DE2157198B1

DE2157198B1 - Kontaktkessel fuer die katalytische oxidation von schwefeldioxid zu schwefeltrioxid

Info

Publication number: DE2157198B1
Application number: DE19712157198
Authority: DE
Inventors: Ernst 5000 Köln Jenniges
Original assignee: Chemiebau Dr. A. Zieren GmbH & Co KG, 5000 Köln
Priority date: 1971-11-18
Filing date: 1971-11-18
Publication date: 1972-07-06
Also published as: DE2157198C2

Description

Die Schaltung der Kontaktschichten in dem Kessel wird zweckmäßigerweise so vorgenommenj-daß Aufwärtsströmungen durch die Kontaktschichten, Rohrüberschneidungen und lange Rohrführungen vermieden werden. Um das zu erreichen, können die nacheinander durchströmten Schichten nicht auch räumlich im Kessel von oben nach unten aufeinanderfolgend angeordnet werden. Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind bei vier Kontaktschichten die strömungsmäßig dritte, erste, vierte und zweite Schicht räumlich von oben nach unten aufeinanderfolgend angeordnet. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß alle Kontaktschichten abwärts durchströmt werden, der Austrittsstutzen der ersten Schicht und der Eintrittsstutzen der zweiten Schicht einerseits und der Austrittsstutzen der dritten Schicht und der Eintrittsstutzen der
vierten Schicht andererseits dicht beeinander liegen, so daß insgesamt eine günstige Rohrführung resultiert. Die abwärts durchströmten Kontaktschichten haben den Vorteil, daß die bei der Aufwärtsströmung beobachtete Auflockerung der Schicht und der damit verbundene erhöhte Abrieb und Austrag von Kontaktmaterial vermieden werden.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontaktkessels mit den zugehörigen Apparaten dargestellt ist.
Der Kontaktkessel 1 für die Oxydation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid enthält 4 Kontaktschichten III, I, IV und II. Die drei Räume zwischen den Kontaktschichten sind durch geneigte Trennböden 2, 3, 4 in je einen Abströmraum der oberen Schicht und einen Anströmraum der unteren Schicht unterteilt.
Die Trennböden haben eine Neigung von etwa 12,50 und sind abwechselnd nach entgegengesetzten Richtungen geneigt. Sie verlaufen etwa von der Unterkante der oberen Kontaktschicht bis zur Oberkante der nächst tieferen Kontaktschicht.
Die Stutzen (5 bis 11) für die Zuführung und Abführung der Gase sind an diametral gegenüberliegenden Stellen angeordnet, wo die Trennböden 2, 3, 4 den geringsten Abstand von der benachbarten Kontaktschicht haben. Auf-diese Weise ergibt sich eine optimale Raumausnutzung und eine Verringerung der Kesselhöhe und Einsparung an Wandmaterial um etwa 280/0. Darüber hinaus werden die Wärmeverluste durch die verringerte Außenfläche des Kontaktkessels reduziert.
Um alle Kontaktschichten in Abwärtsrichtung zu durchströmen und eine optimale Rohrführung außerhalb des Kontaktkessels zu erreichen, strömt das Gas durch Stutzen 5, Kontaktschicht I, Stutzen 6 in den Wärmeaustauscher 12 (Dampferzeuger) und wird dort auf die Eingangstemperatur der zweiten Kontaktschicht zurückgekühlt. Es strömt dann durch Stutzen 7, Kontaktschicht II und Stutzen 8 nach Rückkühlung im Wärmeaustauscher13 in die Kontaktschicht III und dann durch Stutzen 9 in den Wärmeaustauscher 14, in dem es auf die Zwischenabsorptionstemperatur abgekühlt wird. Das in dem Zwischenabsorber 15 von SO3 befreite Gas wird in den Wärmeaustauschern 14 und 13 stufenweise wieder erwärmt und strömt durch Stutzen 10, Kontaktschicht IV und Stutzen 11 zu einem zweiten Absorber, der nicht dargestellt ist.
Die Neigungsrichtungen der Trennböden können anders als in der dargestellten Ausführungsform auch gleich sein, oder sie können um kleine Winkel von einer bestimmten Richtung und gegebenenfalls deren Gegenrichtung abweichen. Alle diese Ausführungsformen und auch solche, bei denen die Kontaktschichten in einer anderen als der dargestellten Aufeinanderfolge angeordnet sind, fallen unter den Schutz der vorstehenden Ansprüche.

