DE1567716A1

DE1567716A1 - Verfahren zur katalytischen Umsetzung von SO2 zu SO3 und Schwefelsaeureherstellung

Info

Publication number: DE1567716A1
Application number: DE1966M0071879
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-Heinz Doerr; Dr-Ing Herbert Drechsel; Hugo Grimm; Dr-Ing Gustav Rowedder
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1966-12-03
Filing date: 1966-12-03
Publication date: 1970-07-02
Also published as: DE1567716B2; AT274012B; CH525837A; BE707455A; NO117915B; US3656900A; NL6716127A; SE325260B; ES347719A1; GB1202588A; JPS491398B1

Description

^H . fran&furi;, den 30* Hoy· 1966

Aktiengesellschaft $ο3ϊρ/ΜΗ1

6 Frankfurt (Main) ' / :

Heuterweg 14 -

prov. Nr. 515.6

"Verfähren zur katalytischen umsetzung von SOg zu SO- und Schwefelsäureher8teilung¹¹

Die Erfindung betrifft ein Yerfahren zur katalytischen umsetzung des SOo-Gehaltes von Gasen zu SO, in Kontaktanlagen mit mehreren Kontakthorden und teilweiser Absorption des gebildeten SO,-Gehaltes durch Zwischenabsorption eines Teilstromes der SO^-hältigen Gase zwischen den Kontakthorden unter Herstellung von Schwefelsäure_β

Die Verfahren der katalytischen Umsetzung von SO« zu unter Herstellung von Schwefelsäure sollen einerseits einen von den jeweiligen Bedingungen abhängigen,hohen Gesamtumsatz von SO₀ zu SO, erzielen, andererseits aber bei der Verarbeitung von Röstgasen zumindestens wärmeautark und bei der Verarbeitung von Schwefelverbrennungsgasen-und falls möglich auch bei Röstgasen - einen möglichst großen und verwertbaren Wärmeiiberschuß erzielen. Diese Forderungen sollen außerdem mit möglichst wirtschaftlichen Mitteln, d.h. geringer Kontaktmasse, kleinen Wärmeaustauscherflächen und kleinen Absorptionsvorrichtungen erzielt werden.

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Bs sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen der" SO,-Gehalt der Gase nach einer Kontaktstufe, die aus einer unterschiedlichen Zahl von Kontakthorden bestehen kann, praktisch vollständig in einer Zwischenabaorption entfernt wird, wonach die Gase in die nächste Kontaktstufe und anschließend in die Endabsorption geführt werden, (DA8 1 11 - ^38 1 139 818, 1 177 117, 1 18T 680, 1 186 838)

Diese Verfahren haben zwar gegenüber den Kontaktverfahren ohne Zwischenabsorption den Vorteil eines höheren Gesamtumsatzes von SOo zu SO,, jedoch benötigen sie noch Zwisohenwärmeaustauseher mit beträchtlichen Wärmeaustauscherflächen. Unter Zwischenwärmeaustausohern sind solche Wärmeaustauscher zu verstehen, in denen das aus der Zwischenabsorption kommende Gas wieder auf die Arbeitstemperatur der nächsten Kontakthorde aufgeheizt wird.

Is wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Zwischenabsorption nach, mehreren Kontaktstufen erfolgen sollte. Dieses Verfahren konnte sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen, da der Zusatz an erforderlicher Premdwärme so groß war, daß das Verfahren unwirtschaftlich arbeitete (DHP 479 680).

Pur ein Höhrenkontaktverfahren wurde bereits vorgeschlagen,

nach der ersten Kontaktstufe einen Teilstrom der 80,-haltij
gen Gase abzuzweigen, zu kühlen, einer Zwisohenabsorption

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dem Ausgangsgas vor dem Eintritt in die erste Köntaktetufe suzumisohen. Dieses Verfahren ' hat die Naohteil«, daß der SOg-Gehalt des Ausgangsg'ases erniedrigt wird, das 80*-haltige Gas nach der ersten Kontaktstufe und vor seinem Bintritt in die zweite Kontakt-•tufβ nioht abgekühlt wird, die zweite Kontaktstufe innerhalb der ersten Kontakt stufe angeordnet sein muß, und eine geregelte' TemperaturfÜhrung nicht möglich ist

