DE2050579C - Zwischenabsorber für die Absorption von SO tief 3 und Verfahren zum Betreiben des Zwischenabsorbers - Google Patents
Zwischenabsorber für die Absorption von SO tief 3 und Verfahren zum Betreiben des ZwischenabsorbersInfo
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Description
zur Erzielung eines
25
30
V.n.uriabscben, B. bei
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ε eines Yciuuiia^«
zur Herabsetzung der notwendigen _.-..-mehrere
Venturiabsorber hintereinandergescha ;.:t
werden Bei dieser Hintereinanderschaltung wer.; η
Te Veniuriabsorber nacheinander mit dem Gas und
thwefelsäure beaufschlagt, wobei die Saure nacMe-Venturi-bsorber
abgetrennt wird (^^ ;
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45
Die Erfindung betrifft einen Zwischenabsorber für die Absorption von SO3 aus gasförmigen Medien zwischen
Kontaktstufen der katalytischen Umsetzung von SO2 zu SO3, bestehend aus Venturiabsorber und
nachgeschaltetem Absetzraum für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel.
Bei der katalytischen Umsetzung von SO, zu SO3
in Kontaktanlagen unter Erzeugung von Schwefelsäure wird bei den Verfahren mit Zwischenabsorption
das in einer vorderen Kontaktstufe gebildete SO3 mittels
Schwefelsäure in einer Zwischenabsorption absorbiert. Dadurch wird in der folgenden Kontaktstufe der
Umsatz von SO2 zu SO3 begünstigt. Da die Zwischenabsorption
einen zusätzlichen Arbeitsschritt gegenüber den Verfahren ohne Zwischenabsorption darstellt,
soll dieser Schritt möglichst wirtschaftlich und technisch einfach durchgeführt 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 Wärnie aus dem Gas an die Säure abforderlichen
apparativen Aufwand — _ meverluste durch Wärmeabfuhr an die Säure.
Ein Absorber, der aus einem Venturiabsorber mit einer nachgeschalteten Säureschicht auf einer gasdurchlässigen
Platte besteht, wobei das 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 Zwischenabsorber 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 Venturabsorber mit Gas- und Schwefelsäure-Zuleitungen im oberen Teil
steht, oberhalb des Sumpfes horizontal 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 Eintritts-
öffnung des Nachwirblers und einer Austrittsöffnung
für das Gas im oberen Teil angeschlossen ist.
In dem stehend angeordneten Venturiabsorber wird
der größte Teil des SO3-Gehaltes mit relativ geringer
Säuremenge absorbiert. Dadurch tritt eine starke Erwärmung
der Schwefelsäure auf und die Temperatur des Gases ist beim Verlassen des Venturiabsorbers
entsprechend hoch. Sie liegi etwa im Temperaturbereich von 100 bis 180° C.
Der Nachwirbler kann als Vorrichtung ausgebildet sein, die einen Drall oder eine Erhöhung der Geschwindigkeit
erzeugt Ein Drall kann durch Leitschaufeln und/oder zyklonartigem Anschluß an den
Absetzraum erzeugt werden. Eine Erhöhung der Geschwindigkeit kann durch den Einbau einer Stauscheibe
in den Nachwirbler erreicht werden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Nachwirbler als Venturi-Wirbler
ausgebildet ist. Damit wird eine besonders gute Nachwirblung erzielt.
Im Nachwirbler und im Anschluß an den Nachwirbler erfolgt durch die vom Gas noch mitgerissene
Schwefelsäure eine Nachabsorption, die jedoch wesentlich geringer ist als die Absorption in dem stehenden
Venturiabsorber. Da keine kalte Säure eingedüst werden muß, tritt bei der Nachabsorption keine Abkühlung
der Gase ein.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß in dem Nachwirbler eine Säurezufuhrvorrichtung angeordnet
ist.
Die Zufuhrvorrichtung für die Säure ist für eine Menge bis zu etwa 10% der gesamten verwendeten
Menge an Schwefelsäure ausgelegt. Diese Ausgestaltung
wird dann angewendet, wenn eine Temperatursenkung der Gase in Kauf genommen werden kann
oder wenn heiße Schwefelsäure in den Nachwirbler eingedüst oder gespritzt wird.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß im oberen Teil des Absetzraumes vor der Austrittsöffnung
ein Tropfenabscheider angeordnet ist. Als Tropfenabscheider wird vorzugsweise ein Filter aus feinmaschigem
Drahtgewebe verwendet. In diesem Filter tritt durch die Abscheidung der im Gas enthaltenen
Schwefelsäurepartikel eine geringe Absorption ein, die ebenfalls ohne Wärmeverlust erfolgt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß vor dem Tropfenabscheider im Absetzraum
ein Vorabscheider für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel angeordnet ist. Der Vorabscheider
besteht vorzugsweise aus Füllkörpern, ergibt einen guten Abscheidungsgrad und ermöglicht die
Höhe des Absetzraumes niedrig zu halten.
Der erfindungsgemäße Zwischenabsorber wird derart betrieben, daß der stehend angeordnete Venturiabsorber
mit Schwefelsäure einer Konzentration von 96 bis 98 Gewichtsprozenten in einer Menge beaufschlagt
wird, die eine Konzentration der Schwefelsäure nach Beendigung der Absorption von 98,5 bis
99,3 Gewichtsprozenten und einen Absorptionsgrad von 90 bis 98 %>
des im gasförmigen Medium vorhandenen SOS ergibt. Mit diesen Maßnahmen wird ein guter
Betrieb des Zwischenabsorbers erzielt.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß in den Nachwirbler bis zu 10°/o der gesamten
Menge an Schwefelsäure mit einer Konzentration von 97,5 bis 98,5 Gewichtsprozenten eingedüst werden.
