ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ из "Технология серной кислоты" За последнее десятилетие почти во всех странах мира (особенно в ряде развивающихся стран) производство серной кислоты значительно увеличилось, что обусловлено развитием отраслей промышленности, потребляющих серную кислоту (производство минеральных удобрений, химическая, нефтеперерабатывающая промышленности, черная и цветная металлургия и др.). Мировое производство серной кислоты в 1982 г. составило 140 млн. т против 89 млн. т в 1970 г. Увеличение выпуска серной кислоты сопровождалось техническим прогрессом производства. [c.245] Увеличение мощности единичных технологических линий позволяет уменьшить удельные капитальные вложения и эксплуа-тащюнные затраты, повысить производительность труда. По этим показателям эффективно также строительство нескольких технологических линий на одном предприятии (концентрация производств). В соответствии с этим во всех странах за последние 15 лет возросла единичная мощность сернокислотных систем, повысилась концентрация сернокислотных систем на одном предприятии. [c.246] Так в СССР за этот период мощность сернокислотных систем на колчедане (здесь и далее — в расчете на 100%-ную H2SO4—моногидрат возросла с 120 до 360 тыс. т/год, а на сере со 100 до 500 тыс. т/год. За рубежом наиболее крупные сернокислотные системы на колчедане эксплуатируются в Японии— 420—430 тыс. т/год, на сере — в США и ряде развивающихся стран Африки — 600—700 тыс. т/год. [c.246] Указанный рост единичных мощностей технологических линий достигнут в основном путем увеличения геометрических размеров аппаратов при сохранении примерно тех же скоростей газовых потоков и тех же значений гидравлического сопротивления всей системы в целом. Это привело к необходимости создавать аппараты очень больших размеров и при достиженпи некоторого предела — к усложнению внутренних конструкций аппаратов. Вся аппаратура становится чрезвычайно громоздкой и сложной в эксплуатации (увеличиваются простои системы и расходы на ремонт), возрастают удельные металло- и материалоемкость систем. Так, диаметр контактного аппарата сернокислотной системы на колчедане мощностью 360 тыс. т/год равен 14 м, высота — 28 м. [c.246] Строительство установок химической очистки отходящих газов требует дополнительных капитальных вложений, а также значительных эксплуатационных и особенно трудовых затрат. Кроме того, оно пе всегда возможно из-за отсутствия необходимого спроса на образующиеся побочные продукты. [c.247] Вопросы охраны природы от загрязнений промышленными выбросами приобрели в последние годы особую актуальность в связи с их пагубным воздействием на животный и растительный мир, на здания и сооружения. Особенно большой вред наносит диоксид серы, выбросы которого во всем мире исчисляются десятками миллионов тонн, в том числе и от контактных сернокислотных систем. Требования охраны окружающей среды являются решающим фактором в определении перспективности развития каждого направления в промышленности. Наряду с этим, выбросы ди- и триоксида серы, брызг и тумана серной кислоты с отходящими газами являются невосполнимыми потерями производства, уменьшающими степень использования сырья. [c.247] Поэтому совершенствование сернокислотного производства в направлении дальнейшего повышения степени контактирования (т. е. степени использования серы) снижения выбросов диоксида серы приобретает важное народнохозяйственное и природоохранное значение. [c.247] Для дальнейшего совершенствования сернокислотного производства в настоящее время большое значение приобретает снижение удельной металлоемкости сернокислотных систем, снижение расхода энергии, использование вторичных энергоре--сурсов. [c.247] Снижение удельной металлоемкости может быть достигнуто увеличением в аппаратах сернокислотной системы массовой скорости газовых потоков и концентрации диоксида серы в перерабатываемом газе, применением новых интенсивных процессов и аппаратов, оптимальной компоновкой аппаратов системы, рациональной схемой и аппаратурным оформлением теплообмена в контактном аппарате (за счет уменьшения поверхности теплообменников). Улучшение энергетических показателей систем возможно путем повышения концентрации диоксида серы в перерабатываемом газе, применения эффективных новых технологических схем и аппаратов, за счет более полного использования реакционного тепла (вторичных энергоресурсов). [c.247] В настоящее время в Советском Союзе эксплуатируются сернокислотные системы двойного контактирования ДК на колчедане производительностью 360 тыс. т/год и на сере производительностью 500 тыс. т/год, определяющие технический уровень сернокислотного производства страны. [c.247] Системы ДК не только обеспечивают снижение содержания SO2 в выхлопных газах за счет достижения