DE2529708A1

DE2529708A1 - PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF SULFUR ACID

Info

Publication number: DE2529708A1
Application number: DE19752529708
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Dr Daradimos; Karl-Heinz Dipl Ing Doerr; Helmut Dr Feucht; Rudolf Dr Gerken; Hugo Grimm; Christoph Dipl Ing Muecke; Georg Schmidt; Karl E Schmitt
Original assignee: Bayer AG; Metallgesellschaft AG
Current assignee: Bayer AG; GEA Group AG
Priority date: 1975-07-03
Filing date: 1975-07-03
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2529708C2; NO148487C; NL182468C; NL7604675A; ES448719A1; NO148487B; FI761917A; NO761532L; AU502664B2; BR7604368A; YU117776A; SE417948B; NL182468B; IN146041B; FR2316186B1; JPS5235792A; ZA763524B; BE843771A; IT1063613B; FR2316186A1

Description

BAYER AG Frankfurt/M., Ί2. Juni 1975BAYER AG Frankfurt / M., Ί2. June 1975

509 Leverkusen Schr/HGa509 Leverkusen Schr / HGa

METALLGESELLSCHAFTMETAL SOCIETY

Aktiengesellschaft · _nT,_{ov w}_ _{771F5 Tr} Aktiengesellschaft · _nT , _{ov w} _ _{771F5 Tr}

6000 Frankfurt/M. ^prov>
Nr' ^{7715 LC} 6000 Frankfurt / M. ^{prov> No.} ^{7715 LC}

Verfahren zur Herstellung von SchwefelsäureProcess for the production of sulfuric acid

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure durch katalytisch^ Umsetzung von SO2 zu SO^ in mehreren Kontakthorden, Kühlung der SO-^-haltigen Gase zwischen Kontakthorden, Absorption des SO^ in Schwefelsäure.The invention relates to a method for producing Sulfuric acid through catalytic conversion of SO2 to SO in several contact trays, cooling of the SO - ^ - containing gases between contact plates, absorption of SO ^ in sulfuric acid.

Bei vielen chemischen Prozessen, z.B. bei der Erzlaugung und Metallbeizung mit schwefelsäuren Lösungen, fallen Abfallsäuren an, die eine relativ geringe Schwefelsäurekonzentration haben und die mehr oder weniger Verunreinigungen in Form von Salzen enthalten. Aus Gründen des Umweltschutzes muß eine Abgabe dieser Abfallsäuren in Flüsse oder Küstengewässer immer mehr eingeschränkt werden; außerdem ist die Abgabe mit beträchtlichen Transportkosten verbunden. Bei einer Abgabe in. das Meer treten noch höhere Transportkosten auf.In many chemical processes, e.g. in ore leaching and metal pickling with sulfuric acid solutions, waste acids are produced that have a relatively low concentration of sulfuric acid and that contain more or less impurities in Contain the form of salts. For reasons of environmental protection, these waste acids must be released into rivers or coastal waters become more and more restricted; In addition, the levy is associated with considerable transport costs. at a charge in the sea, even higher transport costs occur.

Diese Abfallsäuren müssen*also in geeigneter Weise aufgearbeitet werden, um wiederverwertbare oder unschädliche Produkte zu erzeugen oder um das Transportgewicht und Transportvolumen zu verringern. Diese Aufarbeitung wird auch aus Gründen der Rückgewinnung von Rohstoffen immer dringender.These waste acids must * therefore be processed in a suitable manner in order to produce recyclable or harmless products or the transport weight and transport volume to reduce. This work-up is also becoming more and more urgent for reasons of the recovery of raw materials.

Die Aufarbeitung der Abfallsäuren erfolgt in überwiegendem Maße durch thermische Spaltung bei Temperaturen von etwa 250 bis 1100 ⁰C. Dabei entstehen SO₂, H₂O und in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Verunreinigungen weitere Spaltprodukte. Das in der Regel wertvollste Spaltprodukt, nämlich SO₂, wird im allgemeinen nach entsprechender Nachbehandlung katalytisch zu SO, umgesetzt und unter BildungThe waste acids are predominantly worked up by thermal cleavage at temperatures of about 250 to 1100 ^° C. This creates SO ₂ , H ₂ O and, depending on the nature of the impurities, other cleavage products. The generally most valuable cleavage product, namely SO ₂ , is generally converted catalytically to SO after appropriate aftertreatment and is formed

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von Schwefelsäure in Schwefelsäure absorbiert.absorbed by sulfuric acid in sulfuric acid.

Die Säurespaltung kann umso wirtschaftlicher durchgeführt werden, je höher die Schwefelsäurekonzentration der Abfallsäuren ist. Daher werden die Abfallsäuren im allgemeinen auf möglichst hohe Konzentrationen eingedampft.The acid cleavage can be carried out more economically, the higher the sulfuric acid concentration of the waste acids is. The waste acids are therefore generally evaporated to the highest possible concentrations.

Es ist bekannt, die Aufkonzentrierung der Abfallsäuren mittels Tauchbrennern durchzuführen. Diese Arbeitsweise erfordert jedoch wertvolle Primärenergie und ein hohes Temperaturniveau.It is known the concentration of waste acids to be carried out by means of immersion torches. This way of working requires however, valuable primary energy and a high temperature level.

Es ist auch bekannt, die Auf konz ent ri erung der Abfallsäuren durch direkten Wärmeaustausch mit heißen Spaltgasen aus dem Spaltprozeß durchzuführen (DT-PS 2 037 619; DT-PS 861 552; DT-OS 2 339 859) oder durch indirekten Wärmeaustausch mit heißen Spaltgasen (DT-OS 1 621 637). Bei diesen Verfahren werden jedoch Gase mit hohen Temperaturen, d.h. mit wertvollem Wärmeinhalt, für die Aufkonzentrierung benötigt.It is also known that the waste acids can be concentrated by direct heat exchange with hot fission gases from the To carry out the splitting process (DT-PS 2 037 619; DT-PS 861 552; DT-OS 2 339 859) or by indirect heat exchange with hot fission gases (DT-OS 1 621 637). In these processes, however, gases with high temperatures, i.e. with valuable Heat content required for concentration.

Weiterhin ist es bekannt, zur Entfernung von SO-* und Schwefelsäurenebeln aus Endgasen von Kontaktanlagen diese Endgase mit verdünnter Schwefelsäure zu waschen, wobei die verdünnte Schwefelsäure aufkonzentriert wird (DT-OS 2 145 546). Dabei können die Endgase vor der Behandlung mit der verdünnten Schwefelsäure aufgeheizt werden, wodurch; die Aufkonzentrierung gesteigert wird.It is also known to remove SO- * and sulfuric acid mist to wash these end gases with dilute sulfuric acid from end gases of contact systems, whereby the diluted Sulfuric acid is concentrated (DT-OS 2 145 546). Included the end gases can be heated before the treatment with the dilute sulfuric acid, whereby; the concentration is increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» die Aufarbeitung von verdünnten salzhaltigen Schwefelsäuren wärmewirt schaft lieh möglichst günstig zu gestalten., die Betriebskosten und den apparativen Aufwand niedrig zu halten«The invention is based on the task of working up borrowed from dilute salty sulfuric acids heat economy as cheap as possible., the operating costs and to keep the outlay on equipment low "

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Kombination folgender SchritteϊThis object is achieved according to the invention by the Combination of the following stepsϊ

a) Kombination der Schwefelsäureherstellung mit einer Aufarbeitung von verdünnten salzhaltigen Schwefelsäurena) Combination of sulfuric acid production with one Processing of dilute salt-containing sulfuric acids

