DE2122634A1

DE2122634A1 - Sulphuric acid prodn - of increased efficiency by charcoal absorption and recovery of residual sulphur oxides

Info

Publication number: DE2122634A1
Application number: DE19712122634
Authority: DE
Inventors: Isamu Niihama Ehime Maeda (Japan)
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1972-11-16

Abstract

Gas leaving A H2SO4-absorption tower contg. approx. 0.14% SO2 and 0.03% SO3 is passed into a tower packed with an absorbent, esp. activated charcoal. The absorbent is moistened with water, or alternatively the gases are first passed through a humidifier, so that sufficient moisture is present to convert all the S oxides to H2SO4. When the absorbent is satd. it is washed out with water or acid to product 5-20% aq. H2SO4, and this liquid is fed back into the H2SO4 prodn. system as make-up water for the absorption tower; or, after concn., into the H2SO4 tank of the drying tower. After washing, the absorbent can be dried with air heated by the exchange with the catalytic oxidn. reaction of SO2.

Description

Verfahren zur II erstellung von Schwefelsäure Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter Schwefelsäure durch Umsetzen von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid, Folgende Verfahren werden überlicherweise zur Herstellung ho dikonzentriert er Schwefelsäure ein gesetzt: 1. Schwefeldioxid wird durch Verbrennen von Pyrit oder Sulfiderzen hergestellt und dann zu Schwefelsäure umgesetzt. Process for II preparation of sulfuric acid The invention relates to an improved process for the production of highly concentrated sulfuric acid Converting sulfur dioxide to sulfur trioxide, the following procedures are commonly used To produce it, he uses concentrated sulfuric acid: 1. Sulfur dioxide is made by burning pyrite or sulfide ores and then turning it into sulfuric acid implemented.

2. Schwefeldioxid wird durch Verbrennen von festem Schwefel hergestellt und anschließend zu Schwefelsäure umgesetzt.2. Sulfur dioxide is made by burning solid sulfur and then converted to sulfuric acid.

3, Schwefelsäure kann weiterhin unter Verwendung von Schwefeldioxid aus Raffinerieabgasen hergestellt werden.3, sulfuric acid can continue to use sulfur dioxide can be made from refinery off-gases.

Nach diesen bekannten Verfahren wird Schwefeldioxid zu 97% bis 98% zu Schwefeltrioxid umgewandelt, Die Ausbeute an Schwefelsäure ist jedoch gering. Ein weiterer Nachteil ist-in der-Vergiftung der Atmosphäre durch die aus dem Schwefelinoxidabsorplionsturm austretenden nicht absorbierten Schwefeldioxid- und Schwefeltrioxid-Gase zu sehen..According to these known processes, sulfur dioxide is 97% to 98% converted to sulfur trioxide, but the yield of sulfuric acid is low. Another disadvantage is-in-the-atmosphere poisoning by the sulfur in oxide absorption tower to see escaping unabsorbed sulfur dioxide and sulfur trioxide gases.

Um hierdurch hervorgerufene öffentliche Schäden zu verhüten und -SO2 und S03 zurückzugewinnen, werden Vorrichtungen eingesetzt, mit denen diese Stoffe als Ammoniumsulfit oder Ammoniumsulfat gebunden werden, Hierzu ist es üblich, die aus dem Absorptionsturm austretenden Gase in Fullkörpertürme zu leitens in die wässriges Ammoniak getropft wird, Ebenso werden diese Stoffe durch Waschen in Waschtürmen als Ammoniumsulfit oder Ammoniumsulfat gebunden.In order to prevent public damage caused by this and -SO2 and S03, devices are used to recover these substances be bound as ammonium sulfite or ammonium sulfate, for this purpose it is common to use the to conduct gases emerging from the absorption tower into full-body towers into the aqueous Ammonia is dripped, as are these substances by washing in washing towers bound as ammonium sulfite or ammonium sulfate.

Kürzlich sind Verfahren vorgeschlagen worden, mit denen die alleinige Zwischenabsorption von SO3 vor dem Endkontakt-Verfahren vorgenommen wird, Hierbei wird die Kontaktstufe ohne Wärmezufuhr durchgeführt, d.h.Recently, methods have been proposed by which the sole Intermediate absorption of SO3 is made before the end contact process, here the contact step is carried out without the addition of heat, i. e.

