Установка для производства серной кислоты

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению производства серной кислоты контактным методом из серосодержащего сырья. Цель изобретенияповышение экономичности установки за счет снижения капитальных затрат и снижения гидравлического сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что в установке для производства серной кислоты по методу одинарного или двойного контактирования под давлением каталитические активные элементы, на которых происходит конверсия диоксида серы в триоксид, установлены между секциями 3 и 5 пароперегревателя котла-утилизатора. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P ЕСПУБЛИК (я)5 С 01 В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 о (л)

Cd о

Впзф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777140/26 (22) 03,01,90 (46) 23.09,92. Бюл. N 35 (71) Харьковский политехнический институт и Научный институт удобрений и инсектофунгицидов Научно-производственного объединения "Минудобрения" (72) В,И, Тошинский, Е.В. Муравьев, Н.Н, Видякин, Н.М.Шуваева, P,В. Еременко, Г,В. Масловский и И.В, Горбатенко (56) Васильев Б.Т. и др, Технология серной кислоты. М.: Химия, 1985, с. 130 — 136, Проект производства серной кислоты для Череповецкого ПО "Аммофос", Объект

N.22016,,M,: Гипрохим, 1987, Ы, 1763360 А1 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению производства серной кислоты контактным методом из серосодержащего сырья. Цель изобретения — повышение экономичности установки за счет снижения капитальных затрат и снижения гидравлического сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что в установке для производства серной кислоты по методу одинарного или двойного контактирования под давлением каталитические активные злементы, на которых происходит конверсия диоксида серы в триоксид, установлены между секциями 3 и 5 пароперегревателя котла-утилизатора. 1 ил, 1763360

55

Изобретение относится к области производства серной кислоты контактным методом из серосодержащегасырья, а именно к аппаратному оформлению указанного производства.

Известна установка производства серной кислоты по методу двойного контактирования (ДК), включающая печь.для сжигания серусодержащего сырья, преимущественно серы, контактные аппараты с несколькими горизонтально расположенными слоями ванадиевого катализатора, теплообменниками и абсорберы.

Недостатком установки является высокая себестоимость серной кислоты из-за значительных капитальных затрат и большого расхода электроэнергии, затрачиваемой на преодоление сопротивления слоев катализатора и газового тракта установки, а также значительный выброс вредных веществ в окружающую среду, Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам является установка производства серной кислоты по методу ДК под давлением 7,0 МПа, включающая печь для сжигания серосодержащего сырья, преимущественно серы, котел-утилизатор с двумя ступенями пароперегревателя, контактные аппараты со слоями ванадиевого катализатора и абсорберы.

Данная установка имеет существенные преимущества по сравнению с известной как экологически более чистая. Однако она недостаточно экономична; удельные капитальные затраты составляют 35,6 руб/т мнг, суммарное гидравлическое сопротивление

2,5 кг/см .

Цель изобретения — повышение экономичности установки за счет снижения капитальных затрат и гидравлического сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно снабжена каталитически активными элементами, установленными между ступенями пароперегревателя котла-утилизатора, Отличие предлагаемой установки от известных. на сегодня технических решений заключается во введении новых функциональных взаимосвязей котла-утилизатора и контактных аппаратов установки, На чертеже схематически изображена заявляемая установка, включающая печь 1 для сжигания серы, испарительный блок 2 котла-утилизатора, блок 3 второй ступени пароперегревателя (по ходу пара), каталитически активные элементы 4, блок 5 первой ступени пароперегревателя (по ходу пара) котла-утилизатора, газоп ровод 6 технологического газа, контактный аппарат 7 со слоем ванадиевого катализатора (I ступень), теплообменник 8 технологического газа, водяной экономайзер 9 котла-утилизатора, абсорбер 10, контактный аппарат 11 с двумя слоями ванадиевого катализатора (II ступень); линию 12 питательной воды, барабан

13 котла-утилизатора, пароохладитель 14.

Установка работает следующим образом, В печь под давлением подается воздух и жидкая элементарная сера. В печи сера сгорает и превращается в диоксид серы. Высокотемпературный технологический газ, содержащий диоксид серы, направляется через испарительный блок 2 котла-утилизатора и блок 3 второй ступени пароперегревателя (по ходу пара) на каталитически активные элементы 4.