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b) Spaltung der bei der Aufarbeitung anfallenden Sulfate und gegebenenfalls Spaltung zumindestens eines Teiles der anfallenden aufgearbeiten verdünnten Schwefelsäure b) cleavage of the sulfates obtained during work-up and, if appropriate, cleavage of at least part the resulting worked up dilute sulfuric acid

c) Durchführung der Absorption des SO, aus den Kontaktgasen der Katalyse als Heißabsorption bei Arbeitstemperaturen von 100 - 200 ⁰C c) carrying out the absorption of the SO, from the contact gases of catalysis as a heat absorption at working temperatures from 100 to 200 ⁰ C.

d) Austreibung von Wasser aus den verdünnten salzhaltigen Schwefelsäuren durch direkten Kontakt mit heißen Gasen, die aus Endgas der Katalyse und/oder inerten wasserarmen Gasen bestehen, die mit Wärme aus dem Kontaktsystem aufgeheizt werdend) expulsion of water from the dilute salty sulfuric acids through direct contact with hot gases, which consist of tail gas of catalysis and / or inert gases with a low water content, which with heat from the contact system be heated

e) und gegebenenfalls gleichzeitige Zuführung von Wärmeenergie aus heißer Absorbersäure und/oder Trocknersäure des Kontaktsystems durch indirekten Wärmeaustausch mit den verdünnten salzhaltigen Schwefelsäuren.e) and, if appropriate, simultaneous supply of thermal energy from hot absorber acid and / or drying acid of the contact system through indirect heat exchange with the dilute salty sulfuric acids.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Volumen der zur Austreibung verwendeten Gase größer ist als das Volumen des Endgases aus der letzten Kontakthorde nach der Endabsorption des SO,. Dadurch können ·die Wärmeaustauschflächen für Gase wesentlich kleiner gehalten werden.A preferred embodiment is that the volume of the gases used for expulsion is greater than that Volume of the end gas from the last contact tray after the end absorption of the SO. This allows · the heat exchange surfaces for gases are kept much smaller.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufkonzentrierung der verdünnten Schwefelsäure in mehreren gasseitig gesehen hintereinandergeschalteten Aufkonzentrierern mit separaten Säurekreisläufen mit unterschiedlichen Säurekonzentrationen erfolgt. Durch unterschiedliche Säurekonzentrationen kann praktisch eine Dampf-Sättigung des Gases auch bei niedrigen Säuretemperaturen erzielt werden, wodurch auch auf niedrigem Temperaturniveau anfallende Wärmequellen aus dem Kontaktsystem wirtschaftlich ausgenutzt werden können.A preferred embodiment is that the concentration of the dilute sulfuric acid in several gas side Concentrators connected in series with separate acid circuits with different acid concentrations he follows. Vapor saturation of the gas can also practically occur due to different acid concentrations can be achieved at low acid temperatures, which means that heat sources also occur at a low temperature level the contact system can be used economically.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Konzentration der Säuren in den separaten Säurekreisläufen vom 'A preferred embodiment is that the concentration of the acids in the separate acid circuits from the '

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Gaseintritt zum Gasaustritt abnimmt. Dadurch kann sowohl bei gleichbleibender als auch bei steigender Gastemperatur eine höhere Viasseraufnähme im Gas erreicht werden.Gas inlet to gas outlet decreases. This enables both a higher Viasseraufnähme can be achieved in the gas more consistently as well as with increasing gas temperature.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufkonzentrierung der verdünnten Schwefelsäure in mindestens einer Aufkonzentrier stufe mit hintereinandergeschalteten Auf konzentrierern erfolgt und zwischen den Aufkonzentrierern Luft und/oder Rauchgas in den Gasstrom zugemischt wird. Damit kann die Wasseraustreibung bei niedrigen Gastemperaturen erfolgen bzw. die Wasseraustreibung vergrößert werden.A preferred embodiment is that the concentration of the dilute sulfuric acid in at least a concentration stage with one behind the other On concentrators takes place and air and / or flue gas is mixed into the gas flow between the concentrators. This allows the expulsion of water at low gas temperatures take place or the expulsion of water can be increased.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufkonzentrierung der verdünnten Schwefelsäure säureseitig gesehen zunächst mindestens in einer ersten Aufkonzentrierstufe mit Luft und/oder Rauchgas erfolgt und in der letzten Auf konzentrierstufe mit Endgas gegebenenfalls unter Zusatz von Luft und/oder Rauchgas erfolgt. Die Aufkonzentrierstufen bestehen vorzugsweise aus mehreren hintereinandergeschalteten Aufkonzentrierern mit separaten Säurekreisläufen mit unterschiedlichen Säurekonzentrationen. Dadurch kommt das Endgas mit höher konzentrierter Säure in Berührung und die Abscheidung von H₂S0^-Nebeln und SO, ist besser.A preferred embodiment consists in that the dilute sulfuric acid is concentrated on the acid side initially at least in a first concentration stage with air and / or flue gas and in the last concentration stage with end gas, optionally with the addition of air and / or flue gas. The concentration stages preferably consist of several concentrators connected in series with separate acid circuits with different acid concentrations. As a result, the end gas comes into contact with a higher concentration of acid and the separation of H ₂ S0 ^ mists and SO is better.

Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung Gesteht darin, daß die Aufkonzentrierung der verdünnten Schwefelsäure säureseitig gesehen zunächst mindestens in einer ersten Aufkonzentrierstufe mit Endgas gegebenenfalls unter Zusatz von Luft und/oder Rauchgas erfolgt und in der letzten Aufkonzentrierstufe mit Luft und/oder Rauchgas erfolgt. Die Aufkonzentrierstufen bestehen vorzugsweise aus mehreren hintereinandergeschalteten Aufkonzentrierern mit separaten Säurekreisläufen mit unterschiedlichen Säurekonzentrationen. Bei geringerer Aufkonzentrierung, besonders bei niedrigen Säurekonzentrationen, kann diese Ausgestaltung auch von Vorteil sein, weil die Abgastemperaturen des Endgases niedrig gehalten werden können.Another preferred embodiment is that the concentration of the dilute sulfuric acid, viewed on the acid side, initially at least in a first concentration stage with end gas, optionally with the addition of air and / or flue gas, and in the last concentration stage takes place with air and / or flue gas. The concentration stages preferably consist of several one behind the other Concentrators with separate acid circuits with different acid concentrations. In the case of lower concentration, particularly in the case of low acid concentrations, this configuration can also be advantageous because the exhaust gas temperatures of the tail gas can be kept low.