nach dem Verfahren, wonach Schwefeltrioxid durch ein Mehrstufen-Kontakt-Verfahren - (vgl. Japanische Patent-Bekanntmachung 15101/1962)-oder ein Doppelkontakft-System aus Verbrennungsgasen von Eisenerzen hergestellt ist, die Sulfit-Gas enthalten. Man bemüht sich daher, die Aus -beute an Schwefelsäure durch Erhöhen des Umwandlungsgrades von zu steigern und damit den SO2-Gehalt in dem aus dem Absorptionsturm austretenden Gas zu vermindern. Als Ergebnis wurden eine Verbesserung der Schwefelsäureausbeute auf 99, 5% und eine S02-Konzentration von etwa 0, 05 vol.% im Austrittsgas des Absorptionsturms erzielt, die jedoch noch nicht befriedigen. Vielmehr wird bei diesen Verfahren eine weitere Steigerung der 5 chwefelsäureausbeute erstrebt. Weitere Probleme sind darin zu sehen, daß relativ hohe Apparatekosten im Vergleichrzur erzielt en Schwefels äureausbeute steigerung entstehen und es nicht mö glich ist, ausreichende Maßnahmen zu ergreifens um die durch Vergiftung der Atmosphäre bedingten öffentlichen Schäden zu vermeiden In Fällen bei denen ein Doppel-Kontakt-System eingesetzt wird, sollten alle Vorrichtungen einschließlich Ums etzungsturm, Wärmeaustauscher und Adsorptionsturm verdoppelt werden, so daß die Apparatekosten beträchtlich ansteigen.according to the process whereby sulfur trioxide is obtained by a multi-stage contact process - (see Japanese Patent Notice 15101/1962) -or a double contact system is made from combustion gases of iron ores containing sulfite gas. Efforts are therefore made to reduce the yield of sulfuric acid by increasing the degree of conversion of to increase and thus the SO2 content in the one emerging from the absorption tower Decrease gas. As a result, there has been an improvement in the sulfuric acid yield to 99.5% and an SO2 concentration of about 0.05% by volume in the exit gas of the absorption tower achieved, but not yet satisfactory. Rather, in these procedures, a A further increase in the sulfuric acid yield is sought. There are more problems in it to see that the apparatus costs are relatively high compared to the sulfur obtained There is an increase in the yield and it is not possible to take adequate measures to grapple with the public harm caused by atmospheric poisoning to avoid in cases where a double contact system is used all equipment including conversion tower, heat exchanger and adsorption tower are doubled, so that the cost of the apparatus increases considerably.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure, nach dem SO2 aus Abgasen vollständig zurückgewonnen wird und die damit zusammenhängenden Luftvergiftungen verhindert werden können, Die Erfindung betrifft bei der Herstellung von Schwefelsäure durch Umsetzen von S02 zu SO3 folgende Stufen: Nebel von SO2 und S03 in dem Austrittsgas eines SOQ-Absorptionsturms werden durch ein Adsorptionsmittel adsorbiert, während der SO2-freie Rest des Gases in die Atmosphäre geleitet wird. Weiterhin werden das vom Adsorptionsmittel adsorbierte SO2 und S03 durch Waschen des Adsorptionsmittels mit Wasser oder Säure entfernt und als verdünnte Schwefelsäure gewonnen, die -zur Herstellung konzentrierter Schwefelsäure Verwendung findet, Entsprechend der Erfindung wird somit SO2 und SO3 aus dem Abgas eines Absorptionsturms zurückgewonnen und zu konzentrierter Schwtfelsäure verarbeitet. Es ist damit nicht nur möglich, Umweltverschmutzungen zu vermeiden, sondern auch die Schwefelsäureausbeute zu verbessern, ohne die spezielle Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure umzustellen oder zu vergrößern. Hierdurch werden offensichtlich die Kosten für die Anlage beträchtlich vermindert.The invention now relates to a process for the production of sulfuric acid, after which SO2 is completely recovered from exhaust gases and the related Air poisoning can be prevented, The invention relates to manufacture of sulfuric acid by converting S02 to SO3 the following stages: Fog of SO2 and SO3 in the exhaust gas of an SOQ absorption tower are absorbed by an adsorbent adsorbed, while the SO2-free remainder of the gas is released into the atmosphere. Furthermore, the SO2 and SO3 adsorbed by the adsorbent are washed of the adsorbent removed with water or acid and as dilute sulfuric acid obtained, which -for the production of concentrated sulfuric acid is used, accordingly According to the invention, SO2 and SO3 are thus recovered from the exhaust gas from an absorption tower and processed into concentrated sulfuric acid. It is not only possible To avoid environmental pollution, but also to improve the sulfuric acid yield, without converting or closing the special plant for the production of sulfuric acid enlarge. Obviously, this makes the cost of the installation considerable reduced.

Da das bei der Herstellung von Schwefelsäure eingesetzte Ergänzungswasser mit der konzentrierten Schwefelsäure in Berührung kommt, können sich Wärme entwickeln und Explosionen auftreten, wenn Wasser verwendet wird, Man zieht es daher vor, verdünnte Schwefelsäure als Ergänzungswasser zu verwenden. Es werden daher ein Verdünnungstank oder entsprechende Vorrichtungen benötigt, während nach der vorliegenden Erfindung derartige Vorrichtungen nicht erforderlich sind, weil bei der Behandlung des Abgases direkt verdünnte Schwefelsäure entsteht, die als Ergänzungswasser verwendbar ist.Because the make-up water used in the production of sulfuric acid comes into contact with the concentrated sulfuric acid, heat can develop and explosions occur when water is used, it is therefore preferred to use diluted water Use sulfuric acid as make-up water. It therefore becomes a dilution tank or appropriate devices needed while according to the present invention such devices are not required because in the treatment Sulfuric acid, which is directly diluted in the exhaust gas, is produced, which can be used as make-up water is.

Weiterhin kann erfindungsgemäß das durch Waschen mit Wasser oder Säure befeuchtete Adsorptionsmittel durch die bei der Umsetzung von SO2 zu SO3 entstehende Wärme getrocknet werden.Furthermore, according to the invention, this can be done by washing with water or acid humidified adsorbent due to the resulting from the conversion of SO2 to SO3 Heat dried.

Erfindungsgemäß ist es möglich, S02 und SO3 aus den Abgasen eines Absorptionsturms auch dann zurückzugewinnen, wenn deren Konzentration hoch ist. Es ist möglich, deren Konzentration in Abgasen unter 0, 001 Vol. % herabzusetzen.According to the invention, it is possible to extract S02 and SO3 from the exhaust gases Recover absorption tower even if its concentration is high. It is possible to reduce their concentration in exhaust gases below 0.001% by volume.

Weiterhin wird mit dem Verfahren der Erfindung die Ausbeute an Schwefelsäure verbessert.Furthermore, with the method of the invention, the yield of sulfuric acid is increased improved.

Das erfindungsgemäße Verfahren und seine Anwendbarkeit wird durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.The method according to the invention and its applicability is illustrated by the following description is explained in more detail in conjunction with the drawings.

Aus den Zeichnungen ist als Beispiel das Schema eines erfindungsgemäß en Schwef elsäur eherstellungsverf ahr en s er sichtlich.As an example, the drawings show the scheme of one according to the invention The sulfuric acid preparation process is clearly visible.

Fig. 1 ist ein schematischer Arbeitsplan einer Vorrichtung, in der Abgase aus der Verbrennung und Schmelze von Pyrit Verwendung finden.Fig. 1 is a schematic work plan of an apparatus in which Find exhaust gases from the combustion and melt of pyrite use.