Kach. einem weiteren Yorsohlag soll naoh der ersten Kontaktatufe - die aus mehreren Kontakthorden "besteht - ein iiilatrom von etm 50 i» der SGa~haltigen Gase aTsgezweigt werden» naeh. der zwaitem Kontakteitufβ ■- die ebenfallB-'aus _:-... ';... aehreren\Eontakthordaii tseBtekt - ©te weiterer 3?eilström - .-/ ; .■: ron-«twa ¥$"|ί"atigeeweigt v®räm$ m>ä leide ieilströme ver~ einigi in einen Zwiaohenattsorber geführt werden _? wo der S0₅~Sehalt vollständig absorbiert wird«, Eine den abgezogenen Teilströmen entsprechende G-asmenge wird jeweils vor der zweiten.-.lind dritten Kontakjitstufe aus dem Zwisohenabsorberkreislauf dem Kontaktkreislauf wieder zugeführt. Diesee Verfahren hat den Sachteil, daß die nach der ersten und «weiten Kontaktstufe abgezogenen Teilströme, die verschieo dene S0_o-&ehalte haben, gemischt werden, Bei der Rück- ^m ■ führung geht dement sprechend eine beträchtliche Gasmenge !!4 .nicht in die zweite Kontaktstufe sondern sofort in die

■-* dritte Stufe. Daraus dürfte äLch die große Anzahl von Konen ■■■., -. -"■"■"■■"'" ..: ■.',:■"".. .."-■■ :- "- ■"■-.- -

-* takthorden ergeben. Weiterhin ist die Abstimmung der j.e-

weils abgezogenen und wieder zugeführteh Kreislaufmengen

schwierig, das Verfahren "benötigt ein Zwischengebläse wodurch die Gefahr von Kondensationserscheinungen auftritt, und benötigt auf jeden ]?a,ll Zwischenwärmeaustauscher. (USP 1 789 4-60)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Investitionskosten und Betriebskosten der Verfahren der Zwiechenabsorption in Abhängigkeit vom gewünschten Gesamtumsetzungsgrad von SOp zu SO, zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus der ersten Kontakthorde austretenden SO,-haltigen Gase in einem geschlossenen Kreislauf in die zweite Kontakthorde geführt werden, wobei ein Teilstrom dieses Kreislaufs .nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption unterworfen wird und vor dem Eintritt in die zweite Kontakthorde mit dem restlichen Kreislaufgas gemischt wird und das Gasvolumen des Teilstromes so bemessen wird, daß der Wärmeinhalt des Teilstromes nach erfolgter Zwischenabsorption plus dem Wärmeinhalt des nichtabsorbierten Kreislaufgases eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten Arbeitstemperatur der zweiten Kontakthorde entspricht.

Das Volumen des Teilstroms, der in die Zwischenabsorption geführt wird, richtet sich nach dem SOp-Gehalt und 80p/0p-Verhältnis der Ausgangsgase,dem gewünschten Gesamtumsatz von SOp zu SO,, der Arbeitstemperatur der Kontaktmasse sowie der Arbeitstemperatur der Zwischenabsorption. Bei konstan-

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tem Gesamtumsatz muß das Volumen des Teilstromes mit steigendem SOp-G-ehalt und fallender Arbeitstemperatur der Zwischenabsorption erhöht werden. Bei Verringerung des.Gesamtumsatzes kann das Volumen verkleinert werden. Vorzugsweise beträgt das Volumen des Teilstromes etwa 40 bis 60 $ des KreislaufVolumens,

Bei einem geforderten Gesamtumsatz von etwa 98 bis 98,5 i° genügt die Zwischenabsorption nach der ersten Eontakthorde»

Bei einem geforderten Gesamtumsatz von über etwa 9&|8 wer-

/aueh
den⁷.die aus der zweiten Eontakthorde austretenden SO-r-haltigen Gase in einem geschlossenen Ereislauf in die dritte Eontakthorde geführt, wobei ein Teilstrom dieses Kreislaufs nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption unterworfen und vor dem Eintritt in die dritte Kontakthorde und dem restlichen Kreislaufgas gemischt wird, und das Gasvolumen des Teilstromes so bemessen, daß der Wärmeinhalt des Teilstromes nach erfolgter Zwischenabsorption plus dem.'Wärmeinhalt des nicht-absorbierten Kreislaufgases eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde entspricht.

Die Bemessung des Volumens des Teilstromes, der in den Zwischenabsorber geführt wird, erfolgt nach denselben Gesichtspunkten wie nach der ersten Kontakthorde. Vorzugsweise beträgt das Volumen 20 bis 40 $> des Kreislauf Volumens.

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Die Zwischenabsorptionen werden vorzugsweise heiß mit einer Arbeitetemperatur von etwa 110 - 220 ⁰C durchgeführt, da dann der durch die Zwischenabsorption geführte Teilstrom größer sein kann als bei niedrigerer Arbeltstemperatur der Zwischenabsorption.

