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PROCEDE DE FABRICATION DIACIDE SULFURIQUE PAR CONTACT.
Dans la combustion ou le grillage de combinaisons sulfureuses pour la fabrication diacide sulfurique on emploie un excès dair qui est nécessai- re pour l'obtention de transformation aussi grandes que possible par oxyda- tion par contact de SO2 en SO3 Le gaz de combustion, respectivement de gril- lage, est, suivant les besoins, dépoussiéré, refroidi, lavé, débarrassé du brouillard et séché avec de l'acide sulfurique concentré venant du circuit de la tour d'absorption pour SO3 Le séchage est nécessaire pour empêcher la formation de brouillards d'acide sulfurique après l'oxydation par contact, brouillards dont le dégagement produirait des difficultés dans l'absorption subséquente.
Dans 1?oxydation par contacta il s'agit de chauffer dabord le gaz de combustion, respectivement de grillage, à la température initiale pour laquelle le catalyseur est actif. En cutre, il faut veiller à un bon refroidissement pendant la catalyse ou entre les diverses couches de contact, pour obtenir la température la plus favorable pour avoir la plus haute pres- sion partielle de SO3 dans la réaction d'équilibre g
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Bien que, donc le gaz de départ doive (11' abord être préchauffe con- sidérablement, il faut d'autre part que l'élévation de température soit amenée à rétrograder aussi vite que possible par la réaction.
Tandis qu'une partie de la chaleur de réaction de 1-'oxydation cata- lytique sert dans des échangeurs de chaleur en dehors de 19appareil de con- tact pour préchauffer le gaz de départe 1-'autre partie est enlevée par re- froidissement des parois extérieures de 1?appareil de ocntaet lui-même au moy- en d'air. Par suite de la mauvaise transmission de la chaleur par les gaz il
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faut pour cela de grandes surfaces, nervures de refroidissement et enve- loppes doubles qui rendent difficiles la fabrication et l'entretien des ap- pareils de contact qui à part cela sont simples, -et augmentent le poids de la construction.
Déjà en !S'année 1934 on a proposé de mélanger de !S'air au mélange siège de la réaction entre les diverses couches de contact pour abaisser la température. Ce mode de travail n'est cependant pas d'application en prati- que, parce qu'en même temps que de l'air on introduit de l'humidité qui for- me de 1-'acide sulfurique qui ne peut être retenu dans l'absorption. C'est pourquoi on a proposé ensuite de mélanger, au lieu d'air, du propre gaz de sortie de l'installation.. A ce la est relié toutefois l'avantage de l'emploi d'un gaz de refroidissement très bon marché, parfaitement sec.
Mais il est dominé par l'inconvénient que la teneur en oxygène dans la catalyse est plus basse que dans un gaz de même concentration qui ne contient que de l'air en excès. 'Cette différence dans la teneur en oxygène entraîne une moindre trans- formation de l'SO2 en SO3
On a trouvé à présent que le mélange d'air ou gaz déjà partielle- ment catalysé peut être réalisé sans cet inconvénient lorsque l'air de com- bustion ou de grillage pour les composés sulfureux peut être diminué de la quantité nécessaire pour le mélange et que l'air à mélanger est séché avec de l'acide sulfurique concentré venant du circuit de la tour d'absorption.
De cette manière, le circuit acide de l'absorption n'est pas chargé de plus, mais plutôt de moins d'humidité d'air ou de gaz que dans le mode de travail connu jusqu'à présent. La combustion ou le grillage avec un excès d'air di- minué à cet autre avantage, qu'il se produit moins d'SO3 et par suite de moindres pertes par la formation diacides de lavage salis, que jusqu'à pré- sent.
L'appareillage doit à vrai dire être augmenté d'une tour de sécha- ge de l'air, mais les dispositifs pour le dépoussiérage électrostatique, pour le refroidissement, le lavage, l'enlèvement des brouillards et le séchage du gaz de grillage ou de combustion peuvent être diminuées de manière correspon- dante.
La différence est considérable, car lorsque l'on fabrique par exemple du gaz de grillage avec 8 au lieu de 6 % en volume de SO2' il suffit de pré- voir lesdits appareils pour un rendement inférieur de 25 %, tandis que la tour supplémentaire de séchage est à dimensionner pour une quantité d'air qui s'élève au 1/3 du volume de gaz de grillage avec 8 % de SO2
Une autre forme d'exécution du mode de travail suivant la présen- te invention consiste en ce que l'air à apporter en mélange dans 1-'appareil de contact est utilisé préalablement pour récupérer l'SO2 qui est entré en solution dans le lavage et le séchage du gaz de grillage.
