ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Одновременное получение серной кислоты и водорода из "Технология серной кислоты" Важным преимуществом сернокислотных систем, работающих под повышенным давлением, является возможность получать непосредственно в производстве серной кислоты триоксид, серы и высококонцентрированный олеум с содержанием до 65% свободного 50з, получение которых в настоящее время возможно лишь на специальных производствах олеума. [c.253] В семидесятые годы опытно-промышленные и промышленные испытания различных вариантов сернокислотного производства под давлением проводились во Франции, Канаде, Японии, США и других зарубежных странах. В последнее время в ряде стран строятся промышленные сернокислотные системы под давлением [158]. [c.253] Воздух сжимается компрессором до 5,5 (0,55 МПа), проходит сушильную башню и поступает в печь, куда также подается расплавленная сера, в процессе сжигания серы образуется газ концентрацией 12% SO2. Из печи газ направляется в котел-утилизатор, проходит газовый фильтр и затем при температуре 430 °С направляется в контактный аппарат. На первой стадии конверсии в процессе ДК работают три слоя катализатора, на второй стадии — один. Необходимые температурные режимы в слоях поддерживаются при помощи соответствующих теплообменников. Общая степень конверсии на двух стадиях составляет 99,85—99,9%. [c.254] Выходящий из конечного абсорбера газ при 80 °С проходит через два теплообменника, нагреваясь до 500°С, а затем поступает на турбину для сброса давления с получением энергии и в экономайзер для рекуперации тепла. Выхлопной газ при 150 °С через трубу выбрасывается в атмосферу. Турбина находится на одном валу с компрессором и покрывает две трети энергии, требуемой для работы компрессора, а одну треть — паровая турбина. [c.254] Загрузка ванадиевого катализатора в контактный аппарат — 42 тыс. л (70 л на 1 т суточной производительности, против 200 л в обычной системе), съем пара (440 °С, 4,0 МПа) — 0,975 т на 1 т выпускаемой кислоты, расход электроэнергии 55 кВт-ч/т. [c.254] Оригинальное решение сернокислотной установки, работающей с применением повышенного давления, предложено фирмой Кеметик интернациональ (Канада). Согласно канадской схеме, число аппаратов, обеспечивающих функционирование сернокислотной установки, меньше и последовательность некоторых стадий процесса, а также расположение оборудования несколько иные, чем в обычном контактном способе получения серной кислоты. [c.254] На рис. 86 приведена схема опытно-промышленной установки производительностью 250 т/сут (на сере), испытанной в Канаде. Воздух, поступающий в систему для сжигания серы и окисления SO2 в SO3, проходит через фильтр и при помощи компрессора сжимается до давления 0,78 МПа. Сжатый воздух проходит две ступени осушки грубую — в конденсаторе-охладителе (конденсат периодически выводится из этого аппарата) и тонкую — в сушильно-отдувочном агрегате. На его орошение из абсорбционного отделения поступает концентрированная серная кислота со значительным содержанием растворенного SO2. В качестве такого агрегата в системе применена обычная башня с насадкой, хотя и отмечается, что вместо нее могут быть использованы и аппараты других типов, включая скрубберы Вентури. Су-шильно-отдувочный агрегат работает при температуре 40—70 °С под давлением 0,78 МПа, причем часть кислоты, минуя холодильник, поступает на орошение через боковой ввод аппарата, а другая часть после охлаждения в холодильнике подается на орошение сверху. [c.254] Для отделения возможных механических примесей газ пропускается через газовый фильтр и поступает в 3-х слойный контактный аппарат, где происходит конверсия SO2 в SO3 (степень конверсии 99,7%). Затем газ охлаждается до 200 °С в экономайзере и поступает в холодильник-конденсатор, где конденсируется 80% содержащегося в нем SO3 и более 28% оставшегося не-окисленным SO2. В абсорбере, орошаемом 97—98%-ной серной кислотой, из газа практически полностью удаляются SO2 и SO3. [c.254] Сконденсированный SO3 добавляют полностью или частично к кислоте циркулирующей в системе орошения абсорбера. Отбор готовой продукци осуществляется после прохождения ею специального устройства для снижения давления. Предусмотрена возможность вывода из системы