Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 28
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Технологический газ с температурой 390-420 ºС и объемной долей SО2 не более 12 % (об) поступает на 1 слой контактного аппарата (поз.890), где происходит окисление в серный ангидрид 65% SО2 от общего его количества поступающего в аппарат, в результате чего температура газов возрастает до 610 - 620 ºС. Газы после первого слоя направляются в пароперегреватель второй ступени (поз.501/2). В пароперегревателе второй ступени (поз.501/2) происходит охлаждение сернистого ангидрида до температуры 445 - 460 ºС и перегрев насыщенного пара с температуры 250 - 280 оС до температуры 430 - 440 оС.
Далее газ поступают на 2-й слой контактного аппарата. На 2-м слое окисляется 83 - 85 % SО2 от общего количества сернистого ангидрида, входящего на 1-й слой контактного аппарата. В результате реакции температура газа на выходе из 2-го слоя возрастает до 510-540 ºС.
Охлаждение газа происходит в трубном пространстве теплообменника (поз.893) до температуры 440-450 ºС, после чего газ поступает на 3-й слой контактного аппарата, где окисляется 93 - 95 % SО2, при этом температура газа повышается до 470 - 490 ºС.
После третьего слоя газовая смесь направляется на первую ступень абсорбции в первый моногидратный абсорбер поз.852. Предварительно газ охлаждается в трубном пространстве теплообменника поз.892 до температуры 350-360 оС, в экономайзере 2-й ступени поз.501/1 - до температуры 255 - 265 оС.
В экономайзере происходит нагрев питательной воды с температуры 180 - 195 оС до 210 - 235 оС, после чего вода поступает в барабан - сепаратор энерготехнологического котла РКС 95/40 поз.501.
Дальнейшее охлаждение газа с температуры 255 - 265 оС до температуры 170 - 180 оС происходит последовательно в теплообменниках поз.891 и 909.
Охлаждение осуществляется технологическим газом, поступающим после первой ступени абсорбции.
После первого моногидратного абсорбера поз.852 (первой ступени абсорбции) газовая смесь направляется на вторую ступень конверсии (на IV слой катализатора), предварительно нагреваясь до температуры 390 - 415 оС в теплообменниках поз.909,891,892,893.
На 4-ом слое катализатора происходит дальнейшая конверсия диоксида серы в триоксид серы, окисляется 96 % SО2. Газ после 4-го слоя катализатора с температурой 435 - 445 ºС проходит блок пароперегреватель 1-й ступени + экономайзер 1-й ступени (поз.910) и, охлаждаясь в нем до температуры 135 - 155 оС поступает на 2-ую ступень абсорбции во 2-ую абсорбционную башню (поз.857).
Общая степень превращения диоксида серы в триоксид серы составляет не менее 99,6%, в том числе на первой ступени контактирования - 93,0 - 95,0 %.
В пароперегревателе 1-й ступени поз.910 происходит перегрев насыщенного пара с температуры 220-250 оС до температуры 280-300 оС, после чего пар поступает в пароперегреватель второй ступени поз.501/2. В экономайзере 1-й ступени поз.910 происходит нагрев питательной воды с температуры 105-120 оС до температуры 180-195 оС, после которого вода поступает в экономайзер второй ступени поз.501/1.
Для регулирования температуры технологического газа на входе в слои контактного аппарата, минуя соответствующий теплообменник, имеются байпасные линии, по которым подается часть газа.
Регулирование температуры производится при помощи дроссельных заслонок с электроприводом, установленных на байпасах, дистанционно, вручную.
Первоначальный пуск контактного аппарата (поз.890) и разогрев его после длительной остановки производится с помощью пусковой установки, состоящей из 2-х теплообменников (пусковых подогревателей) (поз.900, 901), пусковой топки (поз.899) и вентилятора (поз.898).
Пусковые подогреватели (поз.900, 901) предназначены для подогрева сухого воздуха. Осушенный в сушильной башне воздух подается в межтрубное пространство подогревателей (поз.900,901) последовательно. Температура воздуха на выходе из подогревателя (поз.900), на входе в контактный аппарат, должна быть 420-450 ºС.
Подогрев осушенного воздуха осуществляется дымовыми газами, проходящими последовательно по трубному пространству подогревателей (поз.900, 901).
Дымовые газы образуются в пусковой топке (поз.899) при сжигании природного газа. Температура дымовых газов на выходе из топки (поз.899) не должна превышать 650 ºС.
Дымовые газы выбрасываются в атмосферу через трубу. Воздух для сжигания природного газа нагнетается в топку вентилятором (поз.899).
Разогрев первой и второй ступени контактного аппарата (поз.890) может происходить одновременно.
серная кислота абсорбция автоматизация
Пуск контактного аппарата на технологическом газе производится при условии, что контактная масса имеет температуру не менее 380 ºС, а выходные температуры должны быть не менее 320 ºС во избежание конденсации паров серной кислоты в аппарате.
Одновременно с разогревом контактного аппарата производится разогрев циклонных топок горелками природного газа до температуры дымовых газов на выходе из энерготехнологического котла 420-450 ºС.