Fig. 2 ist ein schematischer Arbeitsplan mit den Umsetzungsvorrichtungen für die Adsorption, Wasser-Wäsche und Trocknung.Fig. 2 is a schematic work plan with the transfer devices for adsorption, water washing and drying.

Fig, 3 ist ein schematischer Arbeitsplan von Vorrichtungen für ein wirksameres Wasserwaschen in der Waschstufe zur Säureentfernung.Fig. 3 is a schematic work plan of devices for a more effective water washing in the acid removal washing stage.

Fig. 4 ist ein schematischer Arbeitsplan für eine Ausführungsform, wonach das Verbrennungsgas von festem Schwefel als Ausgangsmaterial dient.Fig. 4 is a schematic work plan for an embodiment, after which the solid sulfur combustion gas serves as a raw material.

Fig, 1 ist ein schematischer Arbeitsplan von Vorrichtungen, die eingesetzt werden, wenn die Abgase aus der Verbrennung oder Schmelze von Pyrit erfindungsgemäß als Ausgangsmaterial-Verwendung finden, Das Ausgangsmaterial zur Herstellung von Schwefelsäure wird durch das Rohr 1 in den Waschturm 2 eingeleitet. Hier wird Staub aus dem Gas abgeschieden. Durch die Leitung 3 wird das Gas in den Kühlraum 4 geleitet und dort abgekühlt, Das gekühlte und staubfreie Gas wird durch das Rohr 5 in den Nebelabscheider (mist cottrel) 6 geleitet. Nachdem Nebel vollständig abgetrennt sind, wird das Gas durch das Rohr 7 in den Trockenturm 8 geleitet und hier die Feuchtigkeit aus dem Gas vollständig entfernt. An dieser Stelle liegt die Temperatur des Gases beim Eintritt in den Trockenturm bei etwa 400C und beim Austritt bei etwa 700C, Der zur Reaktion erforderliche Sauerstoff wird dem Gas in der Regel als saubere Luft zugefügt. Bevorzugt wird die Zugabe in der vorausgehenden Stufe des Trockenturms 8. 7 ist ein Rohr für die Einleitung von Luft.Fig. 1 is a schematic work plan of devices in use if the exhaust gases from the combustion or melt of pyrite according to the invention as a starting material-use, The starting material for the production of Sulfuric acid is introduced into the washing tower 2 through the pipe 1. There is dust here deposited from the gas. The gas is passed through the line 3 into the cooling space 4 and cooled there, The cooled and dust-free gas is passed through the pipe 5 into the Mist separator (mist cottrel) 6 directed. After mist completely separated are, the gas is passed through the pipe 7 into the drying tower 8 and here the moisture completely removed from the gas. The temperature of the gas is at this point at the entrance to the drying tower at about 400C and at the exit at about 700C, The oxygen required for the reaction is generally considered to be clean in the gas Air added. The addition in the preceding stage of the drying tower is preferred 8. 7 is a pipe for the introduction of air.

Aus dem Turm 8 austretendes, gereinigtes Gas wird durch die Leitungen 9 und 11 mit Hilfe des Gebläses 10 unter Druck in einen Wärmeaustauscher geblasen und dort durch Wärmeaustausch mit dem Reaktionsgas, wie später erläutert, erwärmt. Das Raffinierungs-Gas wird durch die Wärmeaustauscher 16 und 18, die durch die Rohre 15 und 17 verbunden sind, auf eine optimale Temperatur (etwa 4500C) erhitzt und wird weiter über das Rohr 19 in einen ersten Umsetzungsturm 20 geleitet.Hauptsächlich wird ein Katalysator wie V205 in den Umsetzungsturrp gefüllt.Purified gas emerging from the tower 8 is passed through the lines 9 and 11 blown into a heat exchanger with the aid of the fan 10 under pressure and heated there by heat exchange with the reaction gas, as explained later. The refining gas is passed through the heat exchangers 16 and 18 passing through the tubes 15 and 17 are connected, heated to an optimal temperature (about 4500C) and is passed on via the pipe 19 into a first transfer tower 20. Mainly a catalyst such as V205 is filled into the conversion turret.

Das in den ersten Umsetzungsturm 20 eingeleitete Raffinierungs-Gas wandelt sich beim Durchgang durch den Turm zu 80% von S02 zu SO3 um und wird durch die Reaktionswärme auf eine hohe Temperatur erhitzt.The refining gas introduced into the first reaction tower 20 converts to 80% from S02 to SO3 when passing through the tower and becomes through the heat of reaction is heated to a high temperature.

Um die Temperatur des Reaktionsgases zu regulieren, ist das Rohr 11 und der Umsetzungsturm 20 durch eine Nebenstromleitung 12 verbunden; die Strömungsgeschwindigkeit darin ist durch das Ventil 13 regelbar und wird so eingestellt, daß ein Teil des gekühlten Raffinierungs-Gases, das durch das Rohr 11 strömt, in den Umsetzung sturm 20 strömt. Zu.In order to regulate the temperature of the reaction gas, the pipe 11 is and the conversion tower 20 connected by a bypass line 12; the flow velocity therein can be regulated by the valve 13 and is set so that part of the cooled refining gas flowing through the pipe 11 storms into the reaction 20 flows. To.

diesem Zweck wird die Ausgangstemperatur des umgesetzten Gases am Umsetzungsturm 20 auf etwa 5500C reguliert. Durch die Leitung 21 wird das Gas über einen Wärmeaustauscher 18 und die Leitung 22 in einen zweiten Umsetzungsturm 23 eingeleitet. Das durch den Umsetzungsturm 23 geströmte, umgesetzte Gas wird durch die Leitung 24 zum Wärmeaustauscher 14, durch den Wärmeaustauscher 16 und die Leitung 25 geleitet und ferner durch die Leitung 26 zum Absorptionsturm 27 geführt.for this purpose, the starting temperature of the converted gas is on Transition tower 20 regulated to around 5500C. Through the line 21, the gas is over a heat exchanger 18 and the line 22 into a second conversion tower 23 initiated. The reacted gas that has flowed through the reaction tower 23 is passed through the line 24 to the heat exchanger 14, through the heat exchanger 16 and the line 25 and also passed through line 26 to absorption tower 27.

