DE1258400B

DE1258400B - Contact kettle for the catalytic conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide

Info

Publication number: DE1258400B
Application number: DE1965M0066125
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Gusta Rowedder; Hugo Grimm
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1965-07-27
Filing date: 1965-07-27
Publication date: 1968-01-11

Description

Kontaktkessel für die katalytische Umsetzung von Schwefeldioxyd zu Schwefeltrioxyd Die Erfindung betrifft Kontaktkessel für die katalytische Umsetzung von Schwefeldioxyd zu Schwefeltrioxyd mit mehreren durch Trennböden oder Trennböden und Deckel oder Boden des Kontaktkessels begrenzten übereinanderliegenden Kontakträumen, in denen aus Kontaktmasse und gasdurchlässigen Tragböden bestehende Kontakthorden angeordnet sind, sowie Gaszufuhr- und Gasableitungsvorrichtungen zu den Gasräumen.Contact boiler for the catalytic conversion of sulfur dioxide too Sulfur trioxide The invention relates to contact kettles for catalytic conversion from sulfur dioxide to sulfur trioxide with several through dividing trays or dividing trays and top or bottom of the contact vessel limited contact spaces on top of each other, in which contact trays consisting of contact mass and gas-permeable supporting floors are arranged, as well as gas supply and gas discharge devices to the gas spaces.

Bei den heute in der Praxis allgemein gebräuchlichen Kontaktkesseln werden mehrere Kontakthorden übereinander angeordnet und von den S02 haltigen Gasen von oben nach unten nacheinander durchströmt. Da die Gase nach jeder Kontakthorde abgekühlt werden müssen, falls keine Einblasung eines Kühlmediums erfolgt, sind die einzelnen Horden durch Trennwände voneinander abgeschlossen, und die Gase werden jeweils in die so gebildeten Kontakträume oberhalb der Kontaktmasse eingeleitet und unterhalb aus dem Kontaktraum abgeleitet und gekühlt.With the contact kettles commonly used in practice today several contact trays are placed on top of each other and separated from the SO2-containing gases flows through one after the other from top to bottom. Since the gases after each contact tray must be cooled if no cooling medium is blown in the individual hordes are closed off from one another by partitions, and the gases are each introduced into the contact spaces formed in this way above the contact mass and discharged below from the contact space and cooled.

Es sind auch Vorschläge bekannt, bei denen die Gase in einige der Kontakträume von unten eingeleitet werden, die Kontaktmasse durchströmen und oberhalb der Kontaktmasse aus dem Kontaktraum abgeleitet werden.There are also proposals known in which the gases in some of the Contact spaces are introduced from below, flow through the contact mass and above the contact mass can be derived from the contact space.

Diese Kontaktkessel sind jedoch aus baulichen und wirtschaftlichen Erwägungen nur für Leistungen bis zu etwa 800 bis 1000 tato Monohydraterzeugung brauchbar.However, these contact boilers are structural and economical Considerations only for outputs of up to around 800 to 1000 tpd of monohydrate production useful.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser bekannten Kontaktkessel, die neben einer beträchtlichen Einsparung an Kosten bei den obengenannten Durchsatzleistungen auch ihre Verwendung für wesentlich höhere Durchsatzleistungen von 2000 tato Monohydrat und mehr gestattet.The invention relates to an improvement of these known contact kettles, in addition to a considerable saving in costs for the above-mentioned throughputs also their use for significantly higher throughputs of 2000 tpd monohydrate and more allowed.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch jeweils zwei in den Kontakträumen übereinander und gasseitig gesehen parallel geschaltet angeordnete Kontakthorden mit Zuleitung für einen Teilstrom des zu katalysierenden Gases jeweils oberhalb der oberen Kontakthorde, Zuleitung für den anderen Teilstrom unterhalb der unteren Kontakthorde und Ableitung für die katalysierten Gasströme im Raum zwischen den Kontakthorden des Kontaktraumes.The device according to the invention is characterized by in each case two in the contact spaces connected one above the other and in parallel as seen on the gas side arranged contact trays with feed line for a partial flow of the to be catalyzed Gas in each case above the upper contact tray, feed line for the other partial flow below the lower contact tray and discharge for the catalyzed gas streams in the space between the contact frames of the contact area.