Besonders geeignet ist ein sogenannter Venturi-Umlauf-Wirbelabsorber. Bei diesem Absorber wird das SO,-haltige Gas am Kopf eines aufrechtstehenden, nach unten gerichteten Venturirohres in den Absorber eingeleitet, im Venturirohr mit eingespritzter Schwefelsäure befeuchtet, nach Durchströmen und Verlassen des Venturirohres auf ein Bad von Schwefelsäure geleitet, wobei der Flüssigkeitsgehalt der Gase weitgehend von diesem Bad aufgenommen wird. Das Gas wird auf der Oberfläche des Bades nach oben umgelenkt und tritt durch eine gasdurchlässige Platte, die ein Stück oberhalb der Oberfläche des Bades und um das untere Ende des Venturirohres herum angeordnet ist, Auf dieser Platte befindet sich eine in wallender Bewegung befindliche Schicht aus Schwefelsäure, die von den Gasen durchströmt wird, wobei der restliche SO,-Gehalt absorbiert, wird. Das am Boden des Absorbers befindliche Bad ist mit der wallenden Schicht aus Schwefelsäure oberhalb der gasdurchlässigen Platte mittels Steigvorrichtungen verbunden. Die wallende Schwefelsäure ist mit einem Überlauf versehen, so daß die Oberfläche des Schwefelsäurebades auf dem Boden des Absorbers und die Oberfläche der Schicht auf der gasdurchlässigen Platte praktisch

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eine konstante Höhe haben* Das von SO, befreite Gas tritt aus dem oberen Teil des Äbgorbergehäuses aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit drei Kontakthorden mit je 80 bis 110 1 Kontaktmasse pro tato erzeugtem Monohydrat betrieben werden, wobei handelsübliche Kontaktmassen eingesetzt werden. ·

Werden sehr hohe -Gesamtumsätze von über etwa 99,3 # gefordert, sowird ein Zwischenwärmeaustauscher mit geringer Wärmeaustauseherflache eingeschaltet. Die Arbeitsweise erfolgt dann vorzugsweise so, daß die aus der ersten Kontakthorde austretendmSOx-haltigen Gase wie vorstehend beschrieben behandelt werden, und die aus der zweiten Kontakthorde austretenden 80<s-haltigen Gase in einem geschlossenen. Kreislauf in die dritte Kontakthorde geführt werden,, ein Teilstrom dieses Kreislaufs nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption unterworfen und anschließend in einem Zwischenwärmeaustauscher aufgeheizt wird und mit dem restlichen Kreislauf-' gas vor dem Eintritt in die dritte Kontakthorde gemischt wird, wobei die zur Aufheisung des vereinigten Kreislaufgases auf die Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde fehlende Wärmemenge im 2iwi8Chenwärmeaustau9cher zugeführt wird. Das Volumen der Teilströme richtet sich nach den bereits genannten Gesichtspunkten. Vorzugsweise beträgt das Volumen des Teilstromes nach der zweiten Kontakthorde bis zu 90 $> des Kreislauf Volumens * ·

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Die Arbeitsweise kann auch so erfolgen, daß das Volumen des Teilstromes nach der ersten Kontakthorde bis zu 90 # des Kreislaufvolumens beträgt und der Teilstrom nach erfolgter Absorption in einen Zwischenwärmeaustauscher aufgeheizt wird, wobei die zur Aufheizung des vereinigten Kreislaufgases auf die Arbeitstemperatur der zweiten Kontakthorde fehlende Wärmemenge in diesen Zwischenabsorber zurückgeführt wird, und die aus der zweiten Kontakthorde austretenden SO*-haltigen Gase in einem geschlossenen Kreislauf in die dritte Kontakthorde geführt werden, ein Teilstrom dieses Kreislaufs nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption unterworfen und vor dem Eintritt in die dritte Kontakthorde mit ■ dem restlichen Kreislaufgas gemischt wird, wobei das Gasvolumen des Teilstromes so bemessen wird, daß der Wärmeinhalt des Teilstromes nach erfolgter Absorption plus dem Wärmeinhalt des nichtabsorbierten Kreislaufgases eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde entspricht. Das Volumen des Teilstromes nach der zweiten Kontakthorde beträgt vorzugsweise 20 bis 4-0 i° des Kreislauf Volumens.

Bei beiden Arbeitsweisen erfolgt die Kühlung der SO,-haltigen Gase vor dem Eintritt in die Zwischenabsorptionen bei der Verarbeitung von kalt anfallenden SO₂-haltigen Gasen mittels dieser SOg-haltigen Gase, die dabei aufgeheizt werden, und bei der Verarbeitung von heiß anfallenden SOg gen Gasen mittels Luft oder in Abhitzekesseln.

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_ 9 - » O O / / I O

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Zwischenwärmeaustauscher - d.h. Wärmeaustauscher, in denen das aus der Zwischenabsorption kommende Gas wieder auf die Arbeitstemperatur der nächsten Kontakthorde aufgeheizt wird ganz wegfallen können und nur bei geforderten sehr hohen Gesamtumsetzungsgraden von SOo zu SO, geringe Zwisohenwärmeaustauscherflächen benötigt werden. Weiterhin sind nur drei Kontakthorden mit geringeren Mengen an Kontaktmasse erforderlich. .

