ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение контактной серной кислоты из сероводорода методом мокрого катализа из "Производство серной кислоты Издание 2" Метод мокрого катализа состоит в том, что SOg, содержащийся в сернистом газе вместе с значительным количеством паров воды, окисляется на ванадиевом катализаторе в серный ангидрид. Газовая смесь охлаждается далее в конденсаторе, где конденсируется образующиеся пары серной кислоты. Окисление сернистого ангидрида в серный по этому методу производится в присутствии паров воды, в связи с чем он получил название метод мокрого катализа. [c.278] Возможность получения серной кислоты методом мокрого катализа впервые установили в 1931 г. И. А. Ададуров и Д. Гер-нет. В-дальнейшем этот процесс был всесторонне изучен, и в настоящее время метод мокрого катализа широко используется в СССР и во многих странах мира. Особенно удобен этот метод для получения серной кислоты из сероводорода, являющегося отходом некоторых производств (стр. 60). Выделяющийся сероводород тщательно промывается и поэтому не нуждается в дополнительной очистке, что очень упрощает процесс производства серной кислоты. Процесс мокрого катализа состоит всего из трех этапов сжигания сероводорода, окисления образующегося сернистого ангидрида в серный и выделения серной кислоты. [c.278] При очистке горючих газов обычно получают концентрированный сероводородный газ (до 90% HgS), поэтому в печах для его сжигания выделяется большое количество тепла. В связи с этим при сжигании HgS в печи вводят большой избыток воздуха или располагают в них змеевики котла-утилизатора. Стадия окисления SOg на катализаторе в процессе мокрого катализа оформлена примерно так же, как в схемах с использованием колчедана. Для снижения температуры газа по выходе из слоев контактной массы обычно добавляют атмосферный неосушенный воздух, так как в газе уже имеется большое количество паров воды. Для конденсации паров серной кислоты применяют башни-конденсаторы с насадкой, а также барботажные и трубчатые конденсаторы. Наиболее распространены башни-конденсаторы, простые и надежные в эксплуатации. [c.278] Схема производства серной кислоты из концентрированного сероводородного газа изображена на рис. 9-5. [c.278] Из контактного аппарата газ, содержащий ЗУз и пары воды, поступает в башню-конденсатор 7, заполненную кольцевой насадкой и орошаемую серной кислотой. Температура орошающей кислоты на выходе в башню 50—60 °С, на выходе из башни 80— 90 °С. При охлаждении газа серный ангидрид и пары воды образуют пары серной кислоты, которые затем конденсируются. [c.279] Башня-конденсатор устроена так же, как сушильная башня (см. рис. 6-18), схема электрофильтра была показана на рис. 6-14. Стальной корпус электрофильтра футерован кислотоупорным кирпичом, осадительными электродами служат чугунные трубы. [c.279] В нижней части башни пары серной кислоты конденсируются только на поверхности насадки, так как вследствие высокой температуры газа возникающее здесь пересыщение пара Н2504 не превышает критической величины, и потому туман не образуется. Расчет процесса конденсации в этой части башни ведут по обычным формулам тепло- и массопередачи. При дальнейшем охлаждении газа, когда пересыщение достигает критической величины, этот расчет существенно усложняется, так как приходится учитывать образование капель тумана, конденсацию паров на каплях, коагуляцию капель и т. д. [c.279] Средний радиус капель г р. постепенно увеличивается (кривая 4) благодаря конденсации паров на их поверхности и коагуляции 3,2-10- см. [c.280] Температура газа / в начале процесса плавно снижается (кривая 1). Затем после образования тумана на небольшом участке башни (высота насадки Я=1,96—2 м) температура газа несколько повышается в результате интенсивной конденсации паров Н2504 на каплях тумана и выделения большого количества тепла конденсации с поверхности капель, температура которых при этом становится выше температуры газа. [c.280] СТИ конденсации и уменьшением возникающего пересыщения пара (стр. 140) либо путем уменьшения количества кислоты, подаваемой на орошение баиши, либо повышением температуры орошающей кислоты. В первом случае повышение температуры поверхности конденсации обусловлено большим разогревом кислоты в нижней части башни, т. е. в начальной стадии процесса, когда происходит конденсация паров серной кислоты в объеме. [c.281] На рис, 9-7 изображена схема конденсации паров серной кислоты в башне, на орошение которой направляется только часть кислоты, подаваемой касссом, остальная кислота смешивается с кислотой, вытекающей из башни 1 (байпас). В этом случае температура кислоты, вытекающей из башни, повысится, но в хо- лодильник 2 кислота поступает при той же температуре, что и в обычной схеме работы башни. [c.281] Расчет башни-конденсатора. При проектировании установок мокрого катализа с использованием сероводородного газа высокой концентрации размеры конденсационной башни рассчитывают по данным процесса теплопередачи (без учета конденсации паров серной кислоты в объеме и образования тумана). [c.281] Ниже приведена примерная схема такого расчета. [c.281] Состав и количество газа на входе в башню приведены в табл. 49. [c.282] Примечание. В расчете приняты исходные данные, приведенные на стр. 281, 282. [c.284] Из данных таблицы следует, что при температуре кислоты на входе в башню 50 °С с уменьшением количества орошающей кислоты содержание тумана в газе после башни уменьшается, а радиус капель тумана увеличивается. Он еще более увеличивается с повышением температуры орошающей кислоты на входе в башню, при температуре орошения 130 °С туман в башне не образуется. [c.284] Отсюда можно сделать следующий важный вывод путем уменьшения количества кислоты, орошающей башню-конденсатор, или повышения температуры кислоты на входе в башню можно понизить количество образующегося тумана и даже полностью устранить туманообразование. В зависимости от содержания паров серной кислоты в поступающем газе такие условия могут быть созданы в одной или в нескольких последовательно соединенных башнях. [c.284] При добавлении в газ воздуха для снижения температуры в контактном аппарате возрастает объем газа, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления и расхода электроэнергии на его преодоление. Поэтому на входе в контактный аппарат концентрацию SOg поддерживают выше оптимальной, а на последних стадиях контактирования добавляют такое количество воздуха, чтобы содержание Og в газе приближалось к оптимальному. [c.284] Отходяишо камеры. В первой камере температура и концентрация кислоты такие, что пары серной кислоты конденсируются на поверхности без образования тумана. Во второй и третьей камерах пары частично конденсируются в объеме, образуя туман, который выделяется из газа в электрофильтре 2. Температура в камерах барботажного конденсатора регулируется путем изменения количества подаваемой в них воды. При испарении воды поглощается большое количество тепла, что вызывает понижение температуры в камерах пары воды вместе с отходящими газами отводятся в атмосферу. Продукционная кислота вытекает из первой камеры, охлаждается в холодильнике 5, поверхность которого примерно в 15 раз меньше поверхности холодильников, устанавливаемых в схеме с башней-конденсатором, так как основное количество выделяющегося тепла расходуется на испарение воды. [c.286] Вернуться к основной статье