CS263537B1

CS263537B1 - Způsob sušení vzduchu při výrobě kyseliny sírové

Info

Publication number: CS263537B1
Application number: CS873705A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Cermak; Zdenek Ing Csc Krivsky; Vlastimil Ing Csc Bartel; Jaroslav Ing Lukes; Vladimir Ing Csc Veverka; Antonin Ing Forejt
Original assignee: Frantisek Ing Cermak; Zdenek Ing Csc Krivsky; Vlastimil Ing Csc Bartel; Lukes Jaroslav; Vladimir Ing Csc Veverka; Forejt Antonin
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1987-05-21
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS370587A1

Abstract

Způsob sušení vzduchu při výrobě kyseliny sírové ze síry kontaktním způsobem, při kterém se proud vzduchu v místě výstupu ze sušící věže uvádí dó styku s kyselinou sírovou o nátokové koncentraci x 93 až 98,5 % hinot. a teplotě nižší než je teplota t daná vztahem t = 0,011589 . e°,°9412.xj kde tax mají shora uvedený význam, přičemž v rozmezí nátokové koncentrace 94<x<98 % hmot. kyseliny sírové je teplota vyšší než 70 °C a při nátokové konc. kyseliny sírové 93 až 94 % hmot. a 98 až 98,5 % hmot. je teplota vyšší než 50 °C.

Description

(54)

Způsob sušení vzduchu při výrobě kyseliny sírové

Způsob sušení vzduchu při výrobě kyseliny sírové ze síry kontaktním způsobem, při kterém se proud vzduchu v místě výstupu ze sušící věže uvádí dó styku s kyselinou sírovou o nátokové koncentraci x 93 až 98,5 % hinot. a teplotě nižší než je teplota t daná vztahem t = 0,011589 . _e°,°9412.x_j kde tax mají shora uvedený význam, přičemž v rozmezí nátokové koncentrace 94<x<98 % hmot. kyseliny sírové je teplota vyšší než 70 °C a při nátokové konc. kyseliny sírové 93 až 94 % hmot. a 98 až 98,5 % hmot. je teplota vyšší než 50 °C.

-/)263 537

Vynález se týká způsobu sušeni vzduchu při výrobě kyseliny sirové ze siry kontaktním způsobem.

vádí uvedením vzduchu ve styk 9 3 <χ£ 98 hmot. % H S 0 . Sušení

Při výrobě kyseliny sírové ze síry je nutné snížit obsah vlhkosti ve vzduchu před vstupem do pece na spalováni siry anebo před vstupem do dmychadla obvykle pod hodnotu 0,1 g/Nm\ Vyšší obsah vlhkosti by zvýšil korozi reaktoru a dalších aparátů v místech nízkých teplot konverzního plynu. Sušení se pros kyselinou sirovou o koncentraci se realizuje v absorbérech různých typů, nejčastěji v protiproubových plněných kolonách, ale používají se i Venturiho pracky a další aparáty. V plněných kolonách se přenos vlhkosti z olynu do kyseliny sírové děje na mezifázovém povrchu, vytvořeném kyselinou stékající po výplňových telí skácfy napr. Raschigových nebo Pa 11-kroužcích, různých druzích sedel apod. Výplňová tělíska mohou být vyrobena bud z porcelánu, ke rami ky, nebo plastů. Teplota natékající kyseliny se tradičně voli 40®50°C a je shora omezena z obavy z koroze aparátů sušičového okruhu vlivem horké kyseliny sirové, dále zvýšením rosného bodu kyseliny sírové v konversních plynech. Protiproudé sušičové věže výroben kyseliny sirové mají obvykle dostatečně vysokou vrstvu výplně, takže na horním průřezu výplně dochází prakticky k vyrovnáni teplot mezi natékající kapalinou a vystupujícím plynem a obsah vodní páry ve vystupujícím plynu se blíží rovnovážné tenzi vody nad kyselinou o koncentraci a teplotě natékající kyseliny sirové.