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Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufkonzentrierung der verdünnten Schwefelsäure in mehreren Aufkonzentrierstufen mit parallel geschalteten Säurekreisläufen erfolgt. Dadurch kann die Gastemperatur in allen Aufkonzentrierstufen niedrig gehalten v/erden bzw. bei höheren Gastemperaturen der Wasseraustrag aus allen Stufen auf gleichen Werten gehalten werden.A preferred embodiment is that the concentration of the dilute sulfuric acid in several Concentration stages with acid circuits connected in parallel he follows. As a result, the gas temperature can be kept low or grounded in all concentration stages higher gas temperatures the water discharge from all stages are kept at the same values.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß nach der Aufkonzentrierung oder zwischen Aufkonzentrierstufen aus der Säure Salze abgetrennt werden. Die Abtrennung erfolgt vorzugsweise durch Kristallisation. Dadurch ist es bei der weiteren Aufkonzentrat ion nach der Abtrennung der Salze möglich, eine Säure zu erhalten, die nur geringe Mengen an Salzen enthält. Diese Säure kann unter Umgehung der Spaltung nach v/eiterer AufStärkung direkt der in der Kontaktanlage erzeugten Schwefelsäure zugemischt werden. Dadurch können die Spaltanlage und die Kontaktanlage kleiner gehalten werden.A preferred embodiment consists in that after the concentration or between concentration stages the acid salts are separated. The separation is preferably carried out by crystallization. This is how it is with the further Aufkonzentrat ion after the separation of the salts possible to obtain an acid that only contains small amounts of Contains salts. This acid can bypassing the cleavage after further strengthening directly in the contact system generated sulfuric acid are added. As a result, the splitting system and the contact system can be kept smaller will.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß mindestens ein Teil der nach einer Zwischenabsorption in der Kontaktanlage anfallenden Gaswärme zur Aufheizung der bei der Austreibung des Wassers aus der verdünnten Schwefelsäure verwendeten Gase benutzt wird. Dabei werden vorzugsweise sowohl die Zwischen- als auch die Endabsorption als Heißabsorption betrieben und die Trocknung der Gase vor dem Eintritt in das Kontaktsystem bei hohen Temperaturen von etwa 60 - 75 ⁰C durchgefülirt. Dadurch kann die überschüssige Gaswärme gesteigert und in besonders wirtschaftlicher Weise mit geringen Wärmeaustauschflächen genutzt werden. Ein Teil der nach der Zwischenabsorption vorhandenen Gaswärme muß evtl. bei Kontaktgasen mit einem niedrigeren SOp~Gehalt zur Aufheizung der Kontaktgase verwendet werden.A preferred embodiment consists in that at least part of the gas heat produced after intermediate absorption in the contact system is used to heat the gases used to drive the water out of the dilute sulfuric acid. Preferably both the intermediate and the final absorption are operated as the heat absorption and drying of the gases prior to entering the contact system at high temperatures of about 60 - 75 ⁰ C durchgefülirt. As a result, the excess gas heat can be increased and used in a particularly economical manner with small heat exchange surfaces. Part of the gas heat present after the intermediate absorption may have to be used to heat the contact gases in the case of contact gases with a lower SOp content.

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Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die bei der Trocknung der in das Kontaktsystem gehenden Gase in der Trocknersäure anfallende Wärme mindestens zu einem Teil zur Aufheizung der verdünnten Schwefelsäure vor deren Eintritt in die Aufkonzentrierungsstufe benutzt wird. Die Wärmeübertragung kann entweder durch Wärmeaustausch zwischen den Säuren oder durch Zwischenschaltung eines separaten Mediums, z.B. Wasser, Öl oder andere Medien, erfolgen. Auf diese Weise kann die bei der Trocknung zwar auf niedrigem Temperaturniveau aber in großer Menge anfallende Wärmeenergie auf wirtschaftliche Weise für den Gesamtprozeß weitgehend ausgenutzt werden.A preferred embodiment consists in the fact that the gases entering the contact system during the drying process are in the Heat generated from drying acid, at least in part, to heat the dilute sulfuric acid before it enters is used in the concentration stage. The heat transfer can either be through heat exchange between the acids or through the interposition of a separate medium, e.g. water, oil or other media. In this way, the heat energy generated during the drying process, although at a low temperature level, can be used in large quantities can be used to a large extent in an economical manner for the entire process.

Eine vorzugsv/eise Ausgestaltung besteht darin, daß die bei der Absorption von SO^ aus den heißen Kontaktgasen in der Absorbersäure anfallende Wärmeenergie mindestens teilweise zur Aufheizung der verdünnten Schwefelsäure in den Säurekreisläufen der Aufkonzentrierstufen verwendet wird. Die Wärmeübertragung kann entweder durch Wärmeaustausch zwischen den Säuren oder durch Zwischenschaltung eines separaten Mediums, z.B. Wasser, Öl oder andere Medien, erfolgen. Auf diese Weise kann die mit auf höherem Temperaturniveau in den Absorbersäuren anfallende Wärmeenergie in wirtschaftlicher Weise für den Gesamtprozeß ausgenutzt werden.A preferred embodiment is that the absorption of SO ^ from the hot contact gases in the Thermal energy accruing from the absorber acid, at least in part, for heating the dilute sulfuric acid in the acid circuits of the concentration levels is used. The heat transfer can either be through heat exchange between the acids or through the interposition of a separate medium, e.g. water, oil or other media. In this way, the thermal energy that arises in the absorber acids at a higher temperature level can be used more economically Way to be exploited for the whole process.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß ein Teil der bei der Absorption von SCU aus den heißen Kontaktgasen in der Absorbersäure anfallenden Wärmeenergie zur Aufheizung der verdünnten Schwefelsäure vor deren Eintritt in die Aufkonzentrierstufen benutzt wird. Die Wärmeübertragung kann entweder durch Wärmeaustausch zwischen den Säuren oder durch Zwischenschaltung eines separaten Mediums, z.B. Wasser, Öl oder andere Medien, erfolgen. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Wärmeenergie aus der Trocknersäure nicht ausreicht, um die gewünschte Aufheizung der verdünnten Schwefelsäure vor dem Eintritt in die Aufkonzentrierungsstufen zu erreichen.A preferred embodiment consists in the fact that part of the absorption of SCU from the hot contact gases Thermal energy accumulating in the absorber acid for heating the dilute sulfuric acid before it enters the concentration stages is used. The heat transfer can either be through heat exchange between the acids or through Interposition of a separate medium, e.g. water, oil or other media, take place. This configuration is particular This is advantageous when the thermal energy from the drying acid is insufficient to achieve the desired heating of the dilute sulfuric acid before entering the concentration stages to reach.

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Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die für eine gewünschte Aufkonzentrierung der verdünnten Schwefelsäure fehlende Wärmeenergie durch Zusatz von Fremdwärme in die Gasströme vor den Aufkonzentrierstufen und/oder in die Gasströme zwischen den Aufkonzentrierern der Aufkonzentrierstuf en erfolgt. Die Fremdwärme wird vorzugsweise in Form von heißen Gasen, wie z.B. Rauchgasen, eingebracht. Dabei kann auch der gesamte Gasstrom einer Aufkonzentrierstufe nur aus dem die Fremdwärme einbringenden Gas bestehen. Dadurch wird der Anteil an benötigter Fremdwärme möglichst gering gehalten und es kann Fremdwärme mit relativ niedrigem Temperaturniveau verwendet werden. Alle Wärme, die nicht aus dem Kontaktsystem kommt, also auch Wärme aus dem Spaltprozeß, wird als Fremdwärme bezeichnet.A preferred embodiment is that the for a desired concentration of the dilute sulfuric acid Missing thermal energy due to the addition of external heat in the gas streams before the concentration stages and / or in the Gas flows between the concentrators of the concentration stages takes place. The external heat is preferably in the form brought in by hot gases such as smoke gases. The entire gas stream of a concentration stage can also be used here consist only of the gas that brings in the external heat. This increases the proportion of external heat required as much as possible kept low and external heat with a relatively low temperature level can be used. All the heat that is not out comes from the contact system, i.e. also heat from the cracking process, is referred to as external heat.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die für eine gewünschte Aufkonzentrierung der verdünnten Schwefelsäure fehlende Wärmeenergie durch Aufheizen der verdünnten Schwefelsäuren in den Säurekreisläufen der Aufkonzentrierstufen eingebracht wird. Auch hier kann Fremdwärme mit niedrigem Temperaturniveau, z.B. Abdampf aus Turbinenanlagen oder heißes Wasser, verwendet werden.A preferred embodiment is that the for a desired concentration of the dilute sulfuric acid Missing thermal energy due to the heating of the diluted sulfuric acids in the acid circuits of the concentration stages is introduced. Here, too, external heat with a low temperature level, e.g. exhaust steam from turbine systems or hot water.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht,darin, daß die im Gesamtprozeß abgetrennten.Salze vor der*Zugabe in die Spaltung dehydratisiert werden. Dadurch werden die Salze im Prozeß nutzbringend verwendet und der notwendige Zusatz an Schwefelträgern in die Spaltung verringert. Die Dehydratisation hat den Vorteil, daß die Wasseraustreibung nicht bei der hohen Spalttemperatur erfolgen muß und weniger Wasser in den Prozeß eingebracht wird.A preferred embodiment is that the im Total process separated salts before the * addition into the Cleavage become dehydrated. This will make the salts used beneficially in the process and the necessary addition of sulfur carriers in the cleavage is reduced. The dehydration has the advantage that the expulsion of water does not have to take place at the high gap temperature and less Water is introduced into the process.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufkonzentrierungen mindestens teilweise in Venturiapparaten erfolgt. Diese Apparate eignen sich sehr gut für die Aufkonzentrierung und insbesondere für die Behandlung von salzhaltigen Säuren.A preferred embodiment is that the concentrations are at least partially in Venturi apparatus he follows. These devices are very suitable for the concentration and especially for the treatment of salty acids.