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für die Druckkatalyse geeignet. .

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Figuren und von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Figur 1 und Ausführungsbeispiel 1 zeigen eine Anwendung .für Gesamtumsätze von etwa 98 bis 98,5 #.

Figur 2 und Ausführungsbeispiel 2 zeigen eine Anwendung für Gesamtumsätze über etwa 98,8 $.

Figur 3 und AusführungBbeispiel 3 zeigen eine Anwendung für Gesamtumsätze über etwa 99,3 # unter Verwendung eines Zwischenwärmeaustauschers mit geringer Wärmeaustauschfläche.

Ausführungsbeispiel 1:

Die Anlage wurde für die Umsetzung von Schwefelverbrennungs-

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gasen bei einer Leistung von 100 tato Monohydrat berechnet lind ist in Figur 1 dargestellt.

Über Leitung 1 und Filter 2 werden 10,350 Nm^/h atmosph. Luft mit 20 ⁰C, 80fi gesättigt in den Trockner 3 gesaugt und mittels Schwefelsäure von 96,0 Gew.ji HpSO₄ und einer Temperatur von 65 ⁰C getrocknet.

Über Tropfenabscheider 4, Gebläse 5 und Leitung 6 wird die getrocknete Luft mit einer Temperatur von 80 ⁰C und einem Druck von 2.600 mm WS in den S-Verbrennungsofen 7 geführt, über Leitung 8 werden 1,375 kg/h flüssiger Schwefel eingedüst und mit der 80 ⁰C heißen Luft verbrannt. Über Leitung 9 werden 10.350 Nnr/h Verbrennungsgase mit einem SOg-Gehalt von 9 Vol.# und einer Temperatur von 930 ⁰C in den Abhitzekessel 10 geführt, auf 450 ⁰C abgekühlt und über Leitung 11 in die erste Kontakthorde 12 geführt. Über Leitung 13 wird die gesamte Gasmenge, es sind dies 10.014 NmVh, mit einem Umsetzungsgrad von 72 Ί» und einer Temperatur von 635 ⁰C aus der Kontakthorde 12 abgeführt. Ein Teil der vorkatalysierten Gase, und zwar: 4.014 Nm /h = 40# der Gesamtgasmenge werden über Leitung 14 mittels Regulierschieber 14a direkt, d.h. ohne Absorption des in Kontakthorde 12 gebildeten 80,, in die Mischvorrichtung 15 geführt. Der Rest der in Kontakthorde 12 vorkatalysierten Gase, das sini 6.000 Nnr/h = 60 ?t der Gesamtgasmenge, werden über die Leitungen 16 und 17 nach Abkühlung auf 140 ⁰C

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^A'%R!GJNAL INSPECTED

- ι ι -

im Dampferzeuger 17» welcher auch mit einem Economizerteil ausgerüstet ist, in den Zwischenabsorber 19 geleitet. Sie vom SO, befreiten Gase verlassen mit einer Temperatur von 200 ⁰O über den Tropfenabscheider 20 und Leitung 21 den Zwischenabsorber und werden ohne Torheizung in der Mischvorrichtung 15 den nichtabsorbierten heißen Gasen zugemischt. Über Leitung 22 wird das Gasgemisch in die zweite Kontakthorde 23 geführt. Über Leitung 24 werden die weiterkatalysierten Gase, es sind dies 9o492 Nnr/h> mi* einer Temperatur von 478 ⁰C und einem Gesamtumsetzungsgrad von 97»O f> aus der Kontakthorde 23 abgeführt, im Dampferzeuger 25 auf ca. 400 ⁰O abgekühlt und über Leitung 26 in die dritte Kontakthorde 27 geleitet. Die fertig katalysierten Gase verlassen mit einer Temperatur von 403 ⁰C und einem Gesamtumsetzungsgrad von 98,3 # die letzte Kontakthorde 27» werden im Economizer 28 auf 140 ⁰C abgekühlt und über Leitung 29 in den Endabsorber 30 geführt. Die vom SO, befreiten Endgase verlassen über Tropfenabscheider 31 und Leitung 32 die Anlage mit einer Temperatur von 100 ⁰G.