Пусковые подогреватели (поз.900, 901) представляют собой стальной кожухотрубный аппарат с неподвижными трубными решетками, с температурным компенсатором на кожухе. Подогреватель имеет верхнюю и нижнюю распределительные камеры. Корпус верхней камеры футерован огнеупорным кирпичом. Трубки размером 57х3 мм, длиной 7000 мм в количестве 1446 шт. расположены внутри аппарата в трубных решетках.
Пусковая топка (поз.899) состоит из трех частей: регулятора воздуха, теплогенератора газового смесительного, камеры сгорания.
Регулирование температуры дымовых газов после подогревателя (поз.901) осуществляется автоматически путем изменения подачи природного газа в пусковую топку.
Температура дымовых газов на выходе из пусковой топки регулируется автоматически путем изменения подачи воздуха на всасе вентилятора (поз.898/1).
Температура воздуха после подогревателя (поз.900) в пусковой период автоматически регулируется изменением расхода воздуха на входе в контактный аппарат (поз.890).
1.2 Абсорбция серного ангидрида
Заключительной стадией процесса получения серной кислоты контактным способом является абсорбция серного ангидрида из проконтактированного газа серной кислотой.
Поглощение серного ангидрида проводится в башнях (абсорберах).
Абсорбция серного ангидрида осуществляется в двух абсорбционных моногидратных башнях (А1 и А2) (поз.852, 857).
Первая и вторая абсорбционные башни (поз.852, 857) представляют собой стальные цилиндрические аппараты, внутри футерованные кислотоупорным кирпичом и заполненные кольцами Рашига и инталоксом. Конструкция абсорберов (поз.852, 857) аналогична сушильной башне (поз.840).
После первой ступени контактирования (после третьего слоя) газ с температурой 170-180 ºС поступает в первую абсорбционную башню (поз.852) для абсорбции серного ангидрида серной кислотой с массовой долей Н2SО4 98,3-98,9%.
Газ поступает в нижнюю часть абсорбера противотоком орошающей кислоте. Поглощение серного ангидрида сопровождается выделением тепла. В результате этого, а также за счет тепла поступающего газа, температура орошающей серной кислоты повышается с одновременным возрастанием ее концентрации.
Брызги серной кислоты и туман из газа улавливаются в брызгоуловителе (поз.853), который представляет собой отдельно стоящую башню. В средней части брызгоуловителя расположена горизонтальная перегородка со сферическими окнами, в которые установлены фильтры патронного типа. Количество патронов 40 штук. Каркасы фильтров изготовлены из нержавеющей стали, боковая поверхность каждого патрона обтянута 2-мя слоями фториновой ткани и 8-ю слоями стекловолокна. Брызги и туман серной кислоты задерживаются фильтровальным полотном, после насыщения которого, стекают вниз в гидрозатвор, откуда по дренажам - на дно брызгоуловителя. Собравшаяся кислота выводится из брызгоуловителя поз.853 в сборник сушильной башни поз.854.
Регулирование концентрации кислоты в цикле осуществляется автоматически с помощью регулирующих клапанов, установленных на трубопроводах подачи кислоты из смесительной установки.
На рисунке 1 представлена структура производства серной кислоты. Производство серной кислоты производится по методу двойного контактирования и двойной абсорбции.
1.3 Критический анализ применяемой технологии
На данный момент применяемая технология в производстве серной кислоты имеет ряд недостатков.
В связи с агрессивной окружающей средой происходит быстрый износ серопровода при перекачки из цистерн в емкости хранилища серы.
Применяемый в технологии производства энерготехнологический котел РКС 75/40 для утилизации газов серных печей имеет не сто процентную производительность тонн/час.
Контактный аппарат представляет собой аппарат предназначенный для окисления сернистого газа. В данном производстве применяется четырехслойный контактный аппарат не позволяющий доочищать газы до норм санитарных требований. В его конструкции применяются ванадиевые катализаторы, срок эксплуатации которых не более полтора года.
Запорная и регулировочная аппаратура, а так же металлоконструкции быстро выходит из строя, в связи с тем, что они работают в агрессивной среде.
В настоящее время очистка газов абсорбции не доведена до 100%, а составляет 89,7 %, в связи с этим происходят выбросы газов в атмосферу.
При замкнутой системе технологического процесса вырабатывается попутно пар, который в данный момент частично используется для производства собственной электроэнергии, но часть пара по-прежнему выбрасывается в атмосферу.
В данной системе автоматического управления и контроля технологическим процессом применяемые датчики недостаточно совершенны в части выполнения своих функций.
С учетом общих недостатков упомянутых выше, изложим конкретные пути и направления усовершенствования, разработки или внедрения аппаратов для производства серной кислоты, что значительно улучшит экологическую ситуацию, как на самом предприятии, так и в целом по области.
Один из элементов модернизации - ввод в эксплуатацию котла-утилизатора РКС-95/40, что позволит увеличить производительность системы по продукту, то есть вырабатывать до 95 т/ч пара (40 ат), пригодного для производства электроэнергии.
В связи с тем, что происходит выброс сернистых газов в атмосферу необходимо поставить дополнительную башню - брызгоуловитель и фильтра с более плотным нетканым материалом для того, чтобы очистить серную кислоту и сернистый газ от примесей, тем самым добиться экологической обстановки на 100%.