Diese Maßnahmen ergeben gute Betriebsbedingungen für eine Absorption, bei der eine geringieieTemperatur
der austretenden Gase erwünscht ist oder heiße Schwefelsäure in den Nachwirbler eingeleitet werden
kann.
Der erfindungsgemäße Zwischenabsorber und das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des Absorbers
werden an Hand der Zeichnung und des Ausführungsbeispieles
schematisch erläutert.
Die Zeichnung stellt einen senkrechten Querschnitt durch einen Absorber dar.
Das Beispiel wurde für eine Erzeugung von 100 t Monohydrat/Tag aus dem in einer Kontaktanlage erzeugten
SO3 berechnet.
Der Zwischenabsorber besteht aus einem stehend angeordneten Venturiabsorber 1, in dessem oberen
Teil Gaszuleitung 2 und Schwefelsäurezuleitung 3 angeordnet sind. Am Boden des Venturiabsorbers 1 ist
ein Sumpf 4 aus Schwefelsäure angeordnet, überhalb des Sumpfes 4 ist als Ableitung für die Gase aus dem
Venturiabsorber 1 horizontal ein Nachwirbler S, der als Venturi ausgebildet ist, angeordnet. Der Nachwirbler
5 mündet in einen zylindrischen Absetzraum 6, der am Boden unterhalb der Eintrittsöffnung des
Nachwirblers 5 einen Sumpf 7 aus Schwefelsäure hat. Im oberen Teil des Absetzraumes 6 sind die Austrittsöffnung
8 für das Gas und ein Filter aus feinmaschigem Drahtgewebe als Tropfenabscheider 9 angeordnet.
Vor dem Tropenabscheider 9 ist ein Vorabsch.-i
der 10 aus Füllkörpern auf einem gasdurchlässigen Gewölbeil angeordnet. Der Sumpf 4 ist über Leitung
12 mit dem Sumpf 7 verbunden. Die Schwefelsäure aus Sumpf 7 wird über Leitung 13 abgezogen. Die Abgase
werden über Leitung 14 abgeführt.
In einer nicht dargestellten Kontaktstufe wird der SO,-Gehalt eines Gases zu 85°/o in SO3 katalytisch
umgesetzt. 10650Nm3/h dieses Gases werden mit
einer Temperatur von 18O0C über Leitung 2 in den
Venturiabsorber 1 eingeleitet. Über Leitung 3 werden 20,5 m3/h Schwefelsäure mit einer Konzentration von
97,1 Gewichtsprozenten und einer Temperatur von 50° C eingedüst. Der größte Teil der eingedüsten
Schwefelsäure wird in den Sumpf 4 abgeschieden. Das Gas mit der restlichen Schwefelsäure gelangt in den
Nachwirbler 5, in dem eine Nachabsorption erfolgt. Aus dem Nachwirbler 5 gelangt das Gas in den Absetzraum
6, wobei ein größerer Teil der restlichen Schwefelsäure abgeschieden wird und in den Sumpf 7
gelangt. Der Absorptionsgrad von SO3 beträgt an dieser Stelle 95°/o. Das Gas durchströmt den Vorabscheider
10, in dem der Hauptteil der noch im Gas enthaltenen feinen Schwefelsäurepartikel abgeschieden werden.
Danach erfolgt in dem Tropfenabscheider 9 die Feinabscheidung. Die Schwefelsäure aus dem
Sumpf 4 wird über Leitung 12 in den Sumpf 7 geleitet. Aus dem Sumpf 7 wird die gesamte Schwefelsäure mit
einer Konzentration von 99 Gewichtsprozenten und einer Temperatur von 150° C über Leitung 13 abgeleitet.
Das Gas wird über Leitung 14 in einer Menge von 9895 Nm3/h und einer Temperatur von 150° C
abgeleitet und der nicht dargestellten nächsten Kontaktstufe zugeführt. Die Leitung 14 ist als beheizte
Doppelmantelleitung ausgebildet um eine Kondensation infolge Abkühlung der Gase zu vermeiden.
Claims (5)
1. Zwischenabsorber für die Absorption von SO3 aus gasförmigen Medien zwischen Kontaktstufen
der katalytischen Umsetzung von SO2 zu SO3, bestehend aus Venturiabsorber und nachge-
S3, g
schaltetem Absetzraum für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenabsorber aus einem an sich bekannten stehend angeordnetem Venturiabsorber (1) mit Gas (2) — und Schwefelsäure
(3) — Zuleitungen im oberen Teil und einsm Sumpf (4) aus Schwefelsäure am Boden besteht,
oberhalb des Sumpfes (4) horizontal 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
(5) eine Säurezufuhrvorrichtung angeordnet ist.
4. Zwischenabsorber nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil
des Absetzraumes (6) vor der Austrittsöffnung (8) ein Tropenabschneider (9) angeordnet ist,
5. Zwischenabsorber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Tropennbschneider
(9) im Absetzraum (6) ein Vorabscheider (10) für im Gas enthaltene Schwefelsäurepartikel angeordnet
ist.
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Absorber stoßt jedocnin° ^ u der Druckverrative
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angeordnet ^nah<;orber braucht jeabsoroer
g
doch in den meisten
da Heine ReV
die Umsettung
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