AT286320B - Verfahren und Anlage zur Herstellung 60 bis 80%iger Schwefelsäure - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Herstellung 60 bis 80%iger SchwefelsäureInfo
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Description
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Verfahren und Anlage zur Herstellung von 60 bis 80% piger Schwefelsäure
EMI1.1
wurde.
Im Laufe der Schwefelsäureherstellung findet das Oxydieren von Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd in Gegenwart von einem Katalysator, z. B. Vanadinpentoxyd, vollständig statt. Wenn aber das das Schwefeldioxyd enthaltende Gas aus Pyritrösten stammt, dann muss es von den Verunreinigungen gereinigt werden, und die Investitionskosten der Gasreinigungsanlage können bis zur Hälfte der Investitionskosten der ganzen Anlage ausmachen. Findet das Oxydieren des Schwefels in Gegenwart von einem Eisenoxyd-Katalysator statt, so ist eine Gasreinigung nicht notwendig. Dieser Eisenoxydkatalysator sulfatisiert sich auf einer Temperatur unterhalb 6900C und deshalb kann höchstens eine Kontaktkonversion von 65% erreicht werden, weshalb dieser im allgemeinen nicht verwendet wird. Das Eisensulfat kann durch thermische Zersetzung zu Eisenoxyd rückgewandelt werden.
Es ist bekannt, dass, falls Schwefeldioxyd in einer ein wenig Mangan oder Eisen enthaltenden Lösung absorbiert wird, durch die Einwirkung des Sauerstoffes der Luft eine verdünnte 20 bis 30% igue Schwefelsäure entsteht.
Anderseits ist es bekannt, dass die thermische Zersetzung des Eisensulfats zur Zurückführung mit Eisenoxyd durch Verwendung der Fluidisation wesentlich beschleunigt werden kann. In der Fluidisationsanlage erreicht der Wärmeübertragungsfaktor (Koeffizient) zwischen dem Gas und der Anlagewand den Wert von 300 kcal/m2. Die Absorption von Schwefeltrioxyd in Schwefelsäure kann in
EMI1.2
; der Wärmeübertragungsfaktor zwischenKunstdünger wird häufig Mangan als Spurelement beigemengt, wodurch der Effekt des Mineraldüngers erhöht wird.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens für Schwefelsaureherstellung, welches die Anwendung einer Gasreinigung und eines separaten Katalysators vermeidet und eine Schwefelsäure mit einem Mangangehalt und einer Konzentration von 60 bis 80% ergibt.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Oxydieren von Schwefeldioxyd zu Schwefeltrioxyd in einer fluidisierten, als Katalysator angewendeten Pyritabbrandschicht verwirklicht werden kann und aus dem derart hergestellten Schwefeldioxyd-Schwefeltrioxyd-Gasgemisch durch
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Absorption des Schwefeldioxyds mittels einer Schaumschicht einer manganhaltigen Lösung eine 20 bis 30%ige Schwefelsäure gewonnen werden kann. Der eine Teil dieser Schwefelsäure kann zur Absorption des Schwefeltrioxydinhaltes des Gasgemisches und dadurch zur Herstellung der konzentrierten Schwefelsäure angewendet werden, wobei der andere Teil durch Ausnutzen des Wärmeinhaltes der Katalysatorschichte konzentriert werden kann.
Die derart gewonnenen Schwefelsäuren von verschiedener Konzentration können endlich zu einer 60 bis 80% igen Schwefelsäure vermischt werden.
Das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung von 60 bis 80% iger Schwefelsäure aus einem schwefeldioxydhaltigen Gas, vorzugsweise aus dem Röstgas des fluidisierten Pyritröstens, wobei das Gas bei hoher Temperatur mit einem Eisenoxydkatalysator in Berührung gebracht, das entstandene Schwefeltrioxyd in konzentrierter Schwefelsäure absorbiert und das zurückbleibende Schwefeldioxyd des Gases katalytisch in Lösungsphase in verdünnte Schwefelsäure umgewandelt wird, besteht nun darin, dass diese verdünnte Schwefelsäure oder ein Teil derselben mittels der bei der Absorption des mit Hilfe der Eisenoxydkatalyse gewonnenen Schwefeltrioxyds in konzentrierter Schwefelsäure frei gewordenen Wärme konzentriert und zur Absorption des Schwefeltrioxyds verwendet wird,
worauf die derart hergestellte konzentrierte Schwefelsäure mit dem andern Teil der katalytisch in Lösungsphase hergestellten verdünnten Schwefelsäure vermischt wird. Hiebei kann die Absorption des Schwefeltrioxyds mittels der katalytisch in Lösungsphase hergestellten und mittels Wärmewirkung konzentrierten Schwefelsäure in Schaumphase durchgeführt werden und die während der Absorption frei werdende Wärme derart von der katalytisch in Lösungsphase hergestellten verdünnten Schwefelsäure aufgenommen werden, dass die verdünnte Schwefelsäure in einem im Bereich der Schaumphase angebrachten Rohrsystem zum Strömen gebracht wird.
Das Wesentliche der erfindungsgemässen Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bildet ein Kiesabbrand- und Katalysatorturm sowie dessen Kühlrohrsystem und ein Absorptionsturm mit mindestens zwei übereinander angeordneten Flüssigkeitsräumen und die die Türme verbindende Röstgas- und Luftleitungen.
Das Kühlrohrsystem des Fluidisationsturmes besteht aus den in der unteren Röstschicht angeordneten Wasserrohren und aus den in der oberen Katalysatorschicht angeordneten, mit wärmeübertragenden Körnchen gefüllten Luftrohren. Der Absorptionsturm weist innen einen unteren, Schwefeltrioxyd absorbierenden Flüssigkeitsraum, einen diesen umgebenden, die verdünnte Schwefelsäure erwärmenden Raum sowie einen oberen Schwefeldioxyd absorbierenden Flüssigkeitsraum auf, wobei alle diese Räume über perforierte Unterlagen angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die als Beispiel eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Anlage darstellt, mit der das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt werden kann.
EMI2.1
der Rösterschicht--6--sind Kühlrohre--8--angeordnet, in denen Kühlwasser strömt, das aus den Kühlrohren in Dampfform entweicht. über dem Luftraum --9-- des Turmes --1-- ist eine perforierte Unterlage --10--
EMI2.2
--3-- aufwärtsIn der katalysatorschicht --11-- sind Kühlrohre --12-- angeordnet, durch die Kühlluft strömt. In den Rohren --12-- ist über der perforierten Unterlage --14-- ein körniger Wärmeträger - -13-- angeordnet, der seinen Wärmeinhalt durch die Rohre--12--an die strömende Luft abgibt.
Das die Katalysatorschicht-11-durchströmende Röstgas entweicht aus dem Turm - -1-- durch einen Rohrstutzen --14'-- in Form eines Schwefeldioxyd-Schwefeltrioxyd-Gemisches und gibt seine Staubverunreinigung in einem Zyklon --15-- ab, wonach es in den Absorptionsturm - eintritt. Der in der Katalysatorschicht --11-- sich ansammelnde Pyritabbrand wird kontinuierlich aus dem Turm--l--durch den Stutzen --16-- ausgetragen.
Das aus dem Zyklon--15--entweichende Röstgas tritt am unteren Teil des Absorptionsturmes --2-- ein und gibt, die über einer perforierten Unterlage --17-- angeordnete verdünnte Schwefelsäureschicht --18-- durchströmend, seinen Schwefeltrioxydgehalt ab. wobei das schwefeldioxydhaltige Gas aufwärts weiterströmt. Dieses Gas durchströmt eine perforierte Unterlage - -19--, eine Mangan enthaltende Lösung --20-- und einen Absorber --21--, in dem die Mangan enthaltende Lösung durch ein Rohr --22-- eingeführt wird. Das Endgas tritt aus dem Turm
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durch den Stutzen--23--aus.
Das Röstgas schäumt die Flüssigkeitsschichten--18 und 20-auf, wodurch die Absorption des Schwefeltrioxyds in der aufgeschäumten verdünnten Schwefelsäureschicht--18--und die Absorption
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--20-- beschleunigtVerteiler --25-- richtig eingestellt ist.
In der Anlage mit 1 t/Stundenleistung, d. h. 20 t/Tag, beträgt die Höhe des Luftraumes--4-- 0, 5 m, die Höhe der Röstschicht --6-- 1 m, die Höhe der Katalysatorschichte --11-- 1 mund Höhe des sich darüber befindenden Luftraumes 1 m. In dem Absorberturm--2--ist die Höhe des unteren Luftraumes 0, 7 m, die Höhe der Flüssigkeitsräume--18 und 26-- 1 m die Höhe des sich darüber befindenden Luftraumes 0, 6 m, die Höhe des Flüssigkeitsraumes --20-- 1 m und die Höhe des gefüllten Absorbers 0, 5 m. Der Energiebedarf der Anlage beträgt 60 kWh/t Schwefelsäure. Der Durchmesser der Rohre--8--ist 0, 1 m, wobei fünfzig solche Rohre angewendet werden.