Das SO3 wird durch 98%ige-Schwefelsäure absorbiert, Angenommen, daß das Gasgemisch am Ausgang des Trockenturms 8 folgende Zusammensetzung aufweist: S02 = 7 %, O2 = 11, 7 %, N2 = 81, 3 %, hat die Gasmischung am Ende des Absorptionsturmes 27 die Zusammensetzung: SO2 = 0, 14 O/o, SO3 = 0, 03 O/o, °2 = 9, 13 O/o, N2 = 90, 7 %.The SO3 is absorbed by 98% sulfuric acid, assuming that the gas mixture at the outlet of the drying tower 8 has the following composition: S02 = 7%, O2 = 11.7%, N2 = 81.3%, has the gas mixture at the end of the absorption tower 27 the composition: SO2 = 0.14 O / o, SO3 = 0.03 O / o, ° 2 = 9.13 O / o, N2 = 90, 7%.

Nach herkömmlichen Verfahren wird dieses Abgas z. B. mit' wässrigem Ammoniak gewaschen oder in anderer Weise behandelt und mit einer SO3-Konzentration von etwa 0, 05 vol, % in die Atmosphäre geleitet.According to conventional methods, this exhaust gas is z. B. with 'aqueous Ammonia washed or otherwise treated and with an SO3 concentration of about 0.05 vol,% discharged into the atmosphere.

Erfindungsgemäß wird das Abgas dagegen vom Absorptionsturm durch die Leitung 28 in den Befeuchter 29 geleitet. Hier wird das Gas durch Einblasen von Wasserdampf oder Einsprühen von Wasser angefeuchtet, bis es den für die Adsorption an dem Adsorptionsmittel günstigsten Feuchtigkeitsgehalt hat. Vorteilhaft ist ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5 - 15 Vol. %, der erforderlich und ausreichend ist, um S02 in H2S04 umzuwandeln, Die geeignetste Temperatur,bis zu der erhitzt wird, liegt bei etwa 80 bis 100ob, S02 und SO3 werden durch Adsorption an dem Adsorptionsmittel abgetrennt und gleichzeitig mit Wasser gewaschen, um die H2S04 zu entfernen (bildet sich aus dem adsorbierten SO2, SO3). Gewonnen und abgeleitet wird somit verdünnte Schwefelsäure.According to the invention, however, the exhaust gas is from the absorption tower through the Line 28 passed into the humidifier 29. Here the gas is blown in by Steam or spray water moistened until it is ready for adsorption has the most favorable moisture content on the adsorbent. One is beneficial Moisture content of about 5-15% by volume, which is necessary and sufficient, to convert S02 to H2S04, the most suitable temperature up to which heated will, is about 80 to 100ob, SO2 and SO3 are adsorbed on the adsorbent separated and at the same time washed with water to remove the H2S04 (forms from the adsorbed SO2, SO3). The extracted and derived is thus diluted Sulfuric acid.

Geeignete Adsorptionsmittel sind bekannte Stoffe wie Aktivkohle, Halbkoks und Silika-Gel. Das durch Waschen mit Wasser befeuchtete Adsorptionsmittel kann andererseits durch die im Umsetzungsturm bei der durch die Reaktion von SO2 zu SO3 entstehenden Reaktionswärme getrocknet und regeneriert werden. Obwohl für die Reaktion von SO2 zu H2SO4 Wasser erforderlich ist, muß kein Befeuchter eingesetzt werden, wenn eine bestimmte Menge Wasser am Adsorptionsmittel haften gelassen wird, die für die Reaktion ausreicht. Diese Verfahrensstufen einschließlich Adsorption, Wasserwäsche zur Rückgewinnung und Trocknung können durch Drehen eines Ventiles in einem einzigen Kessel in Gang gesetzt werden. In diesem Falle ist es vorteilhaft, mehrere gleichartige Kessel nebeneinander zu stellen, so daß ein kontinuierliches Verfahren möglich ist und die Kessel nacheinander und alternierend benutzt werden können, Ebenfalls ist es möglich, Adsorptionsmittel, Wasserwäschetank und Trockner unabhängig anzuordnen und diese Stufen nacheinander einzusetzen.Suitable adsorbents are known substances such as activated carbon and semi-coke and silica gel. The adsorbent moistened by washing with water can on the other hand by the reaction tower in the reaction of SO2 to SO3 The resulting heat of reaction can be dried and regenerated. Though for the response from SO2 to H2SO4 water is required, a humidifier does not have to be used, if a certain amount of water is allowed to adhere to the adsorbent, the sufficient for the reaction. These process steps including adsorption, water washing for recovery and drying can be done by turning a valve in a single Boiler can be started. In this case it is advantageous to have several of the same type To place boilers next to each other so that a continuous process is possible and the boilers can be used one after the other and alternately, is also it is possible to arrange adsorbent, water washing tank and dryer independently and to use these stages one after the other.

