Технологическая схема производства серной кислоты из колчедана методом двойного контактирования

Колчедан через дозатор подают в печь кипящего слоя. Полученный обжиговый

газ, содержащий 13% SO₂ и имеющий на выходе из печи температуру»700°С, подают сначала в котел-утилизатор, а затем на стадию сухой очистки от огарковой пыли (в циклоны и в сухой электрофильтр). В котле-утилизаторе происходит газа с одновременным получением энергетического водяного пара (под давлением 4Мпа и температуре 450°С), который может быть использован как в самой установке для компенсации затрат энергии на работу компрессоров и насосов, так и в других цехах завода.

В очистном отделении, состоящим из двух промывных башен, двух пар мокрых электрофильтров и сушильной башни, происходит очистка газа от соединений мышьяка, селена, фтора и его сушка. Первая полая промывная башня работает в испарительном режиме: циркулирующая кислота охлаждает газ, при этом теплота затрачивается на испарение воды из кислоты, поступающей на орошение. Концентрацию орошающей кислоты в первой башне, равную 40¸50%, поддерживают за счет разбавления 10¸15% кислотой из второй промывной башни. Кислота из второй башни поступает в сборник, и после охлаждения возвращается на орошение.

После второй промывной башни газ проходит последовательно две пары электрофильтров, затем насадочную сушильную башню, орошаемую 93¸94%-ной серной кислотой при температуре 28¸30°С. Кислота циркулирует между сушильной башней и сборником; часть кислоты отводится как готовая продукция на склад. Для поддержания постоянной концентрации в сборник вводят 98¸99%-ную кислоту из моногидратных адсорбентов. Для поддержания постоянной температуры на стадии сушки циркулирующую кислоту охлаждают в воздушном холодильнике. Перед сушильной башней обжиговый газ разбавляют воздухом с целью снижения в нем концентрации SO₂ до 9% и увеличения кислорода в соответствии с оптимальными условиями окисления диоксида серы.

После сушильной башни обжиговый газ проходит через фильтр-брызгоуловитель 11 и поступает в турбогазодувку 12. В теплообменниках газ нагревается за счет теплоты продуктов реакции до температуры зажигания катализатора (420¸440°С) и поступает на первый слой контактного аппарата. Реакция окисления диоксида серы возможна лишь в присутствии катализатора. В промышленности основным катализатором является катализатор на основе ванадия V₂O₅ (ванадиевая контактная масса). В первом слое катализатора происходит окисление SO₂ на 74% с одновременным повышением температуры до 600°С. После охлаждения до 465°С газ поступает на второй слой контактного аппарата, где степень превращения достигает 86%, а температура возрастает до 514°С. После охлаждения до 450°С газ поступает на третий слой контактного аппарата, где степень превращения увеличивается до 94¸94,5%, а температура повышается до 470°С.

Затем в соответствии с требованиями метода ДКДА реакционный газ охлаждается в теплообменниках до 100°С и направляют на абсорбцию первой ступени: сначала в олеумный абсорбер, затем в моногидратный абсорбер. Для полного извлечения SO₃ необходимо, чтобы равновесное парциальное давление SO₃, а также паров воды над растворителем было ничтожно малым. Оптимальным абсорбентом является 98,3%-я серная кислота (техническое название – моногидрат), соответствующая азеотропному составу. Протекающий при этом процесс можно описать уравнением реакции: SO₃ + n H₂SO₄ + H₂O ® (n+1) H₂SO₄

В качестве поглотителя менее концентрированной серной кислоты может привести к образованию сернокислого тумана или олеумом в паровой фазе довольно велико парциальное давление SO₃ , поэтому он будет абсорбироваться не полностью. Однако если в качестве одного из продуктов необходимо получить олеум, можно совместить абсорбцию олеумом (1-й абсорбер) и абсорбцию моногидратом (2-й абсорбер).

После моногидратного адсорбера и фильтра- брызгоуловителя 11 газ вновь нагревают до 430°С и подают на четвертый слой катализатора. Концентрация диоксида серы в газе составляет теперь 0,75¸0,85%. После прохождения четвертого слоя катализатора реакционную смесь вновь охлаждают до 409°С и направляют на последний (пятый) слой контактного аппарата. Общая степень превращения после пяти стадий контактирования составляет 99,9%.

Газовую смесь после охлаждения направляют в моногидратный адсорбер второй ступени абсорбции. Непоглощенный газ, состоящий в основном из воздуха, пропускают через фильтр для выделения брызг и тумана и выбрасывают в атмосферу через выхлопную трубу.

Поиск по сайту: