DE1954098A1

DE1954098A1 - Anlage zur Gastrocknung und SO3-Absorption bei der Herstellung von Schwefelsaeure

Info

Publication number: DE1954098A1
Application number: DE19691954098
Authority: DE
Inventors: Joachim Sasse
Original assignee: Chemiebau Dr A Zieren GmbH and KG
Current assignee: Chemiebau Dr A Zieren GmbH and KG
Priority date: 1969-10-28
Filing date: 1969-10-28
Publication date: 1971-05-27
Also published as: ES384966A1; NL7015587A; SE362863B; FR2066614A5; BE758073A; US3752884A

Description

CHEMIEBA TJ
Dr. A. Zieren GmbH & Co. KG
5 Köln-Hüngersdorf
Aachener Straße 958

j " ' Anläge zur Gastrocknung und SCU-Absorption
j bei der Herstellung von Schwefelsäure

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Gastrocknung und

! SO^-Absorption bei der Herstellung von Schwefelsäure aus ; SOp-haltigen Gasen durch Oxidation nach dem Kontaktverfahren, bei dem mehrere Gasströme zwecks Trocknung und/ oder SCU-Absorption mit Schwefelsäure in Berührung gebracht werden.

In modernen Anlagen zur Herstellung von Schwefelsäure nach dem Kontaktverfahren ist es mehrfach erforderlich, Gase zur Entfernung von Wasserdampf oder Schwefeltrioxid mit konzentrierter Schwefelsäure zu waschen. Bei einer Anlage, die beispielsweise ein durch Pyrit-Röstung erzeugtes und gereinigtes SOp-haltiges Gas verarbeitet, wird dieses Gas vor Eintritt in den Kontaktapparat mit konzentrierter
Schwefelsäure getrocknet. Desgleichen ist es erforderlich, Luft für verschiedene Zwecke, z.B. zum Einblasen in den Kontaktapparat, zu trocknen. Derartige Gastrocknungen
geschehen in einem Trockenturm durch Berieseln mit konzentrierter Schwefelsäure. Um das Schwefeltrioxid den
in dem Kontaktapparat gebildeten Gasen zu entziehen,
werden diese ebenfalls mit konzentrierter Schwefelsäure behandelt, wobei das Schwefeltrioxid von der Schwefelsäure absorbiert wird. Bei den modernen Doppelabsorptionsverfahren sind für jeden Köntaktapparat zwei solche Absorptionstürme vorgesehen.

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Bisher ist es üblich, diese Türme derart im Verbund zu betreiben, daß die in einem Turm produzierte Säure zur Beaufschlagung eines anderen Turms verirrende t wird. So ist.es beispielsweise bekannt, in einer Anlage mit Trockentürmen für SO^-Gas und Luft und einem SO^-Absorptionsturm die in den Trockentürinen anfallende Säure für die SO7-Absorption einzusetzen. Um die Sicherheit dieser Arbeitsweise zu gewährleisten, sind alle Türme mit einer,. Niveaukontrolle und Alarmanlage versehen. Darüber hinaus;■ ist auch die Schwefelsäureko'nzentration in den Türmen zu überwachen, damit die SäureÜbergabe zwischen den Türmen richtig eingestellt werden kann. Der Aufwand an Kontroll- und Regeleinrichtungen ist beträchtlich, und für einen ..-. _Λ sicheren Betrieb ist ständige Wartung dieser Einrichtungen ₅ ·; erforderlich.. ■ ,. ,=ioscA

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung -besteht Betrieb und insbesondere die Überwachung-νοΏ Trocken-?· Ab sorptionstürmen in Schwefelsäureajalagen zu Darüber hinaus sollen die Investitionskosten fur Anlagenteil gesenkt und die Betriebssicherheit werden. .