Die Trocknersäure wird mit einer Konzentration von 96»0 Gew. $ HgSO* und einer Temperatur von 65 °Güber Leitung 33 aus dem Trockner 3 abgezogen, im Mischbehälter 34 πά* der heißen, aus dem Zwischenabsorber ί9 ablaufenden, vorgekühlten, hochkonzentrierten Säure gemischt. Mit der Pumpe 3»5 wird die Säure über den Säurekühler 36 geführt und dort von..78 ⁰C auf 63 ⁰C abgekühlt und über die Leittiaage.n 37, 38 und 39 auf den Zwischenabsorber 19 und den

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Trockner 3 gefördert und dort elngedüst. Die in dem Zwischenabsorber 19 produzierte Säure wird über die Leitung 40 abgegeben. Die aufkonzentrierte Absorbersäure wird über Leitung 41 aus dem Zwischenabsorber 19 abgeführt, im Speisewasservorwärmer 42 auf 100 ⁰C abgekühlt und über Leitung zum Mischbehälter 34 geleitet, in welchem außerdem noch über Leitung 44 noch 255 kg/h Verdünnungswasser zur Einstellung der Konzentration auf 96 Gew.io zugegeben werden. In einem zweiten Säurekreislauf wird die vom Endabsorber 30 über Leitung 45 ablaufende Säure in den Mischbehälter 46 geleitet, dort über Leitung 52 520 kg/h Verdünnungswasser zugegeben, mit der Pumpe 47 über Säurekühler 48 geleitet, wo die Säure auf 51 ⁰O abgekühlt wird und über Leitung 50 in den Endabsorber 30 eingedüst wird. Die restliche Produktion wird über Leitung 51 abgegeben. In den Dampferzeugern bzw. Economizern 10, 17, 25 und 28 werden bei der Abkühlung der SOp- und S0~-Gase 6.800 kg/h Sattdampf, 22 a tu, erzeugt. Im Speisewasservorwärmer 42 werden 6.800 kg/h Wasser von 20 auf 77 °^c vorgewärmt.

Bei kalt anfallenden gereinigten Röstgasen werden die Dampferzeuger 17 und 25 durch Wärmeaustauscher ersetzt, in denen die kalten SQg-haltigen Gase auf die Anspringtemperatur der ersten Kontakthorde 12 aufgeheizt werden.

Ausführungsbeispiel 2:

Die Anlage wurde für die Umsetzung von Schwefelverbrennungsgasen bei einer Leistung von 1.00 tato Monohydrat berechnet

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und ist in Figur 2 dargestellt.

Über Leitung 1 und Filter 2 werden 10.350 Nur/h atmosph. Luft mit 20 ⁰O, 80 # gesättigt in den Trockner 3 gesaugt und mittels Schwefelsäure von 96,0 Gew. # ^«30. und einer Temperatur von 65 ⁰C getrocknet.

Über Tropfenabscheider 4, Gebläse 5 und Leitung 6 wird die getrocknete luft mit einer Temperatur von 80 ⁰C und einem Brück von 2.600 mm WS über den LUVO 7 geführt.Die auf 210 ⁰C vorgewärmte Luft gelangt als Verbrennungsluft über Leitung 8 in den S-Verbrennungsofen 9· Über Leitung werden 1,575 kg/h flüssiger Schwefel eingedüst und mit der 210 ⁰G heißen Luft verbrannt. Über Leitung 11 werden 10.350

lim /h Verbrennungsgase mit einem SOp-Gehalt von 9 VoI ..# und einer Temperatur von 1.030 ⁰G in den Abhitzekessel 12 geführt, auf 450 ⁰G abgekühlt und über Leitung 13 in die erste Kontakthorde 14 geführt. Über Leitung 15 wird die gesamte Gasmenge, es sind dies 10.014 NmVh, mit einem Umsetzungsgrad von 72 fi und einer Temperatur von 635 ⁰G aus der Eontakthorde 14 abgeführt. Ein Teil der vorkatalysierten Gase, und zwar; 4.014 Nm /h = 40 γ> der Gesamtgasmenge werden über Leitung 16 mittels Regulierschieber I6a direkt, d.h. ohne Absorption des in Kontakthorde 14 gebildeten SO,, in die Mischvorrichtung 17 geführt. Der Rest der in Kontakthorde 14 vorkatalysierten Gase, das sind 6.000 Nm V^. - 60 $ der Ge samt gasmenge, werden über die Leii-

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tungen 18 und'nach Abkühlung auf 140^ C im Dampferzeuger 19»