Die Kontakträume werden durch zwei Trennwände bzw. einer Trennwand und dem Deckel oder Boden des Kontaktkessels gebildet. Nach einer Kühlung auf die Arbeitstemperatur des nächsten Kontaktraumes bzw. einer Zwischenabsorption des gebildeten S03 werden die aus dem Raum zwischen den Kontakthorden des Kontaktraumes abgeleiteten Gase in. derselben Weise in den nächsten Kontaktraum geleitet.The contact spaces are created by two partitions or one partition and the top or bottom of the contact vessel. After cooling on the Working temperature of the next contact space or an intermediate absorption of the one formed S03 are derived from the space between the contact trays of the contact area Gases passed into the next contact space in the same way.

Ein Kontaktraum mit zwei Kontakthorden entspricht also einem Kontaktraum mit einer Horde der bekannten Kontaktkessel.A contact area with two contact trays corresponds to one contact area with a horde of the well-known contact kettles.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind gekennzeichnet durch aus keramischem Material oder metallischem Material bestehende Trennböden.Further refinements of the device according to the invention are identified by dividing floors made of ceramic material or metallic material.

Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt gegenüber den bekannten Kontaktkesseln folgende wesentliche Vorteile: Bei gleichen Ausgangsbedingungen verringert sich die lichte Querschnittsfläche auf die Hälfte, während die Höhe nur etwa um 55 % zunimmt, wodurch sich eine Ersparnis an Kontaktkesselraum von über 251@/o ergibt. Die verhältnismäßig geringe Zunahme der Bauhöhe ergibt sich daraus, daß die gleiche Anzahl an Trennböden, die normalerweise die Kontaktböden und die Kontaktmasse tragen, benötigt werden. Infolge des wesentlich geringeren Durchmessers des erfindungsgemäßen Kontaktkessels können die Trennböden jedoch im Falle der Ausgestaltung als keramische Gewölbe mit einer geringeren Wölbung und Stärke und im Falle der Ausgestaltung aus Gußeisen oder Stahl mit geringerer Stärke und Tragkonstruktion ausgebildet werden.The arrangement according to the invention results in comparison with the known contact kettles the following main advantages: If the starting conditions are the same, it is reduced the clear cross-sectional area by half, while the height is only about 55% increases, resulting in a savings in contact boiler space of over 251 @ / o. The relatively small increase in height results from the fact that the same Number of dividing trays that normally carry the contact trays and the contact mass, are needed. As a result of the much smaller diameter of the invention However, in the case of the ceramic design, the separating floors can be contact kettles Vaults with a lesser curvature and strength and in the case of the design Cast iron or steel can be formed with less strength and supporting structure.

Durch die Teilung der Gaszuführung wird nur jeweils die obere Horde mit im Gas enthaltenen Verunreinigungen beladen, da die untere Horde infolge der Gasführung von unten nach oben, bedingt durch die Prallwirkung des Tragbodens und der Kontaktmassenschicht, von Verunreinigungen weitgehend frei bleibt, da die Verunreinigungen herunterfallen. Dadurch ist eine längere Betriebsdauer möglich, da erstens die oberen Horden mit weniger Verunreinigungen beladen werden und sich ihr Strömungswiderstand dementsprechend weniger erhöht und zweitens im Falle der Erhöhung des Strömungswiderstandes eine größere Gasmenge durch die untere Horde geht.By dividing the gas supply, only the upper shelf is in each case loaded with impurities contained in the gas, since the lower horde as a result of Gas flow from bottom to top, due to the impact of the support base and the contact mass layer, remains largely free of impurities, since the impurities falling off. This enables a longer operating time, firstly because the upper hordes are loaded with less impurities and themselves their flow resistance increased accordingly less and secondly in the case of the Increasing the flow resistance, a larger amount of gas through the lower tray goes.

Die Teilung der Gaszuführung ergibt für die unteren Tragböden eine geringere Temperaturbeanspruchung, da das zugeführte Gas noch keine Reaktionswärme aufgenommen hat. Auch die Trennböden werden weniger temperaturbeansprucht, da sie ebenfalls nicht mit Gasen in Berührung kommen, die bereits Reaktionswärme aufgenommen haben. Für die bekannten Kontaktkessel ergäben sich z. B. folgende Temperaturen für den ersten Kontaktraum: Tragboden ......... 600° C Trennboden Mittel = 525° C von oben . . . . . . . . . 600° C von unten . . . . . . . . 450° C Für den ersten Kontaktraum der Erfindung lauten die Werte: Tragboden oben ............ 600° C unten . . . . . . . . . . . . 430° C Trennboden Mittel = 440° C von oben . . . . . . . . . 430° C von unten . . . . . . . . 450° C Daraus folgt, daß nur der obere Tragboden, der den halben Querschnitt besitzt, aus hochwertigem Stahl (z. B. Sicromal) bestehen muß und daß der Trennboden (falls er nicht aus keramischem Material besteht) ebenfalls nicht aus hochwertigem Stahl bestehen muß bzw. keine Isolation benötigt.The division of the gas supply results in a lower temperature load for the lower support floors, since the gas supplied has not yet absorbed any heat of reaction. The partitions are also less exposed to temperature, as they also do not come into contact with gases that have already absorbed the heat of reaction. For the known contact boiler z. B. the following temperatures for the first contact area: Support floor ......... 600 ° C Separating floor medium = 525 ° C from above . . . . . . . . . 600 ° C from underneath . . . . . . . . 450 ° C For the first contact space of the invention, the values are: Support floor above ............ 600 ° C below . . . . . . . . . . . . 430 ° C Separating bottom medium = 440 ° C from above . . . . . . . . . 430 ° C from underneath . . . . . . . . 450 ° C From this it follows that only the upper support floor, which has half the cross-section, must be made of high quality steel (e.g. Sicromal) and that the dividing floor (if it is not made of ceramic material) also does not have to be made of high quality steel or none Isolation needed.