Nevýhodou sušení vzduchu kyselinou sírovou o teplotě 40 až 50°C jsou mimo jiné vysoké nároky na potřebu chladící vody

265 537 a chladicí plochy v důsledku malého teplotního rozdílu mezi chladicí vodou a kyselinou a dále to, že odpovídající nízká teplota vysušeného vzduchu způsobuje zvýšené riziko koroze zařízení. Tyto nedostatky jsou pouze zčásti odstraněny postupem podle čs. AO č. 193 743, kde se sušeni provádí kyselinou sírovou při koncentraci natékající kyseliny 94 až 98 7. hmot. a teplotě 50 až 70°C.

Předmětem vynálezu je způsob sušeni vzduchu při výrobě kyseliny sirové ze siry kontaktním způsobem, při kterém se proud vzduchu v místě výstupu ze sušicí věže uvádí do styku s kyselinou sirovou o nátokové koncentraci x 93 až 98,5 % hmot. a teplotě nižší,než je teplota t daná vztahem t = 0,011589 . θ^θζ°9412.χ^ kde tax mají shora uvedený význam, přičemž v rozmezí nátokové koncentrace 94 x <( 98 7 hmot. kyseliny sirové je teplota vyšší než 70°C a ve zbytku intervalu nátokové koncentrace 93 až 98,5 % hmot. kyseliny sírové je teplota vyšší než 50°C. Uvedený vztah tedy udává křivku závislosti nejvyššich použitelných teplot natékající kyseliny sirové v závislosti na její koncentraci.

Část kyseliny sirové vytékající ze sušicí věže lze bez chlazení po úpravě koncentrace kyselinoi| příp. vodou, s výhodou znovu uvádět do styku s proudem sušeného vzduchu v místě jeho výstupu ze sušicí věže.

Je také výhodné, jestliže se alespoň jeden z aparátů sušičového okruhu anodicky chrání proti korozi. Tím se umožňuje používáni vyšších teptot v sušičových okruzích bez rizika koroze zařízení. Zvýšeni teplot v sušičovách okruzích kromě toho je umožněno například použitím účinných odlučovačů mlhy vkládaných za sušič nebo využitím nových konstrukčních materiálů, jako jsou například antikorozní slitiny, polytetrafluorethylen apod.

Nejvyšší použitelné teploty natékající kyseliny rostou s její koncentraci, nebot korozní odolnost většiny konstrukčních materiálů v oblasti koncentrace kyseliny sirové 93 až

263 >57

98,5 7. hmot. vzrůstá s rostoucí koncentraci kyseliny sirové.

Způsob sušení vzduchu podle vynálezu má radu výhod. Sníží se spotřeba chladící vody na chlazeni kyseliny, je možné proces provozovat s menši chladící plochou. Ve zvláštních případech /v zimních měsících/ je možné chlazeni kyseliny zcela vyřadit. Množství tepla, nepřevedeného mezi kyselinou a chladící vodou oproti dosavadnímu způsobu se využije k výrobě páry.

Bylo spočtenp, že zvýšeni teploty vysušeného vzduchu o í0°C odpovídá zvýšení výroby páry asi o 1 % , takže jestliže se např, sušení bude provozovat při teplotě natékající 98 7, hmot. kyseliny 80°C, zvýši se výroba páry proti současnému stavu /stejná koncentrace, ale teplota natékající kyseliny 50°C/ o 3 %.

Dále je vynález blíže objasněn na výkresu, ve kterém je znázorněno jedno z možných technologických schémat procesu, a na příkladech provedení.

Atmosferický vzduch 1_ vstupuje do protiproude sušící věže kde přichází do styku s natékající kyselinou sirovou _3. Vysušený vzduch vstupuje do výměníku tepla 5, kde je ohříván konversnim plynem č_. Vystupující konversní plyn 7 po odevzdáni tepla odchází do absorpční věže, která již na obr. není «naízorn,?na. Proud vzduchu 8 z výměníku 5 stouží ke spalování síry 9 v peci 10 na oxid siřičitý, který v proudu 11 postupuje k dalšímu zpracováni do výrobny.

Ze sušící věže 2_ vystupuje zředěná kyselina sírová 1 2 do směšovače 13 , kde se přídavkem technologické vody 1 4 a absorpční kyseliny 15 upravuje koncentrace kyseliny na požadovanou hodnotu /proud 16/ a udržuje se bilance vody. V chla diči 17 je převáděno přebytečné teplo kyseliny do chladicí vody 18 /ohřátá voda 19/. Odtud je přes předlohu 2 0 čerpána ochlazená kyselina 21 čerpadlem 22 zpět do sušícj věže 2_ /proud 3// přičemž část kyseliny 23 se odvádí z okruhu jako produkční kyseliny.

Využitím vynálezu se snižuje množství tepla předaného v chladiči 17 kyselinou 16 do chladicí vody 18. V optimálním

263 537 případě není potřeba proud kyseliny 1 6 chladit vůbec 3 ušetří se chladič 17.

Přiklad 1

Kyselina sírová _3, natékající do sušicí věže 2 s koncentraci 94 7. hmot. , má teplotu 80_z5°C. Hodnota molárního zlomku

30^ v plynném proudu 11, vystupujícím z pece 1 0_f j e 0,1, a vý- robna pracuje s konversi 0,98. Absorpční kyselina 15 z absorpčního okruhu přitéká do směšovače 13 s teplotou 50°C a koncentraci 98,5 7. hmot. !>o směšovače 13 se nepřidává voda 14. V chladiči 17 se proudu kyseliny 16 odebírá teplo Q = 10500 kJ na 1 kmol spalované siry /proud 9/. Vzduch £ vystupující ze sušící věže £ má teplotu 80_z5°C_z čímž se k výrobě páry převede proti běžně používanému způsobu /teplota vzduchu 4 40°C/ o 11700 kJ/kmol síry více.

Příklad 2

Kyselina sírová £ natéká do sušicí věže 2 o koncentraci 95 7. hmot. H^SO^ a teplotě 88_Z5°C. Výrobna pracuje se stupněm konverse 0_z98 a molární zlomek SO^ na výstupu z pece /proud 11/ je 0,1. bo směšovače 13 se nepřidává voda /proud 14/_z kyselina z absorpčního okruhu 1 5 má teplotu 50°C a koncentraci 98 _z 5 7. hmot. H^SO^. Potom proud kyseliny 16 se nechladi a ušetři se chladič 17. Teplo uvolněné v absorbéru se převádí do proudu vzduchu £ vystupujícího ze sušící věže £ s teplotou 88,6 °C a bude využito k výrobě páry. Ve srovnáni se současným stavem /teplota vzduchu 4 = 40°C/ se vzduchem 4_ převede k výrobě páry o 14045 kJ na každý kilogram spalované síry více.

Claims

PŘEDMĚT

VYNÁLEZU

1. Způsob sušení vzduchu při výrobě kyseliny sirově ze siry kontaktním způsobem, při kterém se proud vzduchu v místě výstupu ze sušicí věže uvádí do styku s kyselinou sírovou, vyznačený tim, ie se proud vzduchu uvádí do styku s kyselinou sírovou o nátokové koncentraci x 93 až 98,5 % hmot.

a teplotě nižší, než je teplota t daná vztahem t = 0,011589 . _e°/⁰⁹⁴¹²-*_z kde tax mají shora uvedený význam, přičemž v rozmezí nátokové koncentrace 94<ζχ<ζ 98 7. hmot. kyseliny sirové je teplota vyšší než 70°C a při nátokové konc. kyseliny sirové 93 až 94 7. hmot. a 98 až 98,5 7. hmot. je teplota vyšší než 50°C.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tim, že část kyseliny sirové vytékající ze sušicí věže se po úpravě koncentrace bez ochlazeni znovu uvádí do styku s proudem sušeného vzduchu v mistě jeho výstupu ze sušicí věže.
3. Způsob podle bodů 1 a 2_f vyznačený tim, že alespoň jeden z apa rátů sušičového okruhu se anodicky chrání proti korozi.