DE2239510B2 - Verfahren zur katalytischen Oxydation von Schwefeldioxid - Google Patents
Verfahren zur katalytischen Oxydation von SchwefeldioxidInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
katalytischen Oxydation von SO2 in mehreren Stufen mit Zwischenabsorption des gebildeten SO2, wobei dem
Abgas der Zwischenabsorptionsstufe getrocknete Luft zugesetzt wird.
Die Bedeutung der Wiedergewinnung des Anhydrids der schwefeligen Säure aus den Restgasen zur
Verminderung der Luftverschmutzung ist bekannt Auch hat man zahlreiche Methoden zur Rückgewinnung
des Anhydrids der schwefeligen Säure vorgeschlagen, um dieses durch Oxydation in Schwefelsäureanhydrid zu
überführen. Die Verfahren zur katalytischen Oxydation des Anhydrids der schwefeligen in Schwefelsäureanhydrid in mehreren Stufen sind beispielsweise in den
FR-PS 13 00 466, 1541087, 14 47 061 und in der
französischen Patentanmeldung 69 08 090 beschrieben. Man weiß, daß die Oxydationsreaktion des Anhydrids
der scnwefeligen Säure in Schwefelsäureanhydrid eine exotherme Gleichgewichtsreaktion ist und daß sie
gewöhnlich bei einer Temperatur von 400 bis 6000C
durchgeführt wird. Nach den Gesetzen für chemische Gleichgewichte wird die Oxydationsreaktion des
Anhydrids der schwefeligen Säure in Schwefelsäureanhydrid zur Bildung von Schwefelsäureanhydrid hin
verschoben, wenn man dieses im Verlauf der Reaktion teilweise oder gänzlich absorbiert Diese Absorption des
SO3 wird durch konzentrierte Schwefelsäure in einem Waschturm, indem das Gas und die Flüssigkeit in
gegenläufiger Richtung strömen, oder in jeder anderen Gas- Flüssigkeits-Austauschvorrichtung bewirkt, wobei
die Temperatur, die die Säure erreicht, gewöhnlich zwischen 60 und 100°C liegt Der Kontakt zwischen
dem Gas und der Säure ist so intensiv, daß die Temperatur des Gasausgangs nur sehr wenig verschieden von der Temperatur des Säureeinlasses ist Da die
Oxydationsreaktion des Anhydrids der schwefeligen Säure bei 400 bis 600° C vorgenommen wird, ist es
notwendig, daß den Waschturm verlassende Gas erneut zu erwärmen, bevor es zu einer weiteren Oxydationsstufe geschickt wird.
Die Gase, die den Waschturm verlassen, sind mit Schwefelsäuredampf gesättigt, wobei die Schwefelsäuremenge in den Gasen, die den Waschturm verlassen,
bei üblichen Einrichtungen in der Größenordnung von 60 bis 80 mg/mJ liegt. Bei den bekannten Verfahren wird
das Gas, das den Waschturm verläßt, unverändert durch eine Leitung einem Wärmelauscher zugeführt. Das Gas
kühlt sich daher in der Leitung ab und es bildet sich ein Kondensationsprocliikt aus der dampfförmigen Siiure
phase in Form eines Nebels, Dieser Nebel besteht aus
sehr kleinen Teilchen in der Größenordnung eines Microns, die im Wärmetauscher wieder verdampfen,
nachdem praktisch alle auf der Wärmetauscherfläche
s dieser Vorrichtung aufgetroffen sind. Die in den
Verfahren au* Herstellung von Schwefelsäureanhydrid
durch katalytische Oxydation des Anhydrids der schwefelten Säure in mehreren Stufen verwendeten
Wärmetauscher sind üblicherweise röhrenförmig, wobei
das erwärmte Gas senkrechte Rohre durchströmt,
während das zu erwärmende Gas senkrecht zu diesen Rohren eintritt, um den größtmöglichen Wärmeaustausch zu erreichen. Die Zahl der senkrechten Rohre ist
sehr groß, sie kann mehrere tausend erreichen, so daß
die Wahrscheinlichkeit, daß ein Nebelteilchen auf seinem Weg kein Rohr trifft, äußerst gering ist
Infolgedessen wird eine schnelle Korrosion des Wärmetauschers bewirkt, umsomehr als diu Rohre, aus
denen letztere gewöhnlich gebildet wird, dünn sind, um
ihr Gewicht zu verringern. Von welchem Typ der verwendete Wärmetauscher auch sein mag, er korrodiert auf diese Weise schnell.
Einfache und wirtschaftlich vertretbare Mittel, die es
erlauben, die feinen Nebelteilchen wit einem Wirkungs
grad aufzufangen, der den Erhalt des Wärmetauschers
sicherstellt, sind nicht bekannt
In der DE-AS 19 33 460 ist beschrieben, daß der Wärmeaustauscher nach der Zwischenabsorption durch
indirektes Erhitzen mit einem heißen Gas vor
Korrosion geschützt werden kann. Bei dieser indirekten
Erwärmung wird nur die Temperatur des Gases aufrecht erhalten, die zur Vermeidung von Kondensation erforderlich ist Eine Wiedererhitzung des Gases,
die zur Verdampfung der dampfförmigen Säurephase in
Form eines Nebels führt, wird dadurch nicht bewirkt Der Nachteil dieser Lösung ist, daß die Nebel an der
erwärmten Warn., des Wärmeaustauschers verdampft werden. An dieser Wand finden sich deshalb besonders
günstige Korrosionsbedingungen.
