся в атмосферу. В газе после контактного аппарата содержится небольшое количество сернистого ангидрида, который растворяется в серной кислоте. В кислоте низкой концентрации сернистый ангидрид восстанавливает окислы азота до NO, которая весьма незначительно растворяется в серной кислоте . [c.137] Таким образом, к преимуществам орошения башни-конденса-тора серной кислотой низкой концентрации, кроме значительного уменьшения требуемой поверхности холодильников, относится также небольшое содержание окислов азота в получаемой серной кислоте. Недостатком такого орошения является увеличение туманообразования в башне-конденсаторе и получение серной кислоты низкой концентрации. Если в сероводородном газе присутствует H N, отходящие газы содержат окислы азота, удаление которых в атмосферу недопустимо. Это является существенным препятствием к применению орошающей серной кислоты низкой концентрации. [c.137] В электрофильтрах достигается высокая степень очистки газа от тумана и создается незначительное гидравлическое сопротивление. Тем не менее в последние годы вместо электрофильтров предпочитают устанавливать более простые и дешевые турбулентные фильтры (см. рис. 39) и керамические фильтры -Так, из 20 установок мокрого катализа, смонтированных фирмой Лурги (ФРГ), 15 установок оборудованы керамическими фильтрами и только на двух используются электрофильтры. Три установки работают с прямой конденсацией серной кислоты без образования тумана в довоенный период большая часть установок мокрого катализа работала по этому методу. [c.137] В керамических фильтрах (сопротивление 300—400 мм вод. ст.) газ проходит через пористые плиты или трубки вместо керамики применяют также синтетические фильтрующие материалы. [c.137] Концентрированная серная кислота (примерно 98%-ная) может быть получена на установках мокрого катализа при условии предварительной осушки поступающего в печь воздуха. В этом случае для расчета концентрации продукционной кислоты множитель Ы в уравнении (III, 67) может быть принят равным нулю и, следовательно, концентрация серной кислоты будет зависеть от влажности сероводородного газа с и степени контактирования Z. Если принять 0=85% HjS с=4% HjO и z=0,97%, то согласно уравнению (III, 67) концентрации серной кислоты С составит 98,3%. [c.139] Осушка воздуха проводится в башне с насадкой, орошаемой примерно 75%-НОЙ серной кислотой. При этом в сборник кислоты, вытекающей из башни, непрерывно добавляют концентрированную серную кислоту из башни-конденсатора, а избыток серной кислоты низкой концентрации отводится на склад. Если в расчете по уравнению (III, 67) принять а=85%, с=4%, d=, b%, 8=18, 2=0,97, то 98%-ной серной кислоты будет получено 82,5% от общего количества продукционной кислоты, остальное (17,5%) будет получено в виде 75%-ной серной кислоты. Средняя концентрация серной кислоты составит 93,1 %. [c.139] Для получения серной кислоты высокой концентрации, а также для увеличения производительности установок мокрого катализа одновременно с H S в печи можно сжигать- некоторое количество природной серы высокой чистоты. В случае применения недостаточно чистой серы содержащиеся в ней твердые примеси при распылении и сгорании серы превращаются в пыль, которая, осаждаясь на контактной массе, может вызвать повышение гидравлического сопротивления контактного аппарата. [c.139] К существенным достоинствам установок мокрого катализа с конденсацией серной кислоты в трубчатых конденсаторах (см. рис. 28, стр. 117) относятся малое гидравлическое сопротивление системы, возможность использования тепла конденсации и отсутствие электрофильтра. [c.139] Использование сероводородного газа низкой концентрации в процессе мокрого катализа отличается некоторыми особенностями. С понижением концентрации в сероводородном газе уменьшается количество тепла, выделяющегося при образовании серной кислоты, на единицу объема газа. Поэтому при сжигании сероводорода низкой концентрации в смеси с атмосферным воздухом температура газовой смеси в факеле форсунки обычно ниже температуры зажигания сероводорода. В связи с этим подаваемый в печь воздух приходится предварительно-нагревать кроме того, в печь загружают специальную насадку, служащую катализатором реакции окисления сероводорода. [c.140] После сероочистки сероводородный газ практически полностью насыщен парами воды, вследствие этого при использовании сероводородного газа низкой концентрации из контактного аппарата выходит газовая смесь, содержащая водяных паров значительно больше, чем необходимо для образования стандартной серной кислоты контактных систем (93% Н2504). Поэтому процесс выделения серной кислоты оформляется либо так же, как на установках с использованием сероводородного газа высокой концентрации (при этом получается серная кислота, соответствующая по содержанию стандарту на серную кислоту башенных систем ), либо ведут процесс конденсации паров серной кислоты так, чтобы часть водяных паров оставалась в отходящих газах, удаляемых в атмосферу (в этом случае получают концентрированную серную кислоту). [c.140] В основу технологической схемы производства концентрированной серной кислоты из сероводородного газа низкой концентрации положен способ, применяемый в контактном процес-се22. 23 для улавливания из обжигового газа паров Н2504 горячей серной кислотой. Сущность этого способа состоит в том, что газовую смесь, содержащую серный ангидрид и пары воды, обрабатывают в башне с насадкой или в барботажном аппарате серной кислотой, имеющей сравнительно высокую температуру. В барботажном аппарате газ охлаждается в несколько стадий, проходя через слой серной кислоты, температура которой снижается в каждой последующей стадии по мере движения газа. При соприкосновении газа с кислотой происходит конденсация паров серной кислоты, при этом концентрация и температура кислоты поддерживаются на таком уровне, чтобы пары конденсировались на поверхности без образования тумана. С увеличением числа ступеней конденсации повышается степень выделения серной кислоты. [c.140] В производственных условиях процесс ведут без образования тумана в 2—3 ступени, затем остатки паров серной кислоты превращают в туман, который выделяют далее в фильтрах. [c.141] На рис. 43 показана технологическая схема производства серной кислоты из сероводородного газа низкой концентрации. По этой схеме построены две системы для получения серной кислоты методом мокрого катализа . [c.141] Вернуться к основной статье