Lorsque l'air re- prend alors éventuellement de l'humidité de 19acide de lavage et la cède à l'acide sec, toute la quantité d'eau reprise de ce fait au gaz de grillage et à l'air par l'acide sec n'est pas supérieure à ce qui a lieu dans le mo- de de travail adapté jusqu'à présent. Cette forme d'exécution a l'avantage que la tour nécessaire de toute façon pour le dégazage de Il'acide sec est utilisée pour le séchage de l'air à mélanger dans l'appareil de contact.
Comme l'air reprend alors moins que 0,5 % en vol de SO il n'influence que de manière insignifiante la transformation de SO2 en SO3.
Au lieu d'insuffler dans !S'appareil de contact de l'air séché pour abaisser la température, on peut aussi mélanger directement, au gaz déjà par- tiellement catalysé, une'partie de Pair de grillage purifié, refroidi et séché en évitant le pré chauffage. Dans le préchauffage de toute la masse de gaz de grillage avec par exemple 7 7.
en volume de SO2 à la température initiale de 4100 et une transformation dans les deux premières couches de con- tact,de 75 %, la température du gaz monterait à 565 ,s'il n'y avait pas de refroidissement d'enveloppe- Si au contraire on ne préchauffe que 85 % de la masse de gaz de grillage à 4100., et qu'après la première couche de con- tact on mélange 9 % et après la seconde couche de contact, 6 % du gaz de
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grillage avec 30 , la température des gaz ne monte qu'à 512 dans des con- ditions à part cela pareilles.
Pour abaisser la température du gaz catalysé: après les autres couches de contact, le mélange de gaz de grillage frais seul n'est plus approprié car sans cela une partie du SO2 introduit subséquemment ne serait pas transformé en SO Mais la combinaison du mélange d'une fraction de gaz de grillage froid t d'air de la tour de dégazage pour l'acide sec a l'avantage particulier que la tour de dégazage peut être maintenue aussi petite que le permet son but originel.
Si l'on prépare du gaz 8 2 par combustion de soufre sec avec de l'air sec et quaprès amenée à la température initiale du contact on oxyde en SO , il faut d'après la présente invention dériver une partie de 19 air sec et la mélanger en gaz déjà partiellement catalysé pour abaisser la tem- pérature dans 1?appareil de contacte Dans ce cas il n'est besoin d'aucun ap- pareillage supplémentaire, pour sécher l'air à mélangero
Pour Inexécution du mode de travail suivant la présente inven- tion, il convient par exemple d'employer des tubes annulaires avec des ou- vertures dirigées latéralement'ou vers le haut.
Le gaz froid s'écoulant de cette manière transversalement par rapport à; ou en sens opposé à celui du mouvement propre de gaz dans l'appareil de contact se mélange intimement aux gaz de la réaction. Les dispositifs pour le mélange du gaz froid sont avantageusement agencés entre les couches de contact. La disparition des nervures de refroidissement et des enveloppes de refroidissement conduit à d'importantes simplifications. constructives, car les appareils de contact peuvent à présent être réalisés comme de simples cuves à étages incorporés.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication diacide sulfurique par combustion ou grillage de substances de départ contenant du soufre, avec de Pair en excès, par oxydation catalytique de gaz de combustion ou de grillage préchauffé pu- rifié suivant besoins, refroidi, séché avec de l'acide sulfurique concentré et en courant-de sens contraire au gaz catalysé et absorption de l'SO3 dans de l'acide sulfurique concentré contenant de Peau, caractérisé en ce qu'une partie de le'air en excès est séché au moyen diacide sulfurique concentré et, en évitant toutes les opérations utilisées auparavant mélangé directement au gaz déjà catalysé partiellement, pour produire les températures de réac- tion optima dans l'appareil de contact.
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SULFURIC DIACID MANUFACTURING PROCESS BY CONTACT.
In the combustion or roasting of sulphurous combinations for the manufacture of sulfuric acid an excess of air is used which is necessary to obtain as large a transformation as possible by contact oxidation of SO2 into SO3 The combustion gas, respectively grilling, is, as necessary, dusted, cooled, washed, freed of mist and dried with concentrated sulfuric acid from the absorption tower circuit for SO3. Drying is necessary to prevent the formation of mist sulfuric acid after contact oxidation, mists the release of which would cause difficulties in subsequent absorption.
In contact oxidation it is a matter of first heating the combustion gas, respectively roasting, to the initial temperature at which the catalyst is active. In addition, it is necessary to take care of a good cooling during the catalysis or between the various contact layers, to obtain the most favorable temperature for having the highest partial pressure of SO3 in the equilibrium reaction g
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Although, therefore, the starting gas must first be preheated considerably, the rise in temperature must on the other hand be caused to downshift as quickly as possible by the reaction.