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welcher auch mit einem Eoonomizerteil ausgerüstet ist, in den ersten Zwischenabsorber 21 geleitet. Die vom SO, befreiten Gase verlassen mit einer Temperatur von 200 ⁰C über den Tropfenabscheider 22 und leitung 23 den ersten Zwischenabsorber und werden ohne Vorheizung in der Mischvorrichtung 17 den nichtabsorbierten heißen Gasen zugemischt. Über Leitung 24 wird das Gasgemisch in die zweite Kontakthorde 25 geführt, über leitung 26 werden die weiterkatalysierten Gase, es sind dies 9»4-92 Nm /h, mit einer Temperatur von 478 ⁰C und einem Gesamtumsetzungsgrad von 97,0 # aus der Kontakthorde 25 abgeführt. Ein Teilstrom, und zwar 5.692 NmVh = 60$ der Gesamtgasmenge, wird über Leitung 27 mittels Regulierschieber 27a ebenfalls direkt in die Mischvorrichtung 28 geführt. Die Restgasmenge, das sind 3.800 Nnr/h a 40 i» der Gesamtgasmenge, wird über die Leitungen 29 und 30, nach Abkühlung auf 140 ⁰C, im LUVO 7 in den zweiten Zwischenabsorber 31 geleitet. Die vom SO, befreiten Gase verlassen mit einer Temperatur von 200 ⁰C über den Tropfenabscheider 32 und Leitung 33 den zweiten Zwischenabsorber und werden ebenfalls ohne Vorheizung in der Mischvorrichtung 28 den niohtabsorbierfen heißen Gasen zugemischt, wodurch sich eine Temperatur von 377 ⁰C einstellt. Über Leitung 34 wird das Gasgemisch in die dritte Kontakthorde 35 geführt. Die fertig katalysierten Gase verlassen ^; mit einer Temperatur von 383 ⁰C und einem Gesamtumsetzungsgrad von 99,2 $> die letzte Kontakthorde 35, werden im Economizer 36 auf 140 ⁰C abgekühlt und über Leitung 37 in den

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Bndabsorber 38 geführt* Die vom SO, befreiten Endgase verlassen über Tropfenabscheider 39 und Iiei"ttitig 40 die Anlage mit einer Temperatur von 100 ⁰C.

Die Trockensäure wird mit einer Konzentration von 96,0 Gew.$> HgSO- und einer Temperatur von 65 ⁰O über Leitung 41 aus dem Trockner 3 abgezogen, im Mischbehälter 42 mit der heißen, aus den Zwischenabsorbern 21 und 31 ablaufenden, vorgekühlten, hochkonzentrierten Säure gemischt. Mit der Pumpe 43 wird die Säure über den Säurekühler 44 geführt und dort von 100 ⁰O auf 63 ⁰O abgekühlt und über die Leitungen 45, 46, 47 und 48 auf die Zwisohehabsorber 21 und 31 und den Trockner 3 gefürdert und dort eingedüst. Die in den beiden Zwischenabsorbern 21 und 31 produzierte Säure wird über die Leitung 49 abgegeben« Die aufkonzentrierte Absorbersäure wird über Leitung 50 und 51 aus den Zwischenabsorbern 21 und 31 abgeführt, im Speisewasservorwärmer 52 auf 140 ⁰C-. abgekühlt und über Leitung 53 zum Mischbehälter 42 geleitet, in welchem außerdem noch über Leitung 54 noch 455 kg/h Verdünnungswasser zur Einstellung der Konzentration auf 96 Gew.fS zugegeben werden. In einem zweiten Säurekreislauf wird die vom Endabsorber 38 über Leitung 55 ablaufende Säure in den Mischbehälter 56 geleitet, dort über Leitung 57 320 kg/h Verdünnungswasser zugegeben, ,mit der Pumpe 58 über Säurekühler 59 geleitet, wo die Säure auf 51 ⁰O abgekühlt wird und Über Leitung 60 in den Endabsorber 38 eingedüst wird. Die restliche Produktion wird über Leitung 61 abgegeben. •In den Dampferzeugera bzw. Economizern 12, 19 und 36 wer-

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den bei der Abkühlung der SO₂- und S0~-Gase 7.150 kg/h Sattdampf, 22 atü, erzeugt. Im Speisewasservorwärmer 52 werden 7.150 kg/h Wasser von 20 auf 70 ⁰C vorgewärmt.

Bei kalt anfallenden gereinigten Röstgasen wird der Dampferzeuger 19 durch einen Wärmeaustauscher ersetzt und dient zusammen mit dem Wärmeaustauscher 7 zum Aufheizen der SO₂-haltigen Gase auf die Arbeitstemperatur der Kontakthorde 14.

Ausführungsbeispiel 3i

Die Anlage wurde für die Umsetzung von Röstgasen bei einer Leistung von 100 tato Monohydrat berechnet und ist in Figur 3 dargestellt.

Über Leitung 1 werden 10.350 Nnr/h SOg-Gas mit 40 ⁰C wasserdampf gesättigt, gereinigt und entnebelt in den Trockner 2 gesaugt und mittels Schwefelsäure von 96,7 Gew. $ H₂SO, und einer Temperatur von 65 ⁰C getrocknet. Über Tropfenabscheider 3, Gebläse 4 und Leitung 5 wird das getrocknete SOp-Gas mit einer Temperatur von 80 ⁰C und einem Druck von 2.500 mm WS über den Wärmeaustauscher 6 geführt. Ein Teilstrom, und zwar 5.990 Nnr/h SOp-Gas wird mit 120 ⁰C über Leitung 7 mittels Schieber 7a abgezweigt und parallel zum Wärmeaustauscher 6 im Wärmeaustauscher 8 vorgeheizt. Die in beiden Wärmeaustauschern über Leitung 9 und 10 vorgeheizten SO₂-Gase werden in Leitung 11 vereinigt und

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gelangen mit einem SOg-Gehalt von 9 VoI i ^ und' einer Temperatur von 450 ⁰G in die erste Kontakthorde 12. ÜlDer

Leitung 13 wird die gesamte Gasmenge, es sind dies¹ 10.050

3 ■■■■"■ - " .