Claims

Patentansprüche: 1. Kontaktkessel für die katalytische Oxydation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid mit mehreren übereinander angeordneten Kontaktschichten, Trennböden zwischen den Kontaktschichten und Gaszufuhr- und Gasableitungsstutzen an den Kontakträumen an- und abströmseitig der Kontaktschichten, dadurch gekennzeichn e t, daß die Trennböden zu den Kontaktschichten unter einem Winkel zwischen 8 und 250 geneigt sind und die Gasableitungs- und Gaszufuhrstutzen beiderseits eines Trennbodens gegeneinander versetzt sind.
2. Kontaktkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennböden abwechselnd in entgegengesetzter Richtung geneigt sind.
3. Kontaktkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasableitungs- und Gaszufuhrstutzen beiderseits der Trennböden etwa diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind.
4. Kontaktkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennböden zu den Kontaktschichten unter einem Winkel zwischen 12 und 200 geneigt sind.
5. Kontaktkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei vier Kontaktschichten die strömungsmäßig 3., 1., 4. und 2. Schicht räumlich von oben nach unten aufeinanderfolgend angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft einen Kontaktkessel für die katalytische Oxydation von Schwefeldioxid zu Sthwe feltrioxid mit mehreren übereinander angeordneten Kontaktschichten, Trennböden zwischen den Kontaktschichten und Gaszufuhr- und Gasableitungsstutzen an den Kontakträumen an- und abströmseitig der Kontaktschichten.

Die heute üblichen Kontaktkessel bestehen aus zylindrischen Behältern, in denen mehrere Kontaktschichten übereinander angeordnet sind und von den SO2-haltigen Gasen von oben nach unten nacheinander durchströmt werden. Da die Reaktionsgase nach jeder Kontaktschicht gekühlt und gegebenenfalls auch einer Absorption unterworfen werden müssen, sind die Gasräume zwischen den Kontaktschichten durch horizontale Trennböden derart unterteilt, daß oberhalb und unterhalb jeder Schicht je ein Anström- und Abströmraum gebildet wird. Die Höhe dieser zwischen den Kontaktschichten und Trennböden befindlichen Anström- und Abströmräume wird im wesentlichen von dem Durchmesser der Gaszuführungs- und Gasableitungsstutzen und damit von der Durchsatzkapazität des Kontaktkessels bestimmt.

Die An- und Abströmräume der Kontaktschichten haben eine beträchtliche Bauhöhe des Kessels zur Folge, die ein Mehrfaches der Summe der Kontaktschichten beträgt.

Durch die vorliegende Erfindung soll die Raum- ausnutzung der Kontaktkessel verbessert und insbesondere ihre Höhe reduziert und Material eingespart werden.

Der erfindungsgemäße Kontaktkessel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Trennböden zu den Kontaktschichten unter einem Winkel zwischen 8 und 250 geneigt sind und die Gasableitungs- und Gaszufuhrstutzen beiderseits eines Trennbodens gegeneinander versetzt sind. Vorzugsweise beträgt die Neigung 12 bis 200. Durch die Neigung der Trennböden kann der Abstand zwischen räumlich aufeinanderfolgenden Kontaktschichten bis auf die Hälfte verringert werden. Dadurch ergibt sich eine Materialersparnis in der zylindrischen Kesselwand bis zu 300/0. Durch die geneigten Trennböden werden keilförmige Anström- und Abströmräume beiderseits der Kontaktschichten gebildet. Hierdurch ergibt sich eine Vergleichmäßigung der Gasströmungsgeschwindigkeit auf der Ober- und Unterseite jeder Kontaktschicht, da die anströmende Gasmenge mit zunehmender Entfernung von Eintrittsstutzen abnimmt und die abströmende Gasmenge umgekehrt zum Austrittsstutzen hin zunimmt. Die Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeiten hat einen gleichmäßigeren Druckabfall über die ganze Kontaktschicht und eine gleichmäßigere Gasbeaufschlagung der Schicht zur Folge. Weiterhin werden die geneigten Trennböden durch das anströmende kältere Gas besser gekühlt als zu den Kontaktschichten parallele Trennböden. Auch die manchmal erforderliche Ausräumung der Kontaktmasse aus den Schichten wird durch die Neigung der Trennböden begünstigt.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Trennböden abwechselnd in entgegengesetzter Richtung geneigt. Hierdurch wird die bei gleicher Neigungsrichtung der Trennböden häufiger erforderliche Durchströmung der Kontaktschichten in Aufwärtsrichtung sowie die Wiedereinführung des Gases auf der jeweils diametral gegenüberliegenden Seite des Kessels vermieden.

Die Gasableitungs- und Gaszufuhrstutzen beiderseits der Trennböden sind vorteilhaft etwa diametral einander gegenüberliegend angeordnet. Eine gewisse Abweichung von der diametralen Anordnung, etwa bis zu einem Winkel von 900, ist möglich. Bei gleicher oder abwechselnd entgegengesetzter Neigungsrichtung der Trennböden ergibt die diametrale Anordnung der Gaszuführungs- und Gasableitungsstutzen eine maximale Materialersparnis, da der vertikale Abstand zweier Kontaktschichten dann im wesentlichen durch den Stutzendurchmesser bestimmt wird.