жидкого SO3. (после холодильника-конденсатора). Для получения олеума изменяется режим работы холодильника-конденсатора (на орошение впрыскивается холодная серная кислота). [c.255] После абсорбера выхлопной газ нагревается в теплообменниках контактного аппарата, вступает в теплообмен с газами установки для сжнгания серы, а затем расширяется в рекуперационной газовой турбине и сбрасывается атмосферу. Газовая турбина покрывает 857о мощности, требуемой для работы двух компрессоров, а остальные 15% требуемой мощности —за счет паровой турбины. [c.255] Особенностью процесса производства серной кислоты под повышенным давлением, разработанного фирмой IL, является ступенчатое изменение давления в сушильном (0,8 МПа) и абсорбционном (2,8 МПа) отделениях производства серной кислоты. Разность давлений в аппаратах используется дл отдувки растворенного SO2 воздухом и в сушильном отделении. Процесс конверсии газа является одностадийным, однако применение повышенного давления существенно увеличивает эффективность использования серы в производстве серной кислоты. Объединение циклов орошения сушильной башни и абсорбера и разница в давлениях в сушильной башне и абсорбере позволяет иметь всего один циркуляционный насос для их орошения. [c.255] Выход пара энергетических параметров в данной системе достигает 1,4 т на 1 т продукционной кислоты. Фирма считает, что капитальные вложения-на создание данной системы на 20—25% меньше соответствующих вложений на эквивалентную систему обычного типа ДК. а удельная металлоемкость-снижается в 3,5—4 раза. [c.255] Все рассмотренные системы под давлением имеют значительно меньше выбросов SO2 с выхлопными газами и приближаются к практически безотходным или являются таковыми, что видно из табл. 49. [c.256] В НИУИФ совместно с оргапизациями-соисполнителями — ЛТИ им. Ленсовета, МИХМ, МХТИ им. Д. И. Менделеева, ХПИ, ППИ и др. — на основе проведенных исследований всех процессов технологии серной кислоты и опытных работ разработаны эффективные сернокислотные системы на сере под повышенным давлением — прямоточная и циклическая с применением кислорода. [c.256] Прямоточная система, разработанная НИУИФ — МИХМ (рис. 87) использует турбокомпрессорный агрегат ГТТ-12 азот-нокислотной системы АК-72. [c.256] Воздух в турбокомпрессорном агрегате сжимается в 2-х ступенях до 1,2 МПа и направляется в печь для сжигания серы, куда через форсунки по-,чается также расплавленная сера. Образовавшийся в результате горения обжиговый газ с содержанием 11—12% SO2 проходит котел-утилизатор, где охлаждается до температуры 420—430 °С и направляется в контактный узел. Газ проходит последовательно 3 контактных аппарата (каждый с одним слоем катализатора) с установленными после них теплообменниками и направляется в промежуточный абсорбер, где образовавшийся триоксид серы поглощается с образованием серной кислоты. Затем газ нагревается в теплообменниках и поступает в контактный аппарат второй стадии контактирования. Конечная степень конверсии 99,92—99,95%. Во втором абсорбере происходит поглощение SO3, образовавшегося на второй стадии конверсии, после чего газ выбрасывается в атмосферу. [c.256] Затем газ нагревается в теплообменниках контактного узла до 500— -550 °С и поступает в топку, где сжигается природный газ в таком количестве, чтобы поднять температуру газа до 700 °С, и направляется в турбину турбо-компрессорного агрегата ГТТ-12, где отдает свою энергию для работы компрессора. [c.256] В этих условиях работа турбины полностью покрывает потребность в энергии компрессорной группы агрегата ГТТ-12. Получается замкнутая энерготехнологическая система. Газ после турбины проходит теплообменник или экономайзер и выбрасывается через выхлопную трубу. [c.256] Выполненное Гипрохимом по исходным данным НИУИФ а ТЭО на строительство сернокислотной системы под давлениел по прямоточной схеме мощностью около 700 тыс. т/год (система НИУИФ — МИХМ) подтвердили технико-экономическую эффективность этой системы (табл. 50). Расчеты показали также, что в системе НИУИФ — МИХМ топливно-энергетические затраты на производство кислоты значительно ниже (на 36,5%), чем в действующих современных сернокислотных системах на сере (проект и поставка ПНР), что видно из табл. 51. [c.258] Вернуться к основной статье