Nm /h, mit einem Umsetzungsgrad von 64 i° und einer Temp.eratur von 620 ⁰O aus der Kontakthorde 12 abgeführt. Ein · Teil der vorkatälysierteh Gase, und zwar 4.550 Nnr/n = 45 ψ der Gesamtgasmenge werden über Leitung 14 mittels Regulierschieber 14a direkt, d.h. ohne Absorption des in Kontakt-horde 12 gebildeten SO,, in die Mischvorrichtung 15 geführt. Der Rest der in Kontakthorde 12 vorkatalysierten Gase, das sind5.500 -Um /h = 55 Ί* der Gesamtgasmenge, werden über die Leitungen 16 und 17 nach Abkühlung auf 200 ⁰C im Wärmeaustauscher 8 in den ersten Zwischenabsorber· 18 geleitet. Die vom SO, befreiten Gase verlassen mit einer Temperatur von 200 ⁰C über den Tropfenabscheider 19 und Leitung 20 den ersten Zwischenabsorber und werden ohne Yorheizung in der Mischvorrichtung 15 den nichtabsorbierten heißen Gasen - zugemischt, tiber Leitung 21 wird das Gasgemisch in die zweite Kontakthorde 22 geführt. Über Leitung23 werden die weiterkatalysierten Gase, es^ind dies 9»584 mit einer Temperatur von 500 ⁰C und einem Gesamtumsetzungsgrad von 93,0 ^ aus der Kontakthorde 22 abgeführt. Ein Teilstrom _f und zwar 1,984 Nm-/h = 20 $ der Gesamtgasmenge, . wird über Leitung 24 mittels Regulierschieber 24a ebenfalls direkt in die Mischvorrichtung 25 abgeführt. Die Restgasmenge,das sind 7,600 NmVh = 80$ der Gesamtgasmenge, wird über die Leitungen 26 und 27, nach Abkühlung auf 200 ⁰C in den Wärmeaustauschern 28 und 6 in den zweiten Zwischenab-

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sorter 29 geleitet. Die vom SO, befreiten Gase verlassen mit einer Temperatur von 200 ⁰C über den Tropfenabscheider 30 und Leitung 31 den zweiten Zwischenabsorber und werden nach Yorheizung auf 330 ⁰C im Zwischen-Wärmeaustauscher 28 über Leitung 32 in der Mischvorrichtung 25 den nichtabsorbierten heißen Gasen zugemischt, wodurch sich eine Temperatur von 370 ⁰C einstellt. Über Leitung 33 wird das Gasgemisch in die dritte Kontakthorde 34 geführt. Die fertig katalysierten Gase verlassen mit einer Temperatur von 388 ⁰O und einem Gesamtumsetzungsgrad von 99»6 $ die letzte Kontakthorde 34, werden im Economizer 35 auf 140 ⁰C abgekühlt und über Leitung 36 in den Endabsorber 37 geführt. Die vom SO, befreiten Endgase verlassen über Tropfenabscheider 38 und Leitung 39 die Anlage mit einer Temperatur von 100 ⁰C.

Die Trooknersäure wird mit einer Konzentration von 96,7' Gew.# H₂SO. und einer Temperatur von 65 ⁰C über Leitung 40 aus dem Trockner 2 abgezogen, im Mischbehälter 41 mit der heißen, aus den Zwischenabsorbern 18 und 29 ablaufenden, vorgekühlten, hochkonzentrierten Säure gemischt. Mit der Pumpe 42 wird die Säure über den Säurekühler 43 geführt und dort ein Teilstrom von 83 ⁰O auf 65 ⁰C abgekühlt und über die Leitungen 44, 45, 46 auf die Zwischenabsorber 18 und 29 gefördert und eingedüst. Ein Teilstrom wird über den Säurekühler 46 geführt und dort von 83 ⁰C auf 49 ⁰C abgekühlt, und über die Leitungen 47 und 48 in den Trockner 2

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gefördert und eingedüst. Die in den beiden Zwischenabsorbern 18 und 29 produzierte Säure wird über die Leitung 49 abgegeben. Die aufkonzentrierte Absorbersäure wird über Leitung 50 und 51 aus den Zwischenabsorbern 18 und 29 abgeführt, im Speisewasservorwärmer 52 auf 150 ⁰C abgekühlt und über Leitung 53 zum Mischbehälter 41 geleitet, in welchem außerdem noch über Leitung 54 noch 176 kg/h Verdünnungswasser zur Einstellung der Konzentration auf 96,7 Gew.i» zugegeben werden.