Die Röstschicht hat einen Durchmesser von 2, 5 m, die Katalysatorschicht hat einen Durchmesser von 3, 4 m, die Kühlrohre einen Durchmesser von 0, 8 m, der Mantel einen Durchmesser von 1, 25 m und der Absorber einen Durchmesser von 2, 2 m.
In einer 10 Stundentonnen-, d. h. 200 Tagtonnen-Anlage, sind die Höhen und der Durchmesser der Kühlrohre --8-- dieselben, wobei 490 Kühlrohre vorgesehen sind. Der Durchmesser der Katalysatorschicht --11-- beträgt 11 m, der Flüssigkeitsschicht --18-- 2, 6 m, jener des Flüssigkeitsraumes--26--4 m und jener des Absorbers--21-7 m.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann die Katalysatorschicht --11-- mit perforierten Platten in zwei oder mehrere Teile getrennt werden un in diesen wird ein grobkörniger Pyritabbrand oder ein anderes Eisendioxyd enthaltendes Material fluidisiert. Der durch das Rohr--7--eingespeiste feinkörnige Pyrit tritt in dem durch den Stutzen--14'--entweichenden Gasstrom aus. In der grobkörnigen fluidisierten Schicht gelangen die sulfatisierten Körner infolge der vertikalen Wirbelung von Zeit zu Zeit aus der oberen Schicht in die unter Schicht von höherer Temperatur und werden dort durch thermische Zersetzung regeneriert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von 60 bis 80%iger Schwefelsäure aus einem schwefeldioxydhaltigen Gas, vorzugsweise aus dem Röstgas des fluidisierten Pyritröstens, wobei das Gas bei hoher Temperatur mit einem Eisenoxydkatalysator in Berührung gebracht, das entstandene Schwefeltrioxyd in konzentrierter Schwefelsäure absorbiert und das zurückbleibende Schwefeldioxyd des Gases katalytisch
EMI3.2
dass diese verdünnte Schwefelsäure oder ein Teil derselben mittels der bei der Absorption des mit Hilfe der Eisenoxydkatalyse gewonnenen Schwefeltrioxyds in konzentrierter Schwefelsäure frei gewordenen Wärme konzentriert und zur Absorption des Schwefeltrioxyds verwendet wird, worauf die derart hergestellte konzentrierte Schwefelsäure mit dem andern Teil der katalytisch in Lösungsphase hergestellten verdünnten Schwefelsäure vermischt wird.
EMI3.3
Claims (1)
- Schwefeltrioxyds mittels der katalytisch in Lösungsphase hergestellten und mittels Wärmewirkung konzentrierten Schwefelsäure in Schaumphase durchgeführt wird und die während der Absorption frei werdende Wärme derart von der katalytisch in Lösungsphase hergestellten verdünnten Schwefelsäure aufgenommen wird, dass die verdünnte Schwefelsäure in einem im Bereich der Schaumphase angebrachten Rohrsystem zum Strömen gebracht wird. EMI3.4 Kühlrohrsystem (8, 12) und einen Absorptionsturm (2) mit mindestens zwei übereinander angeordneten Flüssigkcitsräumen (18, 20) und die die Türme verbindenden Röstgas- und Luftleitungen.<Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 Kiesabbrand-und Katalysatorturmes (l) aus den in der unteren Röstschicht (6) angeordneten Wasserrohren (8) und aus der in der oberen Katalysatorschicht (11) angeordneten, mit wärmeübertragenden Körnchen (13) gefüllten Luftrohren (12) besteht. EMI4.2 innen einen unteren Schwefeltrioxyd absorbierenden Flüssigkeitsraum (18), einen diesen umgebenden, den flüssigen Schwefel erwärmenden und konzentrierenden Raum (26) sowie einen oberen Schwefeldioxyd absorbierenden Flüssigkeitsraum (20) aufweist, wobei alle diese Räume über perforierte Unterlagen (17, 19) angeordnet sind.Druckschriften, die das Patentamt zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik in Betracht gezogen hat : DT-AS 1 215 663
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