^τ Liius zn 3* Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, ,daS,.der, ,. Ablauf aus einem Turm zur Lufttrocknung, der Ablauf aus einem Turm zur Trocknung SC^-naltiger Gase und der Einlauf ..y eines Turmes für die SCU-Absorption untereinander kommunitr-.'.. zierend verbunden sind. Durch die kommunizierende ¥erq,in-_;,_,, dung stellt-sich in den Trockentürmen und dem.Einlauf-^es.. Äbsorptionsturmes ein Säurestand ein, der von dem Gasdruck in.dem betreffenden Turm "abhängt. Die Menge des im Unterteil der Trockentürme angesammelten Säurevorrats hängt · außerdem von der Höhe dieses Unterteils unterhalb des St.illatandsniveaus bei Normaldruck ab. Die selbsttätige ^J

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Einstellung des Schwefelsäureniveaus in. dem i, verbundenen Eürmen- macht besondere Eintrlchttingem zxget 'kontrolle und zugehörige Alarmanlagen üfoerflSss^ j erfolgt durch die kommunizierende Verbindung elm. der unterschiedlichen Säurevölumina_y die in: den einzelnem j Türmen neu gebildet werden* Sie Anlage wird dadurch, gegen" über äußeren, auf das Schwefelsäurenlveäu wirkssmen elnflüssen unemofIndlleherv .

ZweekmäSigerv/else werden beide OiröGfeentürare mit Bimse einem an einen der" IrockentüEme angeschlossenen. Ss reservoir beaufscHlagi;. Torzugswelse werden beide türnie durch dasselbe Zlrkulatlonssyg-tem und der SO,.-i;bsorptionsturin durch ein eigenes Zxr&ulatlonssystem: Säure beaufschlagt,, wobei die £umpe des letzteren. latibnssysteiTiS außerdem einen Teil der Säure aus dem Äbsorptlonsturnr In. den SOp^as-'Tro&kenturiri znirücfefordert«. V/aiirend in dem Abs'orptlöns-ti^rK' *TT.r@k, lu£nahme von. SQ_x aus der Gasphase eine ständige Konz-entrierung" der Saure eintritt, wird die Säure in den. fro^fentürinea durch lufnshme von Wasserdasipf aus dem Gas verdünnt, tint diese ΕοΘ'&©ϊΕ-~ tratlonsverschiebungen In Grenzen zu halten, wird, stsiadilg konzentrlertere Säure aus dem i^sörptlönstaria. In den SÖ2-Ga3-2röc3£entU3aEi 25UrUc^ePUmPt,, während gleleha:eitlg verdünntere Saure aus dem Euf't—SrockenturEE dttreh die kqnimurilzlerende Verbindung z-tim Abserptionsturm strümiS:*

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß- der Abgorptlonstu-Effi.; einen überlauf mit einer· unter Formaldruck stehenden: Vorlage für die Prödufetsäure verbunden 1st ^ Sie In^ des kommunizierenden Tiurmen erzeugte Saure fließt selfesttatfg entsprechend der PrGduktions'geschwindlgfeeit den Sö_r—Absorptionsturm und von, dort in, die !Fos über, so daß die Summe der: in den QHirmen. vorhandenem

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volumina konstant bleibt. Damit entfällt die bisher erforderliche Steuerung der Überlaufmenge in Abhängigkeit von der Produktionsgeschwindigkeit.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das von dem SO^-Absorptionsturm an den SOp-Gas-Trockenturm zurückgeförderte Säurevolumen und der in dem SOp-Gas-Trockenturm durch Wasseraufnähme aus dem Gas erzielte Zuwachs des Säurevolumens zusammen gleich oder kleiner als das auf den Lufttrockenturm aufgegebene Säurevolumen sind. Durch diese Fahrweise ist gewährleistet, daß die SOp-haltige Säure des SOp-Gas-Trockenturms nicht über die kommunizierende Verbindung zum Absorptionsturm abfließen kann. Die Säurebeaufschlagung des Luft-Trockenturmes ist dann so groß, daß nur die aus diesem Trockenturm kommende SOp-freie Säure zum Absorptionsturm fließt, so daß die von diesem in die Produktvorlage übergehende Säure ebenfalls SCu-frei ist.