In einem zweiten Säurekreislauf wird die vom Endabsorber 37 über Leitung 55 ablaufende Säure in den Mischbehälter 56 geleitet, dort über Leitung 57 170 kg/h Verdünnungswasser zugegeben, mit der Pumpe 58 über Säurekühler 59 geleitet, wo die Säure auf 70 ⁰O abgekühlt wird und über Leitung 60 in den Endabsorber 37 eingedüst wird. Die restliche Produktion wird über Leitung 61 abgegeben. In dem Economizer 35 wird bei der Abkühlung der 30,-Grase 6,750 kg/h Speisewasser von 103 ⁰G auf 255 ⁰C vorgewärmt. Im Speisewasservorwärmer 52 werden 6.750 kg/h Wasser von 20 auf 88 ⁰O vorgewärmt.

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Ansprüche - 20 -

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur katalytischen Umsetzung des SOg-Gehaltes von Gasen zu SO« in Eontaktanlagen mit mehreren Kontaktnorden und teilweieer Absorption des gebildeten SO,-Gehaltes durch Zwischenabeorption eines Teilatromee der SO,-haltigen Gase zwischen den Kontakthorden unter Bildung von Schwefelsäure dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten Kontakthorde austretenden SO,-haltigen Gase in einem geschlossenen Kreislauf in die zweite Kontakthorde geführt werden, wobei ein Teilstrom dieses Kreislaufe nach einer Kühlung einer Zwiβohenabsorption unterworfen wird und vor dem Eintritt in die zweite Kontakthorde mit dem restlichen Kreislaufgas gemischt wird, und das Gasvolumen des Teilstromes so bemessen wird,daß der Wärmeinhalt des Teilstromes nach erfolgter Zwischenabsorption plus dem Wärmeinhalt des nichtabsorbierten Kreislauf gases eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten Arbeitstemperatur der zweiten Kontakthorde entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Teilstromes 40-60 # des Kreislaufvolumens beträgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der zweiten Kontakthorde austretenden SO,-haltigen Gase in einem geschlossenen Kreislauf in die dritte Kontakthorde geführt werden, wobei ein Teilstrom

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dieses Kreislaufs nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption unterworfen und vor dem Eintritt in die dritte Kontakthorde mit dem restlichen Kreislaufgas gemischt wird, und das Gas volumen des Teilstromes so "bemessen wird, daß der Wärmeinhalt des Teilstromes nach erfolgter Zwischenab<sorption plus dem Wärmeinhalt des niehtabsorbierten Kreislauf gases eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch !gekennzeichnet, daß das Volumen des Teilstromes 20-40 f° des Kreislaufvolumens beträgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» daß die aus der zweiten Kontakthorde austretenden SO^- ' haltigen Gase in einem geschlossenen Kreislauf in die dritte Kontakthorde geführt werden, ein Teilstrom dieses Kreislaufs nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption unterworfen und anschließend in einem Zwischenwärmeaustauscher aufgeheizt wird und mit dem restlichen Kreislaufgas vor dem Eintritt in die dritte Kontakthorde gemischt wird, wobei die zur Aufheizung des vereinigten Kreislaufgases auf die Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde fehlende Wärmemenge im Zwi-< sohenwärmeaustauscher zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Teilstromes nach der zweiten Kontakthorde bis

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zu 90 i» des Kreis lauf Volumens beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Teilstromes bis zu 90 $> des Kreislaufvolumens beträgt, der Teilstrom nach erfolgter Absorption in einem Zwischenwärmeaustauscher aufgeheizt wird, wobei die zur Aufheizung des vereinigten Kreislaufgases auf die Arbeitstemperatur der zweiten Kontakthorde fehlende Wärmemenge zugeführt wird, die auster zweiten Kontakthorde austretenden SO_-haltigen Gase in einem geschlossenen Kreislauf in die dritte Kontakthorde geführt werden, ein Teilstrom dieses Kreislaufs nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption unterworfen und vor dem Eintritt in die dritte Kontakthorde mit dem restlichen Kreislaufgas gemischt wird, wobei das Gasvolumen des Teilstromes so bemessen wird, daß der Wärmeinhalt des Teilstromes nach erfolgter Zwischenabsorption plus dem Wärmeinhalt des nichtabsorbierten Kreislaufgaees eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde entspricht .

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Teilstromes nach der zweiten Kontakthorde

20 bis 40 i» des Kreislauf Volumens beträgt. >

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanlage drei Kontakthorden hat.

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10. Verfahren nach Anepruah 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwiaohenabaorption im Venturi-XTmlaui-Wirbelabsorber bei Arfceiteteraperaturen von 110-220 ⁰O erfolgt.

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