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Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufkonzentrierung unter Unterdruck erfolgt. Dadurch wird die Austreibung von Wasser begünstigt.A preferred embodiment consists in that the concentration takes place under negative pressure. This will make the Expulsion of water favors.

Eine v/eitere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß nach einer Aufkonz entri erung der Wassergehalt der Gase durch Auskondensierung von Wasser gesenkt wird. Das Gas kann nach der Auskondensierung von Wasser entweder direkt in den Kamin, im Kreislauf in die Aufkonzentrierung zurückgeführt oder einer weiteren Aufkonzentrierung zugeleitet v/erden. Dadurch kann der Wassergehalt im Abgas gesenkt werden oder eine vorgegebene Gasmenge mehrmals mit Wasser beladen werden oder eine Aufkonzentrierung ohne Abgasanfall durchgeführt werden. Die Kondensation kann auf direktem oder indirektem Weg erfolgen.A further preferred embodiment consists in the fact that, after concentration, the water content of the gases passes through Condensation of water is reduced. After the water has condensed out, the gas can either be fed directly into the chimney, returned in the circuit to the concentration or fed to a further concentration. Through this the water content in the exhaust gas can be reduced or a predetermined amount of gas can be loaded with water several times or a concentration can be carried out without producing exhaust gases. The condensation can take place in a direct or indirect way.

Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Spaltung der salzhaltigen Säure und/oder Salze mit Sauerstoff oder sauerstoff-angereicherten Gasen erfolgt. Dadurch können Gase mit hohem SC^-Gehalt erzeugt werden.Another preferred embodiment is that the cleavage of the salt-containing acid and / or salts with Oxygen or oxygen-enriched gases takes place. This allows gases with a high SC ^ content to be generated.

Die Erfindung ist insbesondere für die Aufkonzentrierung und Aufarbeitung von Abfallsäuren der Verarbeitung von Ti-haltigen Materialien geeignet.The invention is particularly useful for the concentration and processing of waste acids from the processing of Ti-containing acids Materials suitable.

i *i *

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der nachfolgenden Beispiele und der Figuren näher und beispielsweise erläutert.The method according to the invention is explained in more detail and by way of example with reference to the following examples and the figures explained.

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Fig. 1 zeigt ein Mengenschema für eine Pigmentanlage, ausgehend von australischem Ilmenit, deren Schwefelsäurebedarf 1OOO tato SO, entspricht. Bei der schematisch dargestellten Arbeitsweise wird die bei der Hydrolyse anfallende Hydrolysesäure nach einer Eindampfung auf ca. 44,4 Gew.% H₂SO^ durch thermische Behandlung z.B. in einem Wirbelofen gespalten, das entstandene SOp in einer nachgeschalteten Kontaktanlage zu Schwefelsäure verarbeitet, welche anschließend wieder dem IlmenitaufSchluß zugeführt wird. Die im Gesamtprozeß auftretenden Verluste (gerechnet als SO-,) werden im Spaltofen durch Zuführung S-haltiger Stoffe ersetzt.1 shows a quantity scheme for a pigment plant, starting from Australian ilmenite, the sulfuric acid requirement of which corresponds to 1,000 tpd SO. In the procedure shown schematically, the hydrolysis acid obtained during the hydrolysis is _{split after evaporation to approx. 44.4 wt.% H 2} SO ^ by thermal treatment, for example in a vortex furnace is fed back to the ilmenite digestion. The losses occurring in the overall process (calculated as SO-) are replaced in the cracking furnace by adding S-containing substances.

Der Wärmebedarf für die Eindampfung der Dünnsäure wird vollständig aus dem Wärmeüberschuß der Kontaktanlage gedeckt. Die bei den einzelnen Verfahrensschritten in der Kontaktanlage anfallenden Wärmemengen sind schematisch in Fig. 3 dargestellt. Die Art und Weise der Erzeugung der in Fig. 3 dargestellten Wärmemengen in der Kontaktanlage und deren Verwendung für die Eindampfung der Dünnsäuren ist in Fig. 5 dargestellt, wobei die Kontaktgruppe, bestehend aus Kontaktkessel und Wärmeaustauschern nicht dargestellt ist.The heat requirement for the evaporation of the dilute acid is complete covered by the excess heat of the contact system. The in the individual process steps in the contact system Accumulating amounts of heat are shown schematically in FIG. 3. The way of generating the in Fig. 3 The amounts of heat shown in the contact system and their use for evaporation of the thin acids is shown in FIG. 5 shown, the contact group consisting of contact boiler and heat exchangers is not shown.

Über Leitung 1 werden ca. 40 830 Nnr/h SO₂-GaS mit einer Konzentration von ca. 28,43 Vol.% S0_o und einer Temperatur von ca. 38 ⁰C in den Venturi-Trockner "t geleitet, dort getrocknet und über Leitung 3 mit einer Temperatur von ca. 65 ⁰C abgeleitet. Die Trocknersäure wird über Leitung 4, Kühler 5, Leitung 6, Pumpe 7, Leitung 8 und Düse 9 im Kreislauf geführt.Via line 1 to about 40,830 NNR / h SO ₂ gas having a concentration of about 28.43 Vol.% S0 _o and a temperature of about 38 ⁰ C in the venturi dryer "t passed, dried there and via line 3 with a temperature of about 65 ^° C. The drying acid is circulated via line 4, cooler 5, line 6, pump 7, line 8 and nozzle 9.

Über Leitung 1a werden 89 930 Nnr/h teilweise zu SO, umgesetztes Gas mit einer Temperatur von ca. 190 ⁰C in den Venturi-Zwischenabsorber 2a geleitet, dort wird das SO, weitgehend absorbiert und über Leitung 3a mit einer Temperatur von ca. 140 ⁰C abgeleitet. Die Absorbersäure wird über Leitung 4a, Kühler 5a und 5a1, Leitung 6a, Pumpe 7a, Leitung 8a und Düse 9a im Kreislauf geführt.Via line 1a 89930 NNR / h partially SO, unreacted gas at a temperature of about 190 ⁰ C in the venturi intermediate absorber 2 passed, there is the SO, largely absorbed via line 3a having a temperature of about 140 ⁰ C. The absorber acid is circulated via line 4a, cooler 5a and 5a1, line 6a, pump 7a, line 8a and nozzle 9a.

