ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 81
Скачиваний: 1
духом, очищенным в фильтре 1, поступает в печь 3 для сжигания. В котле-утилизаторе 4 температура газа, выходящего из печи, сни жается с 1000 до 450° С, после чего газ поступает в контактный ап парат 5. Температуру газа, выходящего из слоев контактной мас сы, снижают путем вдувания неосушенного холодного воздуха. Из контактного аппарата газ, содержащий S 03, поступает в башнюконденсатор 7, представляющую собой скруббер с насадкой, оро шаемой кислотой. Температура орошающей кислоты на входе в башню 50—60, на выходе 80—90° С. При таком режиме в нижней части башни происходит быстрое охлаждение газа, содержащего пары Н20 и S 03, возникает высокое пересыщение и образуется ту ман серной кислоты (до 30—35% всей выпускаемой продукции пе реходит в туман), который улавливается затем в электрофильтре 8.
Рис. 77. Схема производства серной кислоты из сероводородного газа
|
высокой концентрации: |
1 — фильтр; |
2 — вентилятор; 3 — печь; 4 — паровой котел-утилизатор; 5 — контакт |
ный аппарат; |
6 — холодильник; 7 — башня-конденсатор; 8 — электрофильтр; 9 — цир |
|
куляционный сборник; 10 — насос |
Для лучшего осаждения капель тумана в электрофильтрах (или фильтр-ах другого типа) желательно, чтобы эти капли были круп ными. В соответствии с теоретическими положениями (см. стр. 88) это достигается повышением температуры орошающей кислоты или уменьшением плотности орошения башни. То и другое приводит к повышению температуры вытекающей из башни кислоты (повыше нию температуры поверхности конденсации) и способствует укруп нению капель тумана.
Схема производства серной кислоты из слабого сероводород ного газа отличается от схемы, приведенной на рис. 77, тем, что по даваемый в печь воздух предварительно нагревается в теплообмен никах газом, выходящим и з' слоев катализатора, а процесс кон денсации проводите^ в барботажном конденсаторе типа концентра тора «Хемико».
Газ проходит через слой кислоты последовательно в трех каме рах барботажного аппарата, температуру кислоты в них регули
136
руют путем подачи воды, при испарении которой поглощается теп ло. Благодаря высокой температуре кислоты в первой камере (230—240° С) в ней происходит конденсация паров H2S 0 4 без обра зования тумана. В двух последующих камерах (температура кис лоты в них соответственно около 160 и 100° С) происходит образо вание тумана. Однако вследствие достаточно высокой температуры кислоты и большого количества паров воды в газе, соответствующе го давлению насыщенного пара воды над кислотой в камерах, ту ман образуется в виде крупных капель, которые легко осаждаются в электрофильтре.
Продукционная кислота вытекает из первой (по ходу газа) ка меры, охлаждается в холодильнике и подается на склад. Поверх ность холодильников в таком абсорбционном отделении в 15 раз меньше, чем в абсорбционном отделении с башней-конденсатором, благодаря тому, что основное количество тепла отводится испаре нием воды. Концентрация кислоты в первой камере (продукцион ная кислота) составляет около 93,5%, во второй и третьей камерах соответственно 85 и 30%.
§36. Получение серной кислоты из отработанной кислоты
иконцентрированного сернистого ангидрида, гипса и фосфогипса
Отработанные кислоты, используемые для получения контакт ной серной кислоты, часто содержат примеси, которые мешают не посредственному использованию этих кислот, поэтому их подвер гают термическому разложению. Для разложения кислоту вместе с топливом подают в печь, где при температуре около 1200° С она расщепляется на сернистый ангидрид и воду. Газы охлаждают в ре куператоре, нагревая воздух, подаваемый в печь. Далее газ пере рабатывают по обычной схеме (см. рис. 44). Если при термическом разложении кислоты в газ не выделяются примеси, отравляющие контактную массу, то после печи газовая смесь может быть пере работана по более простой схеме — мокрого катализа.
Отходящие газы некоторых производств (газы цветной метал лургии, агломерационные, топочные и др.) содержат сернистый ан гидрид низкой концентрации. Объем этих газов настолько велик, что нельзя пренебрегать содержанием в них огромного количества серы. Кроме того, необходимость удаления из этих газов веществ, вредных для окружающей среды, связана также с требованиями санитарной инспекции.
Наиболее рационально извлечение из этих газов S 0 2 с после дующей его конденсацией. Сконденсированный жидкий сернистый ангидрид легко транспортируется. В системе его переработки от сутствуют печное и очистное отделения, так как в процессе извле чения S 0 2 и его концентрирования удаляются примеси, ядовитые для ванадиевой контактной массы.
