DE2050579B2 - Zwischenabsorber fuer die absorption von so tief 3 und verfahren zum betreiben des zwischenabsorbers - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Zwischenabsorber für die Absorption von SO., aus gasförmigen Medien zwischen Konta.ktstufen der katalytischen Umsetzung von SO₂ zu 5!O₃, bestehend aus Venturiabsorber und nachgeschaltetem Absetzraum für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel.

Bei der katalytischen Umsetzung von SO₂ zu SO₃ in Kontaktanlagen unter Erzeugung von Schwefelsäure wird bei den Verfahren mit Zwischenabsorption das in einer vorderen Kontaktstufe gebildete SO₃ mittels Schwef el säure in einer Zwischenabsorption absorbiert. Dadurch wird in der folgenden Kontaktstufe der Umsatz von SO_a zu SO₃ begünstigt. Da die Zwischenabsorption einen zusätzlichen Arbeitsscliritt gegenüber den Verfahren ohne Zwischenabsorption darstellt, soll dieser Schritt möglichst wirtschaftlich und technisch einfach durchgefühlt werden. Insbesondere muß darauf geachtet werden, daß der durch die Zwischenabsorption verursachte Wärmeverlust möglichst gering ist. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Arbeitstemperatur des Zwischenabsorbers, d. h. die Temperatur der Säure, möglichst hoch gehalten wird, da dann weniger Wärme aus dem Gas an die Säure abgeführt wird. Das Einleiten von heißer Säure in den Absorber stößt jedoch in den meisten Fällen auf apparative Schwierigkeiten. Weiterhin soll der Druckverlust im Zwischenabsorber gering gehalten werden.

Bei den bisher verwendeten Zwischenabsorbern wurde praktisch kein Unterschied zwischen einem Endabsorber — ein Absorber, der nach der letzten Kontaktstufe angeordnet ist — und einem Zwischenabsorber gemacht. Ein Zwischenabsorber braucht jedoch in den meisten Fällen nicht den maximal mögH-chen Absorptionsgrad zu erreichen, da kleine Restmengen an SO₃ im austretenden Gas die Umsetzung von SO., zu SO₃ in der folgenden Kontaktstufe nur in sehi geringem Maßen negativ beeinflussen.

Die bekannten Absorptionstürme, die Füllkörper oder Schikanen enthalten, haben den Nachteil, daß sie eine beträchtliche Höhe benötigen, große Investitionskosien erfordern und ein großes Gewicht haben. AuEerdem muß die Absorbersäure relativ hoch gepurrpt werden und die maximale Gasgeschwindigkeit ist begrenzt, da sonst Stauungen der von oben nach unten rieselnden Säure verursacht werden.

Die bekannten Schaumabsorber (ehem. Technik, 16, 1964, Seite 350) erfordern zur Erzielung eines ausreichenden Absorptionsgrades mehrere hintereinandergeschaltete Stufen, so daß ebenfalls eine größere Bauhöhe erforderlich ist.

Bei den oekannten Venturiabsorbern ist bei vergleichbaren Absorptionsgraden die für den Gastransport und die Säurezufuhr notwendige Energie bei Verwendung eines Venturiabsorbers sehr hoch oder es müssen zur Herabsetzung der notwendigen Energie mehrere Venturiabsorber hintereinandergeschaltet werden. Bei dieser Hintereinanderschaltung werden die Venturiabsorber nacheinander mit dem Gas und Schwefelsäure beaufschlagt, wobei die Säure nach jedem Venturiabsorber abgetrennt wird (USA.-Patentschrift 3 432 264; »Khimia i khimicheskaya tekhnologia«, Band 7, Nr. 5, 1964, Seiten 852 bis 854). Gerade die Beaufschlagung mehrerer Venturiabsorber mit Schwefelsäure ergibt aber — abgesehen von dem erforderlichen apparativen Aufwand — größere Wärmeverluste durch Wärmeabfuhr an die Säure.

Ein Absorber, der aus einem Venturiabsorber mit einer nachgeschalteten Säureschicht auf einer gasdurchlässigen Platte besteht, wobei dar. den Venturiabsorber verlassende Gas die gasdurchlässige Platte und die darauf befindliche wallende Säureschicht durchströmt, vermeidet zwar die Nachteile der vorher geschilderten Absorber, hat jedoch noch einen beträchtlichen Druckabfall (britische Patentschrift 1 522 360, italienisches Patent 854 671).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Zwischen absorber zu schaffen, der mit geringem Druckverlust, Energieaufwand, Wärmeverlust, geringen Investitionskosten und Betriebskosten sowie hohem Durchsatz auf kleiner Fläche betrieben werden kann sowie ein Verfahren zum Betreiben dieses Zwischenabsorbers zu geben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zwischenabsorber aus einem an sich bekannten stehend angeordneten Venturabsorbe:r mit Gas- und Schwefelsäure-Zuleitungen im oberen Teil und einem Sumpf aus Schwefelsäure am Boden besteht, oberhalb des Sumpfes vertikal ein Nachwirbler als Ableitung angeordnet ist, und an den Nachwirbler ein an sich bekannter Absetzraum für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel mit einem Sumpf aus Schwefelsäure am Boden unterhalb der Eintrittsöff-

nung des Nachwirblers und einer Austnttsoffnung fur 97,5bis J8|JG P^ _Betriebsbeuingungen

das Gas im oberen TeU angeschlossen ist SeLe AbsSon bli der eine geringereTempeiatur