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Über Leitung 1b werden 78 590 Nnr/h des fertig katalysierten Gases mit einer Temperatur von ca. 180 ⁰C in den Venturi-Endabsorber 2b geleitet, dort wird das restliche SO, absorbiert und über Leitung 3b mit einer Temperatur von ca. 110 ⁰C abgeleitet. Die Absorbersäure wird über Leitung 4b, Kühler 5b, Leitung 6b, Pumpe 7b, Leitung 8b und Düse 9b im Kreislauf geführt.Via line 1b 78 590 NNR / h of the final catalyzed gas having a temperature of about 180 ⁰ C in the venturi final absorber passed 2b, there is the residual SO absorbed via line 3b at a temperature of about 110 ⁰ C. derived. The absorber acid is circulated via line 4b, cooler 5b, line 6b, pump 7b, line 8b and nozzle 9b.

Die Säurequerläufe zwischen dem Venturi-Trockner und den Venturi-Absorbern und die Produktionsabnahme der Starksäure sind im Schema nicht dargestellt.The acid cross-sections between the venturi dryer and the Venturi absorbers and the decrease in production of the strong acid are not shown in the scheme.

Die Auf konzentrierung der Dünnsäuren auf ca. 44,4 Gew.% H₂SO^ geschieht in einer mehrstufigen Eindampfanlage bestehend aus zv/ei Aufkonzentrier stuf en. Der erforderliche Wärmebedarf für die Vorwärmung der Dünnsäure und für die Ausdampfung des Wassers aus der Dünnsäure beträgt insgesamt ca. 26,2 Mill. Kcal/h.The thin acids are concentrated to approx. 44.4% by weight H ₂ SO ^ in a multi-stage evaporation plant consisting of two / one concentration stages. The heat requirement for preheating the dilute acid and for the evaporation of the water from the dilute acid amounts to a total of approx. 26.2 million Kcal / h.

106 000 kg/h Dünnsäure werden mit einer Konzentration von ca. 21 Gew.% H₂SO^ und einer Temperatur von ca. 45 ⁰C über Leitung 92 über den Säurekühler 5 geleitet und dort im Gegenstrom mit der Trocknersäure auf ca. 75 °C vorgewärmt. Über Leitung 93 gelangt die Säure in den Sumpf 46 der ersten Aufkonzentrierstufe. Mit dem Gebläse 34 wird atmosphärische Luft, welche als Wasserdampftrager benutzt wird, gefördert.106,000 kg / h dilute acid are conducted with a concentration of about 21 wt.% H ₂ SO ^ and a temperature of about 45 ⁰ C via line 92 through the acid cooler 5 and there in counter-current with the dryer acid to about 75 ° C preheated. The acid reaches the bottom 46 of the first concentration stage via line 93. Atmospheric air, which is used as a water vapor carrier, is conveyed with the fan 34.

Ca. 62 285 Nm³/h Luft, welche ca. 1 147_;£g/h H₂0-Dampf enthält, wird über Leitung 35 'über den in der nicht dargestellten Kontaktgruppe zwischen der letzten Kontakthorde und dem Endabsorber angeordneten Wärmeaustauscher 36a gefördert, dort auf ca» 33Ö ⁰C vorgewärmt und über Leitung 37 in den Yertikalventuri 38 der ersten Aufkonzentriersinife geleitet. Die mit ca. 23 085 kg/h H₂O gesättigten Abgase verlassen mit einer Temperatur von ca. 75 °C über Verbindungsstutzen 39, Horizontal venturi 41, Bedüsungstnrm 42, Abscheider 43 und Leitung 44 mit ca. 23 085 kg/h H₂O beladen die Anlage. Die Säurekonzentration der zirkulierenden Säure in dem Vertikal venturi-Kreislauf beträgt ca. 30 Gevr.% H₂SO₂^ und im Horizontal venturi- und Berieselungsturm-Kreislauf ca. 25,7 Gew.% H₂SO^- Die Saure wird aus dem Sumpf 45 überApprox. 62 285 Nm ³ / h air, which contains approx. 1,147 _; £ g / h H contains ₂ 0 vapor is conveyed via line 35 'over the arranged in the not shown contact group between the last contacting tray and the final absorber heat exchanger 36, preheated there on ca "33Ö ⁰ C and passed via line 37 into the Yertikalventuri 38 of the first concentrate session. The exhaust gases, saturated with approx. 23 085 kg / h H ₂ O, leave at a temperature of approx. 75 ° C via connecting piece 39, horizontal venturi 41, nozzle 42, separator 43 and line 44 with approx. 23 085 kg / h H ₂ O load the facility. The acid concentration of the circulating acid in the vertical venturi circuit is approx. 30 % by weight H ₂ SO ₂ ^ and in the horizontal venturi and sprinkling tower circuit approx. 25.7% by weight H ₂ SO ^ - the acid is extracted from the Swamp 45 across

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Leitung 47 mit einer Temperatur von ca. 75 ⁰C abgezogen, über den Säurekühler 5a geleitet, dort im Wärmeaustausch mit der ca. 140 ⁰C heißen Zwischenabsorbersäure auf ca. 100 ⁰C vorgewärmt und von dort über Leitung 48, Pumpe 49, Leitung 51 und Düse 62, Leitung 50 zur Düse 63 gepumpt. In der Düse 62 werden ca. 150 m /h Säure und in der Düse 63 ca. 150 m^/h Säure in den Gasstrom eingedüst. Aus dem Sumpf 46 wird über Leitung 52 mit einer Temperatur von ca. 75 ⁰C die Säure abgezogen und ohne Säurevorwärmung über Pumpe 58, Leitung 60 zur Düse 64, Leitung 59 zur Düse 65 gedrückt. Über Leitung 61 werden ca. 89 620 kg/h Säure in den Sumpf 45 gepumpt. In der Düse 64 werden ca. 100 nrVh und in der Düse 65 ca. 100 m^/h Säure in den Gasstrom eingedüst. 78 670 kg/h Säure mit einer Konzentration von ca. 30 Gew.% H₂SO; werden über Leitung 33 in den Sumpf 17 der zweiten Aufkonzentrierstufe gefördert.Line 47 drawn at a temperature of about 75 ⁰ C is passed through the acid cooler 5a, there in heat exchange with the 140 ⁰ C hot intermediate absorber acid at about 100 ⁰ C preheated and from there via line 48, pump 49, line 51 and nozzle 62, line 50 to nozzle 63 is pumped. In the nozzle 62 about 150 m / h acid and in the nozzle 63 about 150 m ^ / h acid are injected into the gas stream. The acid is drawn off from the sump 46 via line 52 at a temperature of approx. 75 ^° C. and is pressed via pump 58, line 60 to nozzle 64, line 59 to nozzle 65 without acid preheating. About 89,620 kg / h of acid are pumped into the sump 45 via line 61. In the nozzle 64 approx. 100 nrVh and in the nozzle 65 approx. 100 m ^ / h acid are injected into the gas stream. 78 670 kg / h acid with a concentration of approx. 30% by weight H ₂ SO; are conveyed via line 33 into the sump 17 of the second concentration stage.