Для производства серной кислоты используют также несколько разновидностей сульфата кальция: ангидрит, или безводный суль
137
фат кальция CaS04, гипс, или двуводную соль CaS04-2H20, фосфогипс, являющийся отходом' производства концентрированных фосфорных удобрений, т. е. смесь гипса с соединениями фтора, окислами фосфата, S 0 2 и других примесей.
Все эти разновидности сырья перерабатывают в серную кисло ту примерно по одной и той же технологической схеме. Сернистый газ, образующийся при обжиге сырья, перерабатывают в серную кислоту по обычной схеме (см. рис. 44). Отличие заключается лишь в том, что в промывном отделении устанавливают только одну сту пень мокрых электрофильтров, в контактном отделении увеличи вают поверхность теплообменников.
Исключение дополнительных ступеней электрофильтров обуслов лено тем, что в обжиговом газе отсутствует мышьяк и содержится очень мало S 0 3 (обжиг ведется при недостатке кислорода), поэто му в процессе охлаждения и промывки газа образуется незначи тельное количество тумана. Увеличение теплообменной поверхно сти в контактном отделении объясняется более низкой концентра цией S 0 2 в газе, получаемом при обжиге ангидрита, чем при обжи ге колчедана.
Переработка гипса менее экономична, чем переработка ангид рита, так как требуется затрата дополнительного тепла для уда ления воды, выделяющейся при разложении CaS04-2H20, и сни жается концентрация сернистого ангидрида в получаемом газе.
Очень важной и трудоемкой операцией при переработке рас сматриваемых видов сырья является подготовка и обжиг шихты. Качество образующегося в результате обжига огарка после измель чения должно соответствовать требованиям к выпускаемому це менту. На подготовку и обжиг шихты приходится около 70% ка питаловложений и эксплуатационных затрат.
Процесс получения серной кислоты и цемента из фосфогипса осложняется наличием в нем примесей, ухудшающих качество це мента и осложняющих процесс переработки получаемого серни стого газа. При переработке газа в серную кислоту наибольшие за труднения вызывают примеси фтора, содержание которого в фосфогипсе достаточно велико.
Контрольные вопросы
1.Чем отличается короткая схема получения серной кислоты из элементной серы от обычной схемы (см. рис. 44)?
2.Чем обусловлено это отличие?
3.Что общего между схемами производства серной кислоты из сернистых газов, полученных путем термического разложения отработанных кислот, которые не содержат вредных для контактной массы примёсей, и из сероводорода?
Г Л А В А 9.
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА КОНТАКТНОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ И ОСОБЕННОСТИ НЕКОТОРЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ СИСТЕМ
Одним из факторов, определяющих экономические показатели сернокислотного производства, является техника получения серной кислоты. В связи с этим усовершенствованию технологии произ водства серной кислоты и аппаратурному оформлению процесса уделяется наибольшее внимание.
Типовая схема производства контактной серной кислоты (см. рис. 44) дает возможность достичь высокой степени очистки обжигового газа, что позволяет длительное время эксплуатировать систему без замены контактной массы. В абсорбционном отделе нии получают олеум, а при необходимости — кислоту высокого ка чества. Однако аппаратурное оформление промывного и абсорб ционного отделений типовой схемы требует больших капитальных затрат. Поэтому в тех случаях, когда потребитель не нуждается в олеуме и кислоте высокого качества (как, например, при производ стве минеральных удобрений), могут быть использованы более про стые и дешевые схемы получения серной кислоты. В настоящее время имеются результаты физико-химических исследований и опытных работ, позволяющие изменить технологию процесса очи стки обжигового газа и абсорбции таким образом, что схема полу чения контактной серной кислоты окажется экономически более выгодной.
Ниже приведены некоторые новые схемы, подготавливающиеся к внедрению или внедряемые в промышленность, а также описаны особенности некоторых зарубежных контактных систем.
Применение кислорода. Частичная или полная замена воздуха кислородом в производстве серной кислоты значительно интенси фицирует процесс окисления. С уменьшением количества азота в газе в нем повышается содержание S 0 2 и пропорционально воз растает производительность основных аппаратов сернокислотного цеха.
Процесс разделения воздуха и получения кислорода связан с большим расходом электроэнергии. Кислородная установка гем экономичнее, чем она крупнее. Поэтому применение кислорода дает экономический эффект в мощных сернокислотных цехах при нали чии дешевой электроэнергии.
Существуют различные варианты применения кислорода с час тичной или полной заменой им воздуха и ввода 0 2 в различные участки системы (в печное или контактное отделение). Некоторые из этих вариантов могут быть внедрены в промышленность без дополнительных исследований. Для освоения других вариантов требуется предварительно разработать процессы обжига сырья в печах КС в кислороде и окисления S 0 2 до S 0 3 при полной замене воздуха кислородом.
139