In dem stehend angeordneten Ventunabsorber wird ^"X^ase erwünscht ist oder heiße

der größte Teil des SO₃-Gehaltes mit relativ geringer ^r austmenaen ._{bler eingelei}tet werden Säuremenge absorbiert. Dadurch tritt eine starke Er- 5 .schwefelsaure

wärmung der Schwefelsäure auf und die Temperatur kann _{aße Zwis}chenabsorber und das

des Gases ist beim Verlassen des Venturiabsorbers J^^X^rfahren zum Betrieb des Absor-

entsprechend hoch. Sie liegt etwa im Temperatur!*- J^^f^ H_and der Zeichnuug und des Ausfuh-

^dhSl^80O ^Ä

DerT_ScSwlrbler_kan; a!s Vorrichtung ausgebildet „ "g^jS^Ä«, Querschnitt

sein die einen Drall oder eine Erhöhung der Ge- Die ^^eicn™;. _d

fchwindigkeit erzeugt. Ein Drall kann durch Leit- durch einenAbsorb^. ^ ^^ ^

schaufeln und/oder zyklonartigem Anschluß an den ^D^ ^B,^e J^ ^_{115 dem} in einer Kontaktanlage er-

Absetzraum erzeugt werden. Eine Erhöhung der Ge- Monohydrat/Tag aus α

schwindigkeit kann durch den Einbau einer Stau- i_S ^^^.S^ber besteht aus einem stehend

scheibe in den Nachwirbler erreicht werden ΕοΜηΞ Venturiabsorber 1, in dessem oberen

Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung be- an ge «^«ten^e m _{chwefelsäure}zuleitung 3ansteht darin, daß der Nachwirbler als Ventun-Wirbler T^ÜJjJ ™_{den des} Venturiabsorbers 1 ist ausgebildet ist. Damit wird eine besonders gute Mach- geordne,⁵^f,£_hwefeIsäure angeordnet. Oberhalb

"Ä^.e^Msch^a^^^^

i,- „^oijjt dur^h die vom Gas noch mitgerissene Ventunabsoroer χ ve u _{d D Nac}hwirb-

£hweSurfete Nachabsorption, die jedoch we- Ventun^ebüde s ^ffischen A.bsetzraum 6.

sentlich geringer ist als die Absorption in dem stehen- ler 5 mundet m ^ ζ _{der EilUri}itsöffnung des

den Vemuriabsorber. Da keine kalte Säure emgedust 25 der «jn Bodeu un«5 Schwefelsäure, hat.

werden muß, tritt bei der Nachabsorption keine Ab- N^wirWers^ JJJ^J^ _{6 siad} die Austritts-

kühlung der Gase ein. . . ^ ° _n'| _fur d-s Gas und ein Filter aus feinrnaschi-

Eine weitere Ausgestaltung besteht dann, daß in f ™^™4^ als Tropfenabscheider9 angeord-

dem Nachwirbler eine Säurezufuhrvorrichtung an- g an ^™^^_nabsch&der 9 ist ein Vorabsche,-geordnetist. . „. . ³° £ To aus"ü\ körpern auf einem gasdurchlässigen

^b Die Zufuhrvorrichtung für *e Säure ist fur eine der 10 aus JuUKc^p _Sumpf 4 ist über Leitung

Menge bis zu etwa IW. der gesamten verwendeten G^toeU ^gwra _{n Die Schwe}f_{e sau},_e

Menle an Schwefelsäure ausgelegt. Diese Ausgestal- 12 mrt dem sump ^ _abgezogen. _Die Ab-

tung wird dann angewendet, wenn eine Temperatur- aus Sumg^7 jma ^ _führt

Senkung der Gase in Kauf genommen werden kann 35 S^a^wurden uoe | _Kontaktstufe wird der

oder wenn heiße Schwefelsäure in den Nachwirbler *ⁿ ™ ⁰^gLs zu 85<Vo in SO₃ katalytisch

eingedüst oder gespritzt wird. „mJesetzt 10 650 Nm'/h dieses Gases werfen nut

Eine weitere Ausgestaltung besteht dann daß im ^rTeni peratur von 180° C über Leitung! in den

oberen Teil des Absetzraumes vor der Austrittsoff- «ⁿ« J.^£_{rl einge}leitet. Über Leitung 3 werden

nung ein Tropfenabscheider angeordnet ist. Als Trop- 40 Ventur«Der B ^ _{Konzeütraüon von}

fenabscheider wird vorzugsweise ein Filter aus fein- 20,5 m ^J™^e _{zenten und eine}r Temperatur von

maschigem Drahtgewebe verwendet. In diesem Filter 97,1 G^goz ^ ^ _dust_en

tritt durch die Abscheidung der im Gas enthaltenen ^ ^ ^ngeaus^ ^ _{χ abge}schieden. Das