Durch Fig. 1 wird ein Beispiel veranschaulicht, wonach mehrere mit dem Adsorptionsmittel gefüllte Tanks 33 nebeneinander angeordnet sind. Sie sind so angeordnet, daß durch Öffnen eines Ventils Adsorption, Wasserwäsche und Trocknungsstufe in Gang gesetzt werden. An der Eingangsseite eines jeden der mit dem Adsorptionsmittel gefüllten Tanks 33 sind angeordnet eine Abzweigleitung 31, die mit der SO2-Gas-Versorgungsleitung 30 in Verbindung steht, eine Abzweigleitung 50, die mit der Wasser für die Wasser-Wäsche enthaltenden Leitung 49 in Verbindung steht und eine Abzweigleitung 41, die mit der heißes Trockengas enthaltenden Versorgungsleitung 39 verbunden ist. Die Leitungen sind jeweils mit den Ventilen 32, 51 und 42 versehen, An der Ausgangsseite sind angeordnet eine Abzweigleitung 34, die mit der Abgasleitung 36 für das gereinigte Gas verbunden ist, eine Abzweigleitung 52, die mit der Abwasserleitung 54 verbunden ist, und eine Abzweigleitung 43, die mit der Abgasleitung 45 für das Trocknungsgas verbunden ist, Die Leitungen sind jeweils mit den Ventilen 35, 53 und 44 versehen.An example is illustrated by Fig. 1, according to which several with the adsorbent filled tanks 33 are arranged side by side. they are arranged so that by opening a valve adsorption, water washing and drying stage be set in motion. At the entry side of each of the with the adsorbent Filled tanks 33 are arranged a branch line 31, which connects to the SO2 gas supply line 30 is in communication, a branch line 50, which is with the water for the water washing containing line 49 is in communication and a branch line 41, which with the supply line 39 containing hot drying gas is connected. The lines are respectively provided with valves 32, 51 and 42, on the outlet side are arranged a branch line 34, which connects to the exhaust line 36 for the cleaned Gas is connected, a branch line 52, which is connected to the sewer line 54 and a branch pipe 43 connected to the exhaust pipe 45 for the drying gas is connected, the lines are provided with valves 35, 53 and 44, respectively.

Die Wasserversorgungsleitung 49, die das zur Wasserwäsche erforderliche Wasser führt, ist mit dem Wassertank 46 durch die Pumpe 48 und die Leitung 47 verbunden. Das Wasser wird durch die Pumpe 48 eingespeist.The water supply line 49, which has the necessary for water washing Water leads is connected to the water tank 46 through the pump 48 and the line 47. The water is fed in by the pump 48.

Für die Inbetriebnahme der Adsorption, Wasserwäsche und Trocknungsstufe werden zunächst die Ventile 32 und 35 geöffnet, während die anderen Ventile geschlossen bleiben« Das Abgas, das durch den Befeuchter 29 befeuchtet ist, wird durch die Leitungen 30 und 31 in den mit dem Adsorptionsmittel gefüllten Turm 33 geleitet. SO2 und SO3 im Gas werden vollständig durch das Adsorptionsmittel entfernt. Das gereinigte Gas wird durch die Leitungen 34 und 36 aus dem System entfernt. Anschliessend werden die Ventile 32 und 35 geschlossen, die Ventile 51 und 53 geöffnet und die Pumpe 48 in Betrieb gesetzt. Hierdurch strömt das Wasser für die Wasserwäsche des Adsorptionsmittels durch die Leitungen 49 und 50 in den Turm 33 und entfernt die am Adsorptionsmittel adsorbierte H2SO4 in der Form verdünnter Schwefelsäure, In diesem Falle hat die zurückgewonnene> verdünnte Schwefelsäure eine Konzentration von 5 - 20%. Sie wird durch die Leitungen 52 und 54 in eine Konzentriervorrichtung 57 geleitet und von dort über einen Filter 59 durch die Leitungen 58 und 60 in den Säuretank 61 geführt. Von dort wird sie über die Leitungen 62 und 64 mit IIilfe der Pumpe 63 in den Schwefelsäuretank 72 für den Absorptionsturm geführt. Nach konventionellen Verfahren wird an dieser Stelle Verdünnungswasser zugefügt, Erfindungsgeniäß wird jedoch anstelle von Verdünllungsnasscr verdünnte Schwefelsäure verwendet.For commissioning the adsorption, water washing and drying stage the valves 32 and 35 are first opened, while the other valves are closed remain «The exhaust gas that is humidified by the humidifier 29 is through the lines 30 and 31 passed into the tower 33 filled with the adsorbent. SO2 and SO3 in the gas are completely removed by the adsorbent. The purified gas is removed from the system through lines 34 and 36. Then be the valves 32 and 35 closed, the valves 51 and 53 opened and the pump 48 put into operation. The water for the water washing of the adsorbent flows through this through lines 49 and 50 into tower 33 and removes the adsorbent adsorbed H2SO4 in the form of dilute sulfuric acid, in this case has the recovered> dilute sulfuric acid has a concentration of 5 - 20%. she is passed through lines 52 and 54 into a concentrator 57 and from there via a filter 59 through the lines 58 and 60 into the acid tank 61 guided. From there it is via the lines 62 and 64 with the aid of the pump 63 into the sulfuric acid tank 72 for the absorption tower. According to conventional At this point, dilution water is added to the process and the invention is used however, dilute sulfuric acid is used instead of diluent.

Die Konzentration der zurückgewonnenen, verdünnten Schwefelsäure wird in Abhängigkeit von der Menge des beim Schwefelsäure erzeugenden Gesamtsystem benötigten Ergänzungswas s ers geregelt.The concentration of the recovered, dilute sulfuric acid is depending on the amount of the total system producing sulfuric acid required Supplementary water regulated.

Wenn die zurückgewonnene, verdünnte Schwefelsäure mehr Wasser enthält, als zur Ergänzung im Gesamtsystem erforderlich ist, wird die Konzentriervorrichtung 57 benutzt.If the recovered dilute sulfuric acid contains more water, than is required to supplement the overall system, the concentrating device 57 used.

Als Wärmequelle für die Konzentrierung kann ein Erhitzer oder eine andere Vorrichtung dienen. Die Konzentriervorrichtung 57 und die Heißluftleitung 39 sind durch die Leitung 55 und das Ventil 56 verbunden. Wenn die Reaktionswärme eines zweiten Umsetzungsturms 23, der später beschrieben wird, eingesetzt wird, können die Kosten für das Erhitzen in ökonomischen Grenzen gehalten werden.A heater or a serve other device. The concentrating device 57 and the hot air duct 39 are connected by line 55 and valve 56. When the heat of reaction a second transfer tower 23, which will be described later, is used, the heating costs can be kept within economic limits.