Der SCU-Gas-Trockenturm und der S0₇-AbsorOtionsturm werden vorzugsweise so dimensioniert, daß in dem Unterteil auch bei den-höchsten auftretenden Gasdrucken ein für die Funktion als Pumpvorlage ausreichendes Säurevolumen vorhanden ist. Besondere von den Türmen getrennt angeordnete Pumpvorlagen können dann in Fortfall kommen.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Leitung für die Säuren rückgabe von dem Absorptionsturm zu dem SOp-Gas-Trockenturm an die Zirkulationsleitung des Absorptionsturms vor dem Regelventil dieser Leitung abströmseitig der Pumpe angeschlossen und mit einem Steuerventil ausgestattet ist.·

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j Der Anschluß der Rückgabeleitung an die Zirkulationsleitung

! vor dem die Zirkulation regelnden "Ventil gewährleistet,

j daß der Säurekreislauf des Absorptionsturms durch die

Säurerückgabe zum SOp-Gas-Trockenturm nur wenig gestört wird. Zweckmäßigerweise wird dem SOp-Gas-Trockenturm durch

j die Rückgabeleitung mehr konzentrierte Säure zugeführt als

! wie zur Konstanthaltung der Säurekonzentration in den

Trockentürmen erforderlich ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben, die den erfindungsgemäß kombinierten Betrieb eines SO^-Absorptionsturmes, eines SCU-Gas-Trockenturmes und eines Lufttrockenturmes in einer Schwefelsäurekontaktanlage zeigt.

Nach der Zeichnung sind der Einlauf 29 eines SCU-Absorptionsturm 1, ein Trockenturm 2 für SCu-haltiges Gas und ein Trockenturm 3 für Luft durch eine gemeinsame Rohrleitung 4- kommunizierend'verbunden. Alle drei Türme sind■ Teil einer an sich bekannten Kaltgasanlage zur Herstellung von Schwefelsäure aus durch PyritrÖstung erhaltenen Röstgasen. . Derartige Kaltgasanlagen sind an sioh bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden (vergl. B. V/aeser, Die SchwefeIsäurefabrikation (1961), S. 37O, 371)· Das durch eine Heiß-EGR gereinigte, dann gekühlte und gewaschene Röstgas tritt nach Passieren einer Naß-EGR bei 5 in <ien Trockenturm 2 ein, in dem es mit fast konzentrierter Schwefelsäure getrocknet wird. Das Röstgas wird durch ein Gebläse bei 11 aus dem Turm 2 abgesaugt, wodurch sich in dem Turm ein Unterdruck von etwa 300 mm WS einstellt. Der Turm 2 enthält im Unterteil einen erheblichen Yorrat 26 einer etwa 95 %igen Schwefelsäure, j der als Pumpvorlage für die Pumpe 6 dient. Beide Trocken-

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türme 2, 3 v/erden von der Pumpe 6 üb«r Leitung 7 mit Kühler 8 mit dieser Schwefelsäure beaufschlagt, wobei die Beaufschlagungsmengen für beide Türme durch die beiden Ventile 9, 10 geregelt werden. Das in dem mit einer ^üllkörperschüttung ausgestatteten Trockenturm 2 getrocknete Röstgas strömt· von Leitung 11 durch eine Reihe von Wärmeaustauschern und dann in den Kontaktapparat (nicht dargestellt).

.In dem mit Füllkörpern ausgesetzten Turm 3 wird Luft, die durch Leitung 12 in den Turm gedrückt wird, durch Berieseln mit fast konzentrierter Schwefelsäure getrocknet und 'dann über Leitung 1p ebenfalls dem Kontaktapparat zugeführt. In diesem Lufttrockenturm herrscht beispielsweise ein Überdruck von 2000 mm WS.