While part of the heat of reaction from the catalytic oxidation is used in heat exchangers outside the contact apparatus to preheat the starter gas, the other part is removed by cooling the gas. outer walls of the ocntaet itself with air. Due to the poor transmission of heat by the gases it
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This requires large surfaces, cooling ribs and double casings which make it difficult to manufacture and maintain contact devices which apart from that are simple - and increase the weight of the construction.
Already in 1934 it was proposed to mix air with the mixture where the reaction occurs between the various contact layers in order to lower the temperature. However, this working method is not applicable in practice, because at the same time as air is introduced moisture which forms 1-sulfuric acid which cannot be retained in the air. absorption. This is why it was subsequently proposed to mix, instead of air, the installation's own outlet gas. However, this has the advantage of using a very inexpensive cooling gas. , perfectly dry.
But it is dominated by the disadvantage that the oxygen content in the catalysis is lower than in a gas of the same concentration which contains only excess air. 'This difference in the oxygen content results in less conversion of SO2 into SO3
It has now been found that the already partially catalyzed air or gas mixture can be achieved without this drawback when the combustion or roasting air for the sulphurous compounds can be reduced by the amount necessary for mixing and that the air to be mixed is dried with concentrated sulfuric acid coming from the circuit of the absorption tower.
In this way, the acid absorption circuit is not loaded with more, but rather less humidity of air or gas than in the working mode known until now. Combustion or roasting with a reduced excess of air has this further advantage, that less SO3 is produced and as a result of less losses through the formation of dirty washing acids, than hitherto.
The apparatus must in fact be supplemented by an air drying tower, but the devices for electrostatic dedusting, for cooling, washing, removing mists and drying the roasting gas or combustion can be correspondingly reduced.
The difference is considerable, because when one manufactures for example roasting gas with 8 instead of 6% by volume of SO2 'it suffices to provide said apparatus for a lower efficiency of 25%, while the additional tower of the drying chamber must be sized for a quantity of air which amounts to 1/3 of the volume of roasting gas with 8% SO2
Another embodiment of the working mode according to the present invention consists in that the air to be mixed in the contact apparatus is used beforehand to recover the SO2 which has entered into solution in the washing. and drying the roasting gas.
When the air then eventually picks up moisture from the washing acid and gives it to the dry acid, all the water quantity thereby taken up to the roasting gas and to the air by the dry acid. is not superior to what takes place in the adapted working mode so far. This embodiment has the advantage that the tower necessary anyway for the degassing of the dry acid is used for drying the air to be mixed in the contact apparatus.
As the air then takes up less than 0.5% by volume of SO it only influences the transformation of SO2 into SO3 in an insignificant way.
Instead of blowing the contact apparatus with dried air to lower the temperature, it is also possible to mix directly, with the gas already partially catalyzed, a portion of the air of purified, cooled and dried roasting, avoiding pre-heating. In the preheating of the whole mass of roasting gas with for example 7 7.
by volume of SO2 at the initial temperature of 4100 and a transformation in the first two contact layers, of 75%, the gas temperature would rise to 565, if there was no envelope cooling- Si on the contrary, only 85% of the mass of roasting gas is preheated to 4100., and after the first contact layer 9% is mixed and after the second contact layer 6% of the gas.
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roasting with 30, the gas temperature rises only to 512 under conditions other than that.
To lower the temperature of the catalyzed gas: after the other contact layers, the mixture of fresh roasting gas alone is no longer suitable because otherwise part of the SO2 introduced subsequently would not be transformed into SO But the combination of the mixture of a fraction of cold roast gas t air from the dry acid degassing tower has the particular advantage that the degassing tower can be kept as small as its original purpose permits.
If gas 8 2 is prepared by combustion of dry sulfur with dry air and after bringing it to the initial contact temperature it is oxidized to SO, it is necessary according to the present invention to derive part of the dry air and mix it in gas already partially catalyzed to lower the temperature in the contact device In this case no additional equipment is needed to dry the air to be mixed.
In order to carry out the working mode according to the present invention, for example annular tubes with openings directed laterally or upwards should be employed.
The cold gas flowing in this manner transversely to; or in the direction opposite to that of the natural movement of gas in the contact apparatus, mixes intimately with the reaction gases. The devices for mixing cold gas are advantageously arranged between the contact layers. The disappearance of cooling ribs and cooling envelopes leads to significant simplifications. constructive, because the contact devices can now be realized as simple tanks with built-in stages.
CLAIMS.
1. Process for the production of sulfuric acid by combustion or roasting of starting substances containing sulfur, with excess air, by catalytic oxidation of combustion gases or preheated roasting purified as required, cooled, dried with acid concentrated sulfuric acid and counter-current to the catalyzed gas and absorption of SO3 in concentrated sulfuric acid containing water, characterized in that part of the excess air is dried by means of concentrated sulfuric acid and , avoiding all the operations used previously mixed directly with the gas already partially catalyzed, to produce the optimum reaction temperatures in the contact apparatus.