Die aus dem Tank 33 erhaltene verdünnte Schwefelsäure wird durch die Pumpe 48 über die Leitung 54a, das Ventil 54b, den Tank 54c, die Leitung 54d und das Ventil 54e zum gefüllten Tank 33 geleitet und kann als saure Waschflüssigkeit für das Auswaschen der adsorbierten H2SO4 dienen.The dilute sulfuric acid obtained from the tank 33 is through the Pump 48 via line 54a, valve 54b, tank 54c, line 54d and the valve 54e passed to the filled tank 33 and can be used as an acidic washing liquid serve to wash out the adsorbed H2SO4.

Nach der Wasserwäsche kann das Adsorptionsmittel im Tank 33 durch Spülen mit Heißluft aus der Leitung 39 getrocknet werden. Geschlossen werden die Ventile 51, 53 und 56 in der Leitung 55. Geöffnet werden das Ventil 40 in der Leitung 39 und die Ventile 42 und 44 in den Leitungen 41 und 43, Als Heißluft wird die im zweiten Umsetzungsturm 23 erwärmte Kühlluft eingesetzt. Die von einem Ventilator 37 gelieferte Luft gelangt über die leitung 38 zum zweiten Umsetzungsturm 23, absorbiert die Reaktionswärme und wird dabei auf 100 bis 170ob erwärmt. Über die Leitungen 39 und 41 gelangt sie dann zum gefüllten Tank 33, trocknet dort das Adsorptionsrnittel und wird über die Leitungen 43 und 45 aus dem System entfernt. Auf diesem Wege wird das getrocknete Adsorptionsmittel regeneriert und- kann erneut eingesetzt werden.After the water wash, the adsorbent in the tank 33 can through Rinsing with hot air from line 39 can be dried. The will be closed Valves 51, 53 and 56 in the line 55. The valve 40 in the line are opened 39 and the valves 42 and 44 in lines 41 and 43, as hot air is the im second conversion tower 23 heated cooling air used. The one from a fan 37 delivered air reaches the second conversion tower 23 via line 38, where it is absorbed the heat of reaction and is heated to 100 to 170ob. Over the lines 39 and 41 it then reaches the filled tank 33, where the adsorbent dries and is via lines 43 and 45 removed from the system. In this way, the dried adsorbent is regenerated and can again can be used.

Die obengenannten Verfahrensstufen wurden am Beispiel eines einzelnen mit Adsorptionsmittel gefüllten Tanks 33 erläutert. Wenn jedoch mehr re derartige Tanks nebeneinander angeordnet sind, können sie in geeignete Gruppen gegliedert werden, bei denen Adsorptionszeit, Wasserwäsche Trocknung und dgl. sowie die pro Zeiteinheit zu behandelnde Menge berücksichtigt werden. Ebenfalls können Adsorption, Wasserwäsche und Trocknung kontinuierlich durchgeführt werden, wenn die einzelnen Verfahrensstufen in geeigneter Weise kombiniert werden.The above process steps were carried out using the example of a single tanks 33 filled with adsorbent. However, if re such Tanks are arranged side by side, they can be divided into suitable groups be, where adsorption time, water washing drying and the like. As well as the pro Unit of time to be treated. Adsorption, Water washing and drying are carried out continuously when the individual Process steps are combined in a suitable manner.

Der Filter 59 wird überlicherweise verwendet, um Feststoffverunreinigungen aus der zurückgewonnenen, verdünnten Schwefelsäure zu entfernen. Falls erforderlich, kann auch eine Vorrichtung zum Entfernen gelöster Verunreinigungen vorgesehen werden.The filter 59 is commonly used to remove solid contaminants to remove from the recovered, dilute sulfuric acid. If required, a device for removing dissolved contaminants can also be provided.

Die im Absorptionsturm 27 absorbierte Schwefelsäure wird durch die Leitung 77 in den Kühler 78 und weiter über die Leitung 79 in den Schwefelsäuretank 72 für den Absorptionsturm geleitet.The sulfuric acid absorbed in the absorption tower 27 is through the Line 77 into the cooler 78 and further via line 79 into the sulfuric acid tank 72 for the absorption tower.

Im Schwefelsäuretank 72 wird die Schwefelsäurekonzentration durch Verdünnen mit verdünnter, zurückgewonnener Schwefelsäure aus dem Turm 33 auf 98% eingestellt und nicht wie bei konventionellen Verfahren Wasser zur Verdünnung eingesetzt.In the sulfuric acid tank 72, the sulfuric acid concentration is increased Dilute with dilute, recovered sulfuric acid from tower 33 to 98% and not, as in conventional processes, water is used for dilution.

Die konzentrierte,auf 98% regulierte Schwefelsäure vom Tank 72 wird durch den Absorptionsturm 27 mit Hilfe der Pumpe 74 über die Leitungen 73, 75 und 76 zirkulieren gelassen. Weiter wird ein Teil der Schwefelsäure durch die Leitung 80 in den Schwefelsäuretank 85 für den Trockenturm geleitet. Der Rest der Schwefelsäure wird über die Leitungen 81, 83 und den Kühler 82 im Produkttank 84 gesammelt, Andererseits wird die Schwefelsäure aus dem Tank 65 für den Trockenturm über die Leitungen 66, 68 und die Pumpe 67 zum Trockenturm 8 geführt und dient dort dazu, die in dem durch den Trockenturm 8 strömenden Gas enthaltene Feuchtigkeit zu absorbieren, Die Schwefelsäure, die den Absorptionsvorgang beendet hat, wird über die Leitungen 69, 71 und den Kühler 70 in den Tank 65 zurückgeführt und liefert den Schwefelsäureüberschuß zum Schwefelsäuretank 72 für den Absorptionsturm.The concentrated sulfuric acid regulated to 98% from tank 72 becomes through the absorption tower 27 with the aid of the pump 74 via the lines 73, 75 and 76 circulated. Next some of the sulfuric acid gets through the pipe 80 passed into the sulfuric acid tank 85 for the drying tower. The rest of the sulfuric acid is collected in the product tank 84 via the lines 81, 83 and the cooler 82, on the other hand the sulfuric acid is removed from the tank 65 for the drying tower via the lines 66, 68 and the pump 67 to the drying tower 8 and is used there to the through the drying tower 8 to absorb the moisture contained in the gas flowing, the sulfuric acid, which has ended the absorption process is via the lines 69, 71 and the cooler 70 returned to the tank 65 and supplies the excess sulfuric acid to the sulfuric acid tank 72 for the absorption tower.