Das in dem. Kontaktapparat durch Umsetzung gebildete SO^- haltige Gas wird bei 14 in den SO^-Absorptionsturm 1 ein- . geführt und zur Absorption des SO, mit konzentrierter Schwefelsäure berieselt·. Der Gasraum des Turms 1 steht, unter einem Überdruck von etwa 100 mm WS. Das von SO₃. befreite Gas entweicht über Leitung 15 und nachgeschaltete Säureabscheider in die. Atmosphäre. Der Turm 1 enthält ähnlich wie Turm 2 einen Schwefelsäurevorrat und eine Füllkörperschüttung. Das Zirkulationssystem dieses Turms besteht aus der Leitung 16 mit der Pumpe 17, dem Regelventil 18 und dem Kühler 19·. Der Säurevorrat des Turms 1 ist durch ein Überlaufrohr 20 mit einer unter Normaldruck stehenden Pumpvorlage 21 verbunden. Zur Einhaltung der Schwefelsäurekoh'zentration in dem Absorptionsturm 1 wird diesem durch Leitung-22 Wasser zugeführt. Schließlich ist die-Zirkulationsleitung 16-, zwischen Pumpe 17 und Regelventil 18 durch eine Säurerückgabeleitung 23 mit ^em. Trockenturm 2 verbunden. Ein Ventil 24 in Leitung 23 gestattet die Regelung

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der Säurerückgabe entsprechend der in den Türmen 2, 3 aus 'den Gasen aufgenommenen Wassermengen.

Durch die erfindungsgemäße -kommunizierende Verbindung zwischen den Türmen 2, 3 und dem Einlauf 29 des Turmes 1 sowie durch das überlaufrohr 20 zur Pumpvorlage, können sich in den Türmen die den unterschiedlichen Gasdrucken entsprechenden- Säurestände einstellen, die in der Figur eingezeichnet sind. Ferner ist das Stillstandsniveau 25 eingezeichnet, auf das sich die Säure einstellt, wenn die Anlage abgeschaltet wird, d.h. der Gasraum in allen Türmen unter Normaldruck steht. Während der Säurevorrat in Turm 2 noch etwas SOp enthält, wird die Säure beim Durchgang durch Turm 3 durch Austausch mit der zu trocknenden Luft von SO,p befreit. Um zu vermeiden, daß nicht entgaste Säure aus Turm 2 in den Turm 1 gelangt und damit das Überströmen nicht entgaster Säure in die Pumpvorlage 21 zur Folge hat, v.-ird der Betrieb der Trockentürme 2, 3 durch die Ventile und 24- so geregelt, daß die durch Ventil 10 auf den Lufttrockenturm 3 geleitete Säuremenge größer als die Summe aus dem durch Leitung 23 in den Turm 2 zurückgegebenen Säurevolumen und dem. in Turm 2 durch Wasseraufnahme erzielten Zuwachs des Flüssigkeitsvolumens ist. Bei Einhaltung'dieser Vorschrift kann keine unentgaste Säure aus dem Säureverrat 26 des Turms 2 in die kommunizierende Rohrleitung 4- und damit über Einlauf 29 in den Turm 1 abfließen. In der erf-indungsgemäßen Anlage ist damit gewährleistet, dai3 alle Säure des Turms 2 den Entgasungsturm 3- passieren muß, bevor sie zum SO^-Absorptionsturm 1 gelangt.

ie erfindungsgemäße Anlage zeichnet sich im Vergleich zu den bisher üblichen, im wesentlichen unabhängig voneinander betriebenen Türmen durch eine vereinfachte Fahrweise aus.