Schwefelsäurepartikel eine geringe Absorption ein, Schweielsaurew _{Schwefelsäure} gelangt in den die ebenfalls ohne Wärmeverlust erfolgt 4= JJJ^₅ ■ _{dem eine} Nachabsorption erfolgt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung be- NachwirbterS^m _{das Gas in d Ab}_

steht darin, daß vor dem Tropfenabscheider im Ab- A»to NkJJUD ζ ^ ^ _resthch

setzraum ein Vorabscheider für im Gas enthaltene ^se™2^_r^^b _b ^ei _eschieien wird und in den Sumpf

Schwefelsäurepartikel angeordnet is. Der Vorab- J^f'^bsorptionsgrad von SO₃ betragt an die-

scheider besteht vorzugsweise aus Füllkörper? ergibt 50 gelangJ ^De™ _Qas |_urchsirömt den Vorabschei-

einen guten Abscheidungsgrad und ermöglicht die sei^Stelle^. ^ ^ ^ ^ _{Q enthal}.

Höhe des Absetzraumes niedrig zu halten der 1U, ma ^ epartikel abgeschieden wer-

Der erfindungsgemäße Zwischenabsorber wird de - ^™^^ _{t in dem} Tropfenabscheider 9 die

art betrieben, daß der stehend angeordnete Ventu- den. ^^acJ" ^s _{Die Schwe}felsäure aus dem

riabsorber mit Schwefelsäure einer Konzentration von 55 ] em absei^e dung^ U ^ ^ ^ ^^ _{η {}

96 bis 98 Gewichtsprozenten in einer Menge beau - ^* ^wl™ _{f ?wird die} ⁶ _gesamte Schwefelsäure mit

riabsorber mit Schwefelsäure einer Konzentratio ] ^ ^ ^ ^ ^ ^^ _{η {}

96 bis 98 Gewichtsprozenten in einer Menge beau - ^* ^wl™ _{f ?wird die} ⁶ _gesamte Schwefelsäure mit

schlagt wird, die eine Konzentration der Schwefel- Aus ^m M™P ^ Gewichtsprozenten und

säure nach Beendigung der Absorption von 98,5 bis tmer ^⁰^¹ ₁₅₀o _{c über} Leitung 13 abge-

993Gihtozenten und einen Absorptionsgrad cmer l^pemtvχ ^ ^ _der

säure nach Beendigung der Absorption , ^^ ₁₅₀o _{c über} Leitung 13 abge

99,3Gewichtsprozenten und einen Absorptionsgrad cmer l^pemtvχ ^ ^ _dner

von 90 bis 98 V. des im gasförmigen Medium vorhan- 60 J^gj^J™^ _eLner Temperatur von 150° C denen SO₃ ergibt. Mit diesen Maßnahmen wird ein gu- «m ^^'n ^^ _{d dlten nächsten} Kon-

Abkühlung der Gase zu vermeiden. Hierzu 1 Blatt 21eichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zwischenabsorber für die Absorption von SO₃ aus gasförmigen Medien zwischen Kontaktstufen der katalytischen Umsetzung von SO., zu SO₃, bestehend aus Venturiabsorber und nachgeschaltetem Absetzraum für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabsorber aus einem an isich bekannten stehend angeordnetem Venluriabsorber (1) mit Gas (2) — und Schwefelsäure (3) — Zuleitungen im oberen Teil und einem Sumpf (4) aus Schwefelsäure am Boden besteht, oberhalb des Sumpfes (4) vertikal ein Nachwirbler (5) als Ableitung angeordnet ist, und an den Nachwirbler ein an sich bekannter Absetzraum (6) für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel mit einem Sumpf (7) aus Schwefelsäure am Boden unterhalb der Eintrittsöffnung des Nachwirblers (5) und einer Austrittsöffnung (8) für das im oberen Teil angeschlossen ist.

2. Zwischenabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachwirbler (5) als Venturi-Wirbler ausgebildet ist.

3. Zwischenabsorber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Nachwirbler (S) eine Säurezufuhrvorrichtung angeordnet ist.

4. Zwischenabsorber nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Absetzraumes (6) vor der Austrittsöflnung (8) ein Tropenabschneider (9) angeordnet ist.

5. Zwischenabsorber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Tropenabschneider (9) im Absetzraum (6) ein Vorabscheider (10) für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel angeordnet ist.