In der zweiten Aufkonzentrierstufe wird das in der Schwefelsäureanlage anfallende Endgas als Wasserdampfträger genutzt. Über Leitung 3b gelangen ca. 77 485 Nm /h praktisch wasserdampf freie Endgase mit einer Temperatur von ca. 110 ⁰C, welche in dem in der nicht dargestellten Kontaktgruppe zwischen den beiden letzten Kontakthorden angeordneten Wärmeaustauscher 36 auf ca. 182 ⁰C vorgewärmt wird, über Leitung 10a in den Vertikalventuri 10 der zweiten Aufkonzentrierstufe. Über Verbindungsstutzen 11, Horizontalventuri 12, Bedüsungsturm 14, Abscheider 15 werden ca. 104 860 NmVh feuchte Abgase, mit ca. 21 980 kg/h H₂O beladen, mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C in einen nicht dargestellten Endgaskamin abgeleitet. Die Säurekonzentration im Vertikalventuri-Kreislauf beträgt ca. 44,4 Gew.% H₂SO^ und im Horizont alventuri- und Berieselungsturm-Kreislauf ca. 32,7 Gew,% H₂SO^. Die Säure wird aus dem Sumpf 13 über Leitung 18 mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C abgezogen, über den Säurekühler 5a1 geleitet, dort im Wärmeaustausch mit der ca. 140 ⁰C heißen Zwischenabsorbersäure auf ca. 100 ⁰C vorgewärmt und von dort über Leitung 19, Pumpe 20, Leitung 22 zur Düse 28, Leitung 21 zur Düse 29 gepumpt. In der DüseIn the second concentration stage, the end gas produced in the sulfuric acid plant is used as a water vapor carrier. Via line 3b reach approximately 77,485 Nm / h substantially water vapor-free tail gases at a temperature of about 110 ⁰ C, which is in the disposed in the unillustrated contact group between the two last contacting trays heat exchanger 36 preheated to about 182 ⁰ C, via line 10a into the vertical venturi 10 of the second concentration stage. Via connection port 11, horizontal Venturi 12, Bedüsungsturm 14, separator 15 are approximately 104,860 NMVH moist exhaust gases, with about 21,980 kg / h H ₂ O loaded derived at a temperature of about 70 ⁰ C in a non-illustrated Endgaskamin. The acid concentration in the vertical venturi circuit is approx. 44.4% by weight H ₂ SO ^ and in the horizontal alventuri and sprinkler tower circuit approx. 32.7% by weight H ₂ SO ^. The acid is withdrawn from the sump 13 via line 18 at a temperature of about 70 ⁰ C is passed through the acid cooler 5a1, in heat exchange with the 140 ⁰ C hot intermediate absorber acid at about 100 ⁰ C preheated there and from there via Line 19, pump 20, line 22 to nozzle 28, line 21 to nozzle 29 are pumped. In the nozzle

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v/erden ca. 150 nr/h Säure und in der Düse 29 ca. 150 m /h Säure in den Gasstrom eingedüst. Aus dem Sumpf 17 v/ird über Leitung 24 die Säure mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C abgezogen, über den Säurekühler 5b geleitet, dort im Wärmeaustausch mit der ca. 110 C heißen Endabsorbersäure auf ca. 90 ⁰C vorgewärmt und von dort über Leitung 24a, Pumpe 25, Leitung 27 zur Düse 31, Leitung 26 zur Düse 30 gepumpt. In der Düse 3Ί v/erden ca. 100 m /h Säure und in der Düse 30 ca. 100 m7h Säure in den Gasstrom eingesüst. Über Leitung 32 werden ca. 67 640 kg/h Säure in den Sumpf 13 gepumpt. Ca. 62 000 kg/h aufkonzentrierte Säure werden mit einer Konzentration von ca. 44,4 Gew.% H₂SO^ und einer Temperatur von ca. 100 ⁰C über Leitung 23 abgegeben und zur Säurespaltanlage geleitet.v / ground approx. 150 nr / h acid and in the nozzle 29 approx. 150 m / h acid are injected into the gas stream. From the bottom 17 v / the acid IRD via line 24 at a temperature of about 70 ⁰ C stripped passed through the acid cooler 5b, there hot in heat exchange with the approximately 110 C Endabsorbersäure to about 90 ⁰ C preheated and from there Pumped via line 24a, pump 25, line 27 to nozzle 31, line 26 to nozzle 30. Approx. 100 m / h of acid are injected into the gas stream in nozzle 30 and approx. 100 m7h of acid are injected into nozzle 30. About 67,640 kg / h of acid are pumped into the sump 13 via line 32. About 62,000 kg / h of concentrated acid are given off _{via line 23 with a concentration of about 44.4% by weight H 2} SO ^ and a temperature of about 100 ^° C. and passed to the acid splitting plant.

Example 2

Fig. 2 zeigt ein Mengenschema für eine Pigmentanlage, ausgehend von kanadischer Schlacke, deren Schwefelsäurebedarf 1000 tato SO, entspricht. Bei Verarbeitung von kanadischer Schlacke entfällt nach dem Aufschluß die Zwischenkristallisation. Die anfallende Hydrolysesäure wird in die Eindampfanlage geleitet und wird dort unter Ausnutzung aller in der Kontaktanlage anfallenden Wärmemengen (Fig* 4) aufkonzentriet. Die Spaltung der aufkonzentrierten Hydrolysesäure geschieht im Gegensatz zum Beispiel 1 unter Zuführung von atmosph. Luft statt 0 ,-,-angereicherter Luft, so daß die S0₀-Konzentration am Eintritt in die Kontaktanlage ca. 17,0 YoI,% SOo beträgt, wodurch sich die anfallenden Wärmemengen und Temperaturen ändern.2 shows a quantity scheme for a pigment plant, starting from Canadian slag, the sulfuric acid requirement of which corresponds to 1000 tpd SO. When processing Canadian slag, there is no intermediate crystallization after digestion. The resulting hydrolysis acid is fed into the evaporation plant and is concentrated there using all the heat quantities generated in the contact plant (Fig. 4). In contrast to Example 1, the concentrated hydrolysis acid is cleaved with the addition of atm. Air instead of 0, -, -enriched air, so that the S0 ₀ concentration at the entry into the contact system is approx. 17.0 YoI,% SOo, which changes the amount of heat and temperatures that arise.

Die Art und Weise der Erzeugung der in Fig. 4 dargestellten Wärmemengen in der Kontaktanlage und deren Verwendung für die Eindampfung ist in Fig. 6 dargestellt, wobei die Kontaktgruppe, bestehend aus Kontaktkessel und Wärmeaustauschern, nicht dargestellt ist.The manner in which the amounts of heat shown in FIG. 4 are generated in the contact system and their use for the evaporation is shown in Fig. 6, where the contact group, consisting of contact kettle and heat exchangers, is not shown.

- 13 609883/1034 - 13 609883/1034

Über Leitung 1 v/erden ca. 67 430 Nm /h SOp-Gas mit einer Konzentration von ca. 17,0 Vol.°6 SOo und einer Temperatur von ca. 38 ⁰C in den Venturi-Trockner 2 geleitet, außerdem v/erden ca. 63 570 Nnr/h mit einer Temperatur von 25 ⁰C über Leitung 1c atmosph. Luft zur Verdünnung dem SO₂-GaS zugemischt und dort gemeinsam getrocknet und über Leitung mit einer Temperatur von ca. 65 ⁰C abgeleitet. Die Trocknersäure wird über Leitung 4, Kühler 5-und 5.1, Leitung 6, Pumpe 7, Leitung 8 und Düse 9 im Kreislauf geführt.Via line 1 v / ground approximately 67,430 Nm / h SOP gas having a concentration of about 17.0 vol. 6 ° Soo and a temperature of about 38 ⁰ C in the Venturi drier 2 passed, also v / earth approx. 63 570 Nnr / h at a temperature of 25 ⁰ C via line 1c atm. Air mixed to dilute the SO ₂ gas and there derived jointly dried over line to a temperature of about 65 ⁰ C. The drying acid is circulated via line 4, cooler 5 and 5.1, line 6, pump 7, line 8 and nozzle 9.