Die Überwachung und Einhaltung der Säurestände in den drei •Turnen und die Überwachung und Einhaltung der Säurekonzen-' trationen, in den Trockentürmen 2, 3 fällt weg. Eine automatische 'Regelung dieser Größen ist nicht mehr erforderlich. Die Säurekonzentration in dem SO^-Absorptionsturm 1 wird als einzige Regelgröße überwacht und dient zur Einstellung der Wasserzudosierung durch Leitung 22. Die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Anlage ist im Vergleich zum Stande der Technik auf diesem Gebiet erheblich verbessert. Auch bei stark schwankenden HpO- und/oder SO-,-Gehalten der Gase ist ein sicherer Betrieb gewährleistet. Da keine Niveaukontrolle mehr benötigt wird, kann kein Turm durch Mangel an diesen Kontrollgeräten oder durch Bedienungsfehler über^- oder leerlaufen. Die Konzentrationsüberwachung in den Trockentürmen erübrigt sich, da sich die Differenz der Säurekonzentrationen in dem Absorptionsturm einerseits, und den Trockentürmen 2, J andererseits automatisch einstellt.

lieben der Einsparung an Bedienungspersonal ergeben sich durch das Fehlen der Kontroll- und Regeleinrichtungen auch weniger Wartungsarbeiten an den mechanischen, elektrischen und regelungstechnischen Teilen der Anlage. Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel werden zwei Pumpen, ein Turmunterteil (Lufttrockenturm), zwei Konzentrationsmessungen bzw. -Reglungen, drei Niveaukontrollgeräte, Säureleitungen, ca. 10 Ventile und die damit verbundenen baulichen Aufwendungen eingespart.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt sondern ist in allen Fällen brauchbar, in denen eine Mehrzahl von Trocken- und/oder Absorptionstürmen mit Säuren unterschiedlicher Konzentration im Verbund betrieben.werden sollen.

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Claims

CHEMIEBAU
j Dr. A. Zieren GmbH & Co. KG
3 Zöln-Hüngersdorf

Aachener Straße 958

PatentansTDrüciie

Anlage zur Gastrocknung und SO₇-Absorption bei der Herstellung von Schwefelsäure aus SOp-haltigen Gasen durch Oxidation nach dem Kontaktverfahren, bei dem mehrere Gasströme zwecks Trocknung und/oder SO^-Absorption mit Schwefelsäure in Berührung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (27) aus· einem Turm (3) zur Lufttrocknung, der Ablauf (28) aus einem Turm (2) zur Trocknung SO^-haitiger Gase und der Einlauf (29) eines Turmes (1) zur SO₂-Ab-

3 sorption untereinander kommunizierend verbunden

sind. ' . ·
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Trockentürme (2; 3) mit Säure aus einem an einen der Trockentürme (2; 3) angeschlossenen Säurereservoir (26) beaufschlagt werden.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Trockentürme (2; 3) durch dasselbe Zirkulationssystem (6 - 10) und der SO,-Absorptionstürm (1) durch ein eigenes Zirkulationssystem (16 - 19) mit Säure beaufschlagt werden, wobei eine Pumpe (17) einen Teil der Säure aus dem Turm (1) in den SOo-Gas-Trockenturm (2) zurückfördert.
^Lv. Anlage nach einem der Ansprüche 2 "bis 3, dadurch, gekennzeichnet, daß das von dein Absorptions turm (1) an • den SOo-Gas-Trockenturm (2) zurückgeförderte Säurevolumen und der in dem SCU-Gas-Trockenturm (2) durch V/asseraufnahme aus dem Gas erzielte Zuwachs des Säurevolumens zusammen gleich oder kleiner- als das auf den Lufttrockenturm (3) aufgegebene Säurevolumen - sind.
5. Anlage-nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Unterteil des SOp-Gas-Trockenturms (2) und des Absorptionsturms (1) ein auch bei den höchsten auftretenden Gasdrücken für ■ die Funktion als■Pumpvorlage ausreichendes Säurevolumen vorhanden ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5i dadurch gekennzeichnet,, daß die" Leitung (23) für die Säure-.rückgabe von dem Absorptionsturm (1) zu dem-SCU-Gas-Trockenturm (2) an die Zirkulationsleitung (16) des Absorptionsturms (1) vor deren Regelventil (18) abströmseitig der Pumpe (17) angeschlossen und mit . einem Steuerventil (24-) ausgestattet ist.

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