более высоких значений окисления диоксида серы в контактных узлах (до 99,5— 99,8%), но и позволяет перерабатывать более концентрированный ио SO2 газ (до 10%). В результате производительность системы повышается на 20—25%. [c.248] Отечественные сернокислотные системы ДК производительностью 360 тыс. т/год (см. рис. 45) по техническому уровню соответствуют лучшим зарубежным системам на колчедане. В них комплексно использован весь отечественный опыт совершенствования и интенсификации сернокислотного производства. Печные отделения оснащены мощными печами для обжига колчедана в кипящем слое — КС-450, производительностью 450— 500 т/сут колчедана с утилизацией тепла его горения — получением пара энергетических параметров (450 °С 4,0 МПа), используемого для производства электроэисрг ии и для технологических нужд теплофикации. Очистка обжигового газа от пыли производится в 3-х польных электрофильтрах УГТ-3-30. Промывные отделения работают в испарительном режиме. Кислоты в циклах орошения сушильных башен и абсорберов охлаждаются в аппаратах воздушного охлаждения. Используются погружные насосы. Степень окисления SO2 в контактных аппаратах составляет 99,6—99,8%. [c.248] Сернокислотные системы (см. рис. 44), работающие на сере (проект и поставка ПНР), также соответствуют современному техническому уровню. В них используют камерные форсуночные печи, производительностью 500—550 т серы в сутки. Тепло горения серы и окисления SO2 утилизируется в системе водотрубного котла-утилизатора (с воздушными теплообменниками, экономайзерами, пароперегревателями). Охлаждение кислот производится в спиральных или пластинчатых теплообменниках. Система имеет компактную планировку. [c.248] Однако, рассмотренные системы имеют ряд существенных недостатков. Эти системы определяют современное техническое состояние сернокислотного производства, но не могут рассматриваться как перспективные для дальнейпгего развития сернокислотного производства. [c.249] Недостатками их являются высокая удельная металлоемкость, которая для систем на колчедане составляет 19,6 кг на 1 т годовой мощности, а для систем на сере — 9,0 кг высокие удельные энергозатраты недостаточное использование тепла реакции большие материальные и трудовые затраты на эксплуатацию производств серной кислоты. [c.249] Повышение концентрации диоксида серы является одним из важнейших факторов интенсификации сернокислотного производства, поскольку пропорционально повышению концентрации 50г увеличивается производительность сернокислотной системы при одновременном снижении потерь тепла реакции. Но при этом для достижения удовлетворительных выбросов диоксида серы с выхлопными газами необходимо иметь трех- и четырехступенчатое контактирование и абсорбцию. [c.249] Из-за высокого удельного тепловыделения при окислении концентрированного газа и невозможности отвода тепла из зоны реакции использование контактных аппаратов только с фильтрующими слоями катализатора затруднено и малоэффективно. Поэтому при разработке процесса производства серной кислоты пз концентрированных газов (до 50—70% 50г) для первой ступени конверсии ЗОг применен контактный аппарат с одним кипящим слоем износоустойчивого катализатора. Изотермичность кипящего слоя и высокие коэффициенты теплоотдачи обеспечивают возможность окисления концентрированного диоксида серы на 60—75% без перегрева катализатора и эффективное использование тепла реакции. После первой абсорбции триоксида серы газовая смесь разбавляется воздухом до концентрации 15—18% ЗОг и подается на последующее окисление по схеме ДК в контактный аппарат со стационарными слоями катализатора. [c.249] Обобщенные технологические показатели работы контактного узла для переработки концентрированного газа, полученные па опытной установке, приведены в табл. 48. [c.249] Для переработки запыленных газов, полученных от обжига колчедана, и отходящих газов цветной металлургии, представляет интерес так называемая короткая схема на колчедане — схема СО. Как известно, промывное отделение сернокислотного производства на колчедане является капиталоемким. При егО эксплуатации возникают серьезные трудности, поскольку требуется очистить отжиговый газ от всех примесей (огарковая пыль, мышьяк, фтор, туман серной кислоты), и аппараты отделения работают в условиях требующих специальной коррозионной защиты. В схеме СО заложены максимальные резервы упрощения аппаратурно-технологического оформления отделения очистки обжиговых газов. В ней отсутствуют промывные и сушильные башни и мокрые электрофильтры (рис. 84). [c.250] Проведенные исследования и опытные работы показали, что влияние содержащихся в обжиговом газе вредных примесей (Аз, НР, огарковая пыль, Н2О) на катализатор и, следовательно, на весь процесс, может быть устранено. [c.250] Вернуться к основной статье