In der DE-AS 14 67 007 ist ein Verfahren zur
Herstellung von Schwefelsäure beschrieben, bei dem in das aus der Zwischenabsorption kommende, an SOj
arme Gas getrocknete Luft eingeleitet wird. Das Abgas wird erst im Wärmeaustauscher 13 auf Temperaturen
oberhalb 250° bis 300° C erhitzt Der Zusatz der
getrockneten Luft dient dazu, das nach Schwefelzusatz in den Mischraum 15 durch Leitung 4 die Oxydation in
der Kontaktschicht Hd im Gang bleibt. Im Wärmeaustauscher 13 wird somit nur ein Teil der für die Reaktion
w benötigten Wärmemenge an das Gas abgegeben, ein
anderer Teil der benötigten Wärmemenge wird erst durch die Verbrennung des Schwefels in das Gas
gebracht Bei der getrockneten Luft handelt es sich somit nicht um ein heißes Gas.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
katalytischen Oxydation von SO2 in mehreren Stufen mit Zwischenabsorption des gebildeten SO* wobei dem
Abgas der Zwischenabsorptionsstufe getrocknete Luft zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Abgas so nahe wie möglich am Austritt aus dem 7wischenabsorber heiße und trockene Luft mit einer
höheren Temperatur als der Abgastemperatur zugesetzt wird.
^ vertretbarer Weise die Korrosion des Wärmetauschers
/u vermeiden. Die aus dem Waschturm und zwar aus dessen Auslaß ausströmenden Gase werden durch
Einspritzen heißer und trockener Luft wieder crwärmi.
Die von der eingespritzten Luft zugeführte Wärmemenge
muß so sein, daß sie die Temperatur des Gasstroms bei einem höheren Wert als demjenigen, der rieselnden
Schwefelsäure bis zum Eintritt in den Wärmetauscher halt, um die Kondensation von Schwefelväureteilchen zu
vermeiden und um diejenigen zu verdampfen, die sich kondensiert haben könnten. Da das eingespritzte Gas
Luft ist, muß man des weiteren einen Antriebsdruck verwenden. Dk Verwendung eines einer Betriebsanlage
entnehmbaren Gases wird daher bevorzugt
Die Temperatur der eingespritzten Luft ist nicht kritisch. Offensichtlich muß die eingespritzte Luft eine
Temperatur haben, die höher ist als diejenige des Gases, das den Waschturm verläßt, wobei es theoretisch keine
obere Grenze für die Temperatur der eingespritzten Luft gibt Eine erhöhte Temperatur ist vorzuziehen, da
hierdurch das Einführen von weniger Luft in das den Waschturm verlassende Gas ermöglicht und aufgrund
dieser Tatsache die Änderung der chemischen Zusammensetzung di5£ letzteren nur gering geändert wird.
Ohne daß es eine Seschränkung der Erfindung darstellt.
kann gesagt werden, daß for öbüche Einrichtungen die
Temperatur der eingespritzten Luft geringer als 600° C und jedenfalls offenbar merklich Ober der Temperatur
des den Waschturm verlassenden Gases liegt
Die Ausströmmenge der eingespritzten Luft bezüglich der Hauptausströmmenge in einer gegebenen Zeit
kann durch einen Fachmann leicht als Funktion der Temperatur der eingespritzten Luft bestimmt werden.
Wenn die eingespritzte Luft die Luft ist, die in dte erste
ίο Oxydationsstufe eintritt liegt seine Ausströmmenge für
eine gegebene Zeit vorzugsweise zwischen etwa 1 bis 3% der Hauptausströmmenge, so daß der Gehalt an
dem Anhydrid der schwefeligen Säure des Gases, das zur zweiten Oxydationsstufe geht nicht wesentlich
's vergrößert wird.
Die Luft wird erfindungsgemäß vorzugsweise so nahe wie möglich am Austritt des Waschturmgases eingespritzt
damit die eingespritzte heiße Luft wirksam das den Waschturm verlassende Gas erhitzen kann und alle
Teilchen des Schwefelsäurenebels die Zeit haben, vor dem Eintritt in den Wärmetauscher zu verdampfen.
Claims (2)
- Patentansprüche:1, Verfahren zur katalytischen Oxydation yon SO2 in mehreren Stufen mit Zwischenabsorption des gebildeten SO3, wobei dem Abgas der Zwischenabsorptionsstufe getrocknete Luft zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgas so nahe wie möglich am Austritt aus dem Zwischenabsorber heiße und trockene Luft mit einer höheren Temperatur als der Abgastemperatur zugesetzt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Ausströmmenge der zugesetzten Luft pro Zeiteinheit zwischen 1 bis 3% der Hauptausströmmenge pro Zeiteinheit ist
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