Die verdünnte Schwefelsäure, die aus dem Tank 33 zurückgewonnen wird, kalm in gleicher Weise zum Speisen des Schwefelsäuretanks 65 für den Trocknungstank, wie auch zum Speisen des Schwefelsäuretanks 72 für den Absorptionsturm verwendet werden0 Beispiel: Im folgenden Beispiel wird die Herstellung von Schwefelsäure nach dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert: Kapazität der Produktion: 800 t/Tag (T/D) (bezogen auf 98% H2SO4) Temperatur des Trockenturms: beim Eintritt 400C beim Ausgang 70 ob Strömungsgeschwindigkeit des Gases am Eingang des Trockenturms: 100 000 N m3/Std.The dilute sulfuric acid recovered from tank 33 kalm in the same way for feeding the sulfuric acid tank 65 for the drying tank, as well as being used to power the sulfuric acid tank 72 for the absorption tower werden0 Example: The following example describes the production of sulfuric acid according to the method according to the invention explained in more detail: Production capacity: 800 t / day (T / D) (based on 98% H2SO4) Temperature of the drying tower: at the inlet 400C at Exit 70 ob flow rate of the gas at the entrance of the drying tower: 100 000 N m3 / h

SO2-Konzentration am Eingang des Trockenturms: 7 Vol. % Umsetzungskatalysator: V2O5 (Die anderen Umsetzungsbedingungen sind die gleichen, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurden).SO2 concentration at the entrance of the drying tower: 7% by volume Conversion catalyst: V2O5 (The other implementation conditions are the same as those related with Fig. 1).

Umsetzungsgrad: 96% Feuchtigkeit: 10 Vol.% Temperatur bei der Adsorption: 800C Adsorptionsmittel: Aktivkohle Menge Ergänzungswasser: etwa 57 bis 77 t/Tag (T/D) Gesamtrückgewinnungsgrad: mehr als 99, 99% (Umsetzungsgrad zu H2S04) In diesem Falle wurde als Ergänzungswasser verdünnte Schwefelsäure (Konzentration etwa 5 bis 7 o), die durch Absorption von SO2/ / SO3 aus Abgasen des Absorptionsturms 27 im Tank 33 erhalten wurde, eingesetzt.Degree of conversion: 96% Moisture: 10% by volume Temperature during adsorption: 800C adsorbent: activated carbon Amount of make-up water: approx. 57 to 77 t / day (T / D) Total degree of recovery: more than 99.99% (degree of conversion to H2S04) In this Trap was used as make-up water diluted sulfuric acid (concentration about 5 to 7 o) caused by the absorption of SO2 / / SO3 from exhaust gases from the absorption tower 27 im Tank 33 was obtained.

Fig. 2 ist ein schematischer Arbeitsplan der Umsetzungsvorrichtungen für Adsorption, Wasser-Wäsehe, Feuchtigkeit sabtrennung und Trocknung.Figure 2 is a schematic work plan of the converting devices for adsorption, water washing, moisture separation and drying.

33 ist ein Tank> der mit dem Adsorptionsmittel gefüllt ist. Das Adsorptionsmittel bewegt sich in dem Tank 33 intermittierend oder kontinuierlich und wird durch die Leitung 85 in den Waschwasser-Absetztank 86 befördert, bevor die Adsorptionskraft merklich nachläßt. Dies ist der Fall, wenn das bei 36 entweichende Gas eine SO2-Konzentration von Oa 001 vol. % erreicht und die Auslaugung von am Adsorptionsmittel adsorbiertem SO2 und SO3 durch Wasser oder verdünnte Schwefelsäure, die über die Leitungen 47 und 50 aus dem Wassertank 46 entnommen werden, durchgeführt wird, Eine beträchtliche Menge Wasser haftet nach der Wasserwäsche am Adsorptionsmittel. Im Falle von Aktivkohle haftet zumeist die gleiche Gewichtsmenge Wasser wie Aktivkohle daran, Aus diesem Grunde wird das Adsorptionsmittel nach der Auslaugung mit Wasser über die Leitung 80 in den Trockner 90 eingebracht. Durch Einleiten von erhitztem Gas mit der Leitung 39 wird das Adsorptionsmittel nahezu vollständig getrocknet und regeneriert und anschlielSend über die Leitung 91 in den Tank 33 zurückgeführt.33 is a tank that is filled with the adsorbent. That Adsorbent moves in the tank 33 intermittently or continuously and is conveyed through line 85 into the wash water settling tank 86 before the adsorption power decreases noticeably. This is the case when the escaping at 36 Gas has an SO2 concentration of Oa 001 vol. % reached and the leaching of am Adsorbent adsorbed SO2 and SO3 by water or dilute sulfuric acid, which are taken from the water tank 46 via the lines 47 and 50, performed A considerable amount of water adheres to the adsorbent after water washing. In the case of activated carbon, the same amount by weight of water as activated carbon usually adheres Remember, for this reason, the adsorbent after leaching with water introduced into the dryer 90 via the line 80. By introducing heated Gas with the line 39, the adsorbent is almost completely dried and regenerated and then returned to tank 33 via line 91.