Über Leitung 1a werden ca. 126 240 Nnr/h teilweise zu SO, umgesetztes Gas mit einer Temperatur von ca. 185 ⁰C in den Venturi-Zwischenäbsorber 2a geleitet, dort v/ird das ^ weitgehend absorbiert und über Leitung 3a mit einer Temperatur von ca. 140 ⁰C abgeleitet. Die Absorbersäure wird über Leitung 4a, Kühler 5a und 5a1, Leitung 6a, Pumpe 7a, Leitung 8a und Düse 9a im Kreislauf geführt. über Leitung 1b v/erden ca. 115 820 Nnr/h des fertig katalysierten Gases mit einer Temperatur von ca. 180 ⁰C in den Venturi-Endabsorber 2b geleitet, dort wird das restliche SO^ absorbiert und über Leitung 3b mit einer Temperatur von ca. 110 ⁰C abgeleitet. Die Absorbersäure wird über Leitung 4b, Kühler 5b, Leitung 6b, Pumpe 7b, Leitung 8b und Düse 9b im Kreislauf geführt.About 126,240 Nm / h are partially converted to SO, gas with a temperature of about 185 ⁰ C in the Venturi intermediate absorber 2a via line 1a, where the ^ is largely absorbed and via line 3a with a temperature of approx. 140 ⁰ C derived. The absorber acid is circulated via line 4a, cooler 5a and 5a1, line 6a, pump 7a, line 8a and nozzle 9a. About 115 820 Nnr / h of the completely catalyzed gas with a temperature of about 180 ⁰ C is passed into the Venturi end absorber 2b via line 1b, where the remaining SO ^ is absorbed and via line 3b at a temperature of approx 110 ⁰ C derived. The absorber acid is circulated via line 4b, cooler 5b, line 6b, pump 7b, line 8b and nozzle 9b.

Die Aufkonzentrierung der Dünnsäure auf ca. 38,9 Gew.% H₂ geschieht in einer mehrstufigen Eindampfanlage, bestehend aus zwei Aufkonzentrierstufen. Der erforderliche Wärmebedarf für die Vorwärmung der Dünnsäure und für die Ausdampfung des Wassers aus der Dünnsäure beträgt insgesamt ca. 30,4 Mill. Kcal/h.The dilute acid is concentrated to approx. 38.9% by weight H ₂ in a multi-stage evaporation plant consisting of two concentration stages. The heat requirement for preheating the dilute acid and for the evaporation of the water from the dilute acid amounts to a total of approx. 30.4 million Kcal / h.

129 580 kg/h Dünnsäure werden mit einer Konzentration von ca, 22,1 Gew.% H₂SO^ und einer Temperatur von ca. 45 ⁰C über Leitung 92 über den Säurekühler 5 geleitet und dort im129 580 kg / h dilute acid are passed with a concentration of approx. 22.1 wt.% H ₂ SO ^ and a temperature of approx. 45 ⁰ C via line 92 over the acid cooler 5 and there in

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- 14 -- 14 -

Gegenstrom mit der Trocknersäure auf ca. 85 ⁰C vorgewärmt. Über Leitung 93 gelangt die Säure in den Sumpf 46 der ersten Aufkonzentrierstufe. Mit dem Gebläse 34 wird atmosph. Luft, welche als Wasserdampfträger benutzt wird, gefördert.Preheated to approx. 85 ^° C. in countercurrent with the drying acid. The acid reaches the bottom 46 of the first concentration stage via line 93. With the fan 34 is atm. Air, which is used as a water vapor carrier, promoted.

Ca. 103 000 Nm³/h Luft, welche ca. 2 568 kg/h H₂0-Dampf enthält, wird über Leitung 35 über den in der nicht dargestellten Kontaktgruppe zwischen der letzten Kontakthorde und dem Endabsorber angeordneten Wärmeaustauscher 36a gefördert, dort auf ca. 260 ⁰C vorgewärmt und über Leitung 37 in den Vertikal-, venturi 38 der ersten Aufkonzentrierstufe geleitet. Die mit ca. 28 570 kg/h H₂O gesättigten Abgase verlassen mit einer Temperatur von ca. 70 C über Verbindungsstutzen 39, Horizontalventuri 41, Bedüsungsturm 42, Abscheider 43 und Leitung 44 mit ca. 28 570 kg/h H₂O beladen die Anlage.About 103,000 Nm ³ / h of air, which contains about 2,568 kg / h of H ₂ O vapor, is conveyed via line 35 via the heat exchanger 36a arranged in the contact group (not shown) between the last contact tray and the end absorber Approx. 260 ⁰ C preheated and passed via line 37 into the vertical venturi 38 of the first concentration stage. The exhaust gases, saturated with approx. 28 570 kg / h H ₂ O, leave at a temperature of approx. 70 C via connecting pieces 39, horizontal venturi 41, spray tower 42, separator 43 and line 44 with approx. 28 570 kg / h H ₂ O the attachment.

Die Säurekonzentration der zirkulierenden Säure in dem Vertikalventuri-Kreislauf beträgt ca. 28,4 Gew.% H₂SO^ und im Horizontalventuri- und Berieselungsturm-Kreislauf ca. 23,6 Gew.% H₂SO^. Die Säure wird aus dem Sumpf 45 über Leitung 47 mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C abgezogen, über den Säurekühler 5b geleitet, dort im Wärmeaustausch mit der ca. 110 °C heißen Endabsorber säure auf ca. 88 ⁰C vorgewärmt und von dort über Leitung 48, Pumpe 49, Leitung 51 zur Düse 62, Leitung 50 zur Düse 63 gepumpt. In der Düse 62 werden ca. 150 nr/h Säure und in der Düse 63 ca. 100 nr/h Säure in den Gasstrom eingedüst. Aus derarSumpf 46 wird über Leitung 52 mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C die Säure abgezogen, über den Säurekühler 5.1 geleitet, dort im Wärmeaustausch mit der Trocknersäure auf ca. 77 °C vorgewärmt und über Leitung 53, Pumpe 58, Leitung 60 zur Düse 64, Leitung 59 zur Düse 65 gedrückt. Über Leitung 61 werden 121 947 kg/h Säure in den Sumpf 45 gepumpt. In der Düse 64 werden ca. 100 m /h Säure und in der Düse 65 ca. 100 m /h Säure in den Gasstrom eingedüst. 103 583 kg/h Säure mit einer Konzentration von ca. 28,4 Gew.% H₂SOa werden über Leitung 33 in den Sumpf 17 der zweiten Aufkonzentrierstufe gefördert.The acid concentration of the circulating acid in the vertical venturi circuit is approx. 28.4 % by weight H ₂ SO ^ and in the horizontal venturi and sprinkling tower circuit approx. 23.6% by weight H ₂ SO ^. The acid is withdrawn from the sump 45 via line 47 to a temperature of about 70 ⁰ C is passed through the acid cooler 5b, there hot in heat exchange with the approximately 110 ° C final absorber acid at about 88 ⁰ C preheated and from there Pumped via line 48, pump 49, line 51 to nozzle 62, line 50 to nozzle 63. In the nozzle 62 approx. 150 nr / h acid and in the nozzle 63 approx. 100 nr / h acid are injected into the gas stream. The acid is withdrawn from the sump 46 via line 52 at a temperature of approx. 70 ⁰ C, passed over the acid cooler 5.1, there preheated to approx. 77 ° C in heat exchange with the dryer acid and via line 53, pump 58, line 60 to Nozzle 64, line 59 pressed to nozzle 65. 121,947 kg / h of acid are pumped into the sump 45 via line 61. About 100 m / h of acid are injected into the gas stream in the nozzle 64 and about 100 m / h of acid in the nozzle 65. 103,583 kg / h of acid with a concentration of approx. 28.4% by weight H ₂ SOa are conveyed via line 33 into the sump 17 of the second concentration stage.