При этом технологический газ охлаждается котловой водой и пароводяной смесью, проходящих по трубам испарительного блока 2, а затем перегретым паром, проходящим по трубам блока 3 второй ступени пароперегревателя. На каталитически активных элементах 4 осуществляется конверсия диоксида серы в триоксид серы и подогрев технологического газа, Следует отметить, что в зависимости от заданных при проектировании условий, необходимых для обеспечения оптимального технологического режима с высокими конечными степенями превращения (XK=0,9995 — 0,9998), каталитическая реакция на элементах 4 может осуществляться как в адиабатных, так и в изотермических условиях. В зависимости от требований каталитически активные элементы 4 могут выполняться в виде слоя гранулированного катализатора или в виде охлаждаемых изнутри труб, на наружную поверхность которых нанесен слой каталитически активного вещества, Подогретый при прохождении элементов 4 технологический газ, содержащий диоксид и триоксид серы, направляется к блоку 5 первой ступени пароперегревателя, Проходя через блок 5 технологический газ снова охлаждается (паром, проходящим пс трубам блока 5), до температуры, которая требуется для обеспечения оптимальногс режима работы в слое ванадиевого катализатора, и по газопроводу 6 направляется контактному аппарату 7(! ступень), При прохождении слоя ванадиевого катализатора аппарате 7 обеспечивается дальнейшее окисление технологического газа (с учетом превращения на элементах 4 степень пре вращения Х> может достигать 83,5%). Затеь технологический газ направляется чере:теплообменник 8 (в котором технологиче скими газами, идущими на II ступень контак.

1763360

Составитель B,Toøèíñêèé

Редактор Т.Куркова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Бучок

Заказ 3424 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 тирования), через водяной экономайзер 9 котла-утилизатора (в котором охлаждается питательной водой котла-утилизатора) в абсорбер 10, В абсорбере 10 выделяется образовавшийся при прохождении элементов 4 5 и аппарата 7 триоксид серы. Технологический газ, подогретый в теплообменниках 8, направляется в аппарат 11 с двумя слоями катализатора (II ступень контактирования).

В аппарате 11 осуществляется конверсия 10 диоксида серы в триоксид до конечной ступени превращения (XK=99,95,). Затем газ последовательно проходит через теплообменник 8, водяной экономайзер 9, в которых охлаждается и поступает s абсорбер 10, в 15 котором выделяется триоксид серы, образо- вавшийся в аппарате 11, Отработанный охлажденный технологический газ выбрасывается в атмосферу. Одновременно питательная вода, нагретая в водяном эко- 20 номайзере 9, по линии 12 питательной воды направляется в барабан 13 котла-утилизатора. Из барабана 13 вода поступает в испарительный блок 2 котла-утилизатора, насыщенный пар — в блок 5 первой ступени 25 пароперегревателя. Затем в блок 3 второй ступени пароперегревэтеля и направляется к потребителю. Регулирование температуры перегрева пара обеспечивается пароохладителем 14. 30

Технический эффект предлагаемой установки производства серной кислоты заключается в следующем. Размещение каталитически активных элементов между ступенями пароперегревателя дает возможность уменьшить объем ванадиевого катализатора в аппаратах ступени контактирования и уменьшить сопротивление газового тракта установки.

Одновременно в результате конверсии диоксида серы на контактных элементах увеличивается доля высокопотенциального тепла, которая используется в зоне пароперегревателя котла-утилизатора, и снижается доля, используемая в водяном экономайзере. При таким перераспределении подвода тепла по газовому тракту котла-утилизатора обеспечивается снижение удельной металлоемкости пароперегревателя и повышение надежности установки (a результате снижения степени кипения питательной воды в водяном экономайзере).

Формула изобретения

Установка для производства серной кислоты под давлением, включающая печь для сжигания серосодержащего сырья, котел-утилизатор с двумя ступенями пароперегревателя, контактные аппараты со слоями катализатора и абсорберы, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения экбномичности установки за счет снижения капитальных затрат и гидравлического сопротивления, она дополнительно снабжена каталитически активными элементами, установленными между ступенями пароперегревателя котлаутилизатора,