Fig. 3 ist ein schematischer Arbeitsplan einer Vorrichtung zur Durchführung einer wirksameren Wasserwäsche im Waschwasserabsetztank 86 (vgl. Fig. 2). Vorgesehen sind mindestens zwei oder mehr Tanks 46a, 46b, 46c.... und die Ventile 92a, 92b, 92c .... in den Leitungen 47a, 47b, 47c..... die mit der Pumpe 48 verbunden sind.Fig. 3 is a schematic work plan of an apparatus for implementation a more effective water wash in the wash water settling tank 86 (see FIG. 2). Intended are at least two or more tanks 46a, 46b, 46c .... and the Valves 92a, 92b, 92c .... in lines 47a, 47b, 47c ..... those with the pump 48 are connected.

Abzweigleitungen 93b und 93c gehen von der Leitung 54, die den Waschwasserabsetztank 86 und den Konzentrierer 57 verbindet, zu den Tanks 46a und 46b. Die Abzweigleitungen 93b und 93c sind mit den Ventilen 94b und 94c versehen. Ventil 94a ist am Endteil der Leitung 54 angebracht. Die Tanks 46a, 46b, 46c .... sind mit verdünnter Schwefelsäure unterschiedlicher Konzentration (Gewinnung wird später erläutert) bzw. mit Wasser für den abschließenden Waschvorgang gefüllt. Ausgeführt wird die Wasserwäscheauslaugung durch Öffnen der Ventile 92b, 92c und 94b, 94c und Einschalten der Pumpe 48¢ wodurch das Adsorptionsmittel im Waschtank 86 mit verdünnter Schwefelsäure aus dem Tank 46a gewaschen wird. Hierbei erhöht sich die Konzentration der verdünnten Schwefelsäure, die anschließend über die Leitung 54 in die Konzentriervorrichtung 57 gelangt.Branch lines 93b and 93c go from the line 54 which is the wash water settling tank 86 and concentrator 57 connects to tanks 46a and 46b. The branch lines 93b and 93c are provided with the valves 94b and 94c. Valve 94a is at the end part the line 54 attached. The tanks 46a, 46b, 46c .... are with dilute sulfuric acid different concentrations (extraction will be explained later) or with water filled for the final washing process. The water wash leaching is carried out by opening valves 92b, 92c and 94b, 94c and switching on pump 48 [whereby the adsorbent in wash tank 86 with dilute sulfuric acid from the tank 46a is washed. This increases the concentration of the dilute sulfuric acid, which then reaches the concentrating device 57 via the line 54.

Anschließend werden die Ventile 92a und 94a geschlossen und die Ventile 92b und 94b geöffnet und die Pumpe 48 eingeschaltet. Hierdurch wird das Adsorptionsmittel im Waschtank 86 mit der verdünnten Schwefelsäure aus dem Tank 46b, deren Konzentration geringer ist, als die der vorherigen verdünnten Schwefelsäure, gewaschen. Die Waschflüssigkeit, deren Konzentration dabei zugenommen hat, wird durch die Leitung 54 in den Tank 46a geleitet.The valves 92a and 94a are then closed and the valves 92b and 94b open and the pump 48 switched on. This becomes the adsorbent in the wash tank 86 with the dilute sulfuric acid from the tank 46b, its concentration is less than that of the previous dilute sulfuric acid. The washing liquid, the concentration of which has increased in the process is fed into the tank through line 54 46a headed.

Anschließend werden die Ventile 92b und 94b geschlossen und die Ventile 92c und 94c geöffnet. Mit Wasser aus dem Tank 46c wird der letzte Waschvorgang vorgenommen, Die Waschflüssigkeit fließt danach in den Tank 46b.Then the valves 92b and 94b are closed and the valves 92c and 94c open. The last washing process is carried out with water from the tank 46c, The washing liquid then flows into the tank 46b.

In Fig. 4 wird das erfindungsgemäße Verfahren arn Beispiel eines Verbrg?rlnungsgases von festem Schwefel als Ausgangsprodukt erläutert.The method according to the invention is illustrated in FIG. 4 using the example of a combustion gas of solid sulfur as the starting product.

In diesem Falle enthält das Gas keinen Staub wie bei Verwendung eines Abgases, so daß die Raffinierungsvorrichtungen 2, 4 und 6 der Anfangs stufe des Trockenturms 9 nach Fig. 1 fortfallen. Dafür sind ein Verbrennungsofen 96 und ein Abhitzkessel 97 hinter dem Trockenturm 8 angeordnet. Weiterhin ist eine Leitung 95 vorgesehen, mit der flüssiger Schwefel zum Verbrennungsofen 96 gelangt. Beim Einsatz der anderen Vorrichtungen wie in Fig. 1, 2 oder 3 ist das Verfahren ebenfalls anwendbar.In this case, the gas does not contain dust as when using one Exhaust gas, so that refiners 2, 4 and 6 are the initial stage of the drying tower 9 according to FIG. 1 are omitted. There is an incinerator 96 and a waste heat boiler for this purpose 97 arranged behind the drying tower 8. A line 95 is also provided, with which liquid sulfur reaches the incinerator 96. When using the other Devices as in Fig. 1, 2 or 3, the method can also be used.

Claims

Patent claims

1. Process for the production of sulfuric acid from sulfur dioxide containing gas, characterized in that by reacting sulfur dioxide recovered sulfur trioxide is absorbed in an absorption tower and sulfur dioxide and sulfur trioxide from the gas emerging from the absorption storm Adsorbent adsorbed, further the adsorbed substance by washing the Adsorbent recovered with water or acid and this liquid in initiates the sulfuric acid generating system.

2. Process for the production of sulfuric acid according to claim 1, characterized characterized in that the recovered liquid as make-up water in the Absorption storm of a sulfuric acid producing system is initiated.

3. Process for the production of sulfuric acid according to the claims 1 and 2, characterized in that the recovered liquid after concentration introduced into the sulfuric acid tank of the drying tower of the gaseous feedstock will.

4. Process for the production of sulfuric acid according to claim 1, characterized characterized in that the adsorbent after the water or acid wash through the heat of reaction resulting from the oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide is dried,

5. Process for the production of sulfuric acid according to the claims 1 and 4, characterized in that the adsorbent is activated carbon.