Infolge des geringen Durchmessers können die Wandstärken verringert werden, und infolge des geringen Kontaktkesselraumes sind die benötigten Wärmeisolationen und die Wärmeverluste ebenfalls geringer.As a result of the small diameter, the wall thicknesses can be reduced and due to the small contact boiler room, the required thermal insulation is required and the heat losses are also lower.

Durch diese Vorteile ergibt sich sowohl bei der Verwendung von keramischen Trennböden, die in der Praxis Vorteile gegenüber metallischen Trennböden infolge Wegfalles der Verzunderung und Verstopfungsgefahr der Kontaktmassen haben, als auch bei der Verwendung von metallischen Trennböden eine Ersparnis an Investitionskosten von 30 bis 40%.These advantages result in both the use of ceramic Partitions, which in practice have advantages over metallic partitions as a result Eliminate scaling and the risk of clogging of the contact masses, as well when using metallic partitions, a saving in investment costs from 30 to 40%.

Die F i g.1 zeigt schematisch einen bekannten Kontaktkessel 1 mit vier Kontakthorden 2, 3, 4, 5, die auf Tragböden 6 in den Kontakträumen 7, 8, 9 und 10 liegen. Die Gasräume werden durch die Trennböden 11 begrenzt. Die Gaszufuhr erfolgt mittels der Leitungen 12 und die Gasableitung mittels der Leitungen 13.FIG. 1 schematically shows a known contact kettle 1 with four contact trays 2, 3, 4, 5, which are located on supporting floors 6 in the contact spaces 7, 8, 9 and 10 . The gas spaces are delimited by the dividing floors 11. The gas is supplied by means of the lines 12 and the gas is discharged by means of the lines 13.

F i g. 2 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Konstruktion.F i g. 2 shows schematically the construction according to the invention.

Die Kontaktmasse der einzelnen Horden ist in zwei Kontakthorden in jedem Gasraum 7, 8, 9 und 10 aufgeteilt, wie es für die Kontakthorden 2 in beiden Figuren, angedeutet ist. Die Gaszuführung erfolgt über die Leitungen 12 oberhalb der oberen Horde 2a (usw.) und unterhalb der unteren Horde 2 b (usw.). Die Gasabführung erfolgt über Leitungen 13 aus dem Zwischenraum zwischen den Kontakthorden 2a und 2 b (usw.).The contact mass of the individual trays is in two contact trays each gas space 7, 8, 9 and 10 divided as it is for the contact trays 2 in both Figures, is indicated. The gas is supplied via the lines 12 above the upper shelf 2a (etc.) and below the lower shelf 2b (etc.). The gas discharge takes place via lines 13 from the space between the contact trays 2a and 2 b (etc.).

Claims

Claims: 1. Contact kettle for the catalytic conversion of Sulfur dioxide to sulfur trioxide with several through dividing trays or dividing trays and top or bottom of the contact vessel limited contact spaces on top of each other, in which contact trays consisting of contact mass and gas-permeable supporting floors are arranged, as well as gas supply and gas discharge devices to the gas compartments, G e k e n n n -z e i c h n e t d u r c h two in each case in the contact areas one above the other and, viewed on the gas side, contact trays arranged in parallel with a supply line for a partial flow of the gas to be catalyzed in each case above the upper contact tray, Feed line for the other partial flow below the lower contact tray and discharge for the catalyzed gas flows in the space between the contact trays of the contact area.

2. Contact kettle according to claim 1, characterized by made of ceramic material existing dividers.

3. contact kettle according to claim 1, characterized by from metallic material existing partitions.