609883/1034 - 15 -609883/1034 - 15 -

±n der zweiten Aufkonzentrierstufe wird das in der Schwefelsäureanlage anfallende Endgas als Wasserdampfträger genutzt. Über Leitung 3b gelangen ca. 113 750 Nnr/h praktisch wasserdampf freie Endgase mit einer Temperatur von ca. 110 ⁰C in den Vertikalventuri 10 der zweiten Aufkonzentrierstufe. Über Verbindungsstutzen 11, Horizontalventuri 12, Bedüsungsturm 14, Abscheider 15, Leitung 16 werden ca. 144 740 NnrVh feuchte Abgase, mit ca. 24 680 kg/h HpO beladen, mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C in einen nicht dargestellten Endgaskamin abgeleitet. Die Säurekonzentration im Vertikalventuri-Kreislauf beträgt ca. 38,9 Gew.% H₂SO^ und im Horizontalventuri- und Berieselungsturm-Kreislauf ca. 32,1 Gew.% HpSOλ. Die Säure wird aus dem Sumpf 13 über Leitung 18 mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C abgezogen, über den Säurekühler 5a1 geleitet, dort im Wärmeaustauscher mit der ca. 140 ⁰C heißen Zwischenabsorbersäure auf ca. 93 ⁰C vorgewärmt und von dort über Leitung 19» Pumpe 20, Leitung 22 zur Düse 28, Leitung 21 zur Düse 29 gepumpt. In der Düse 28 -.-/erden ca. 150 nr/h Säure und in der Düse 29 ca. 100 nr/h Säure in den Gasstrom eingedüst. Aus dem Sumpf 17 wird über Leitung 24 die Säure mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C abgezogen, über den Säurekühler 5a geleitet, dort im Wärmeaustausch mit der ca. 140 ⁰C heißen Zwischenabsorbersäure auf ca. 91 ⁰C vorgewärmt und von dort über Leitung 24a, Pumpe 25, Leitung 27 zur Düse 31, Leitung 26 zur Düse 30 gepumpt. In der Düse 31 werden ca. 150 nr/h Säure und in der Düse 30 ca. 100 nr/h Säure in den Gasstrom eingedüst. Über Leitung 32 werden ca. 93 040 kg/h Säure in den Sumpf 13 gepumpt. 78 901 kg/h aufkonzentrierte Säure werden mit einer Konzentration von ca. 38,9 Gew.% HpSO^ und einer Temperatur von ca. 70 ⁰C über Leitung 23 abgegeben und zur Säurespaltanlage geleitet.± n the second concentration stage, the end gas produced in the sulfuric acid plant is used as a water vapor carrier. Via line 3b reach about 113,750 NNR / h water vapor virtually free tail gases at a temperature of about 110 ⁰ C in the vertical Venturi 10 of the second concentration stage. Via connection port 11, horizontal Venturi 12, Bedüsungsturm 14, separator 15, line 16 are approximately 144,740 NnrVh moist exhaust gases, with about 24,680 kg / h HPO loaded derived at a temperature of about 70 ⁰ C in a non-illustrated Endgaskamin . The acid concentration in the vertical venturi circuit is approx. 38.9% by weight H ₂ SO ^ and in the horizontal venturi and sprinkler tower circuit approx. 32.1% by weight HpSOλ. The acid is withdrawn from the sump 13 via line 18 at a temperature of about 70 ⁰ C is passed through the acid cooler 5a1, in the heat exchanger with the 140 ⁰ C hot intermediate absorber acid at about 93 ⁰ C preheated there and from there via Line 19 »pump 20, line 22 to nozzle 28, line 21 to nozzle 29 pumped. In the nozzle 28 -.- / approx. 150 nr / h acid and in the nozzle 29 approx. 100 nr / h acid are injected into the gas stream. From the bottom 17, the acid is fed via line 24 drawn at a temperature of about 70 ⁰ C passed through the acid cooler 5a, in heat exchange with the 140 ⁰ C hot intermediate absorber acid at about 91 ⁰ C preheated there and from there via Line 24a, pump 25, line 27 to nozzle 31, line 26 to nozzle 30 are pumped. In the nozzle 31 about 150 nr / h acid and in the nozzle 30 about 100 nr / h acid are injected into the gas stream. About 93,040 kg / h of acid are pumped into the sump 13 via line 32. 78,901 kg / h of concentrated acid is delivered at a concentration of about 38.9 wt.% HpSO ^ and a temperature of about 70 ⁰ C via line 23 and passed to acid cracking plant.

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Example 3

Fig. 7 zeigt eine einstufige Aufkonzentrieranlage in welcher ca. 22,6 Gew.%ige H₂SO^ auf ca. 28,0 Gew.% H₂SO^ aufkonzentriert wird. Bei der dargestellten Arbeitsweise wird die zur Säurevorwärmung und Säureeindampfung erforderliche Wärmemenge zum Großteil durch Ausnutzung der in einer nicht dargestellten Kontaktanlage anfallenden Säurewärme gedeckt, so daß von den insgesamt ca. 15,0 Mill.Kcal/h nur noch ca. 5,4 Mill. Kcal/h als Fremdwärme in Form von Niederdruckdampf aufgewendet werden müssen.Fig. 7 shows a stage in which Aufkonzentrieranlage about 22.6 wt.% H ₂ SO ^ to about 28.0 wt.% H ₂ SO ^ is concentrated. In the working method shown, the amount of heat required for acid preheating and acid evaporation is largely covered by utilizing the acid heat generated in a contact system (not shown), so that of the total of approx. Kcal / h must be used as external heat in the form of low-pressure steam.

Ca. 100 000 kg/h ca. 22,6 Gew.^ige Dünnsäure werden in einem nicht dargestellten Säurekühler von ca. 45 ⁰C auf ca. 70 ⁰C vorgewärmt und über Leitung 93 in den Sumpf 46 der Aufkonzentrieranlage geleitet.About 100,000 kg / h 22.6 wt approx. ^ Strength dilute acid are preheated in an unillustrated radiator acid of about 45 ⁰ C to about 70 ⁰ C and passed via line 93 into the bottom 46 of the Aufkonzentrieranlage.

Über Leitung 37 werden ca. 18 800 NmVh (gerechnet als trocken) Luft, welche ca. 350 kg/h Wasserdampf enthält, mit einer Temperatur von ca. 30 ⁰C in den Vertikalventuri 38 geleitet. Über Leitung 35 werden ca. 45 000 Nnr/h (gerechnet als trocken) Luft, welche ca. 850 kg/h Wasserdampf enthält, mit einer Temperatur von ca. 30 ⁰C in den Verbindungsstutzen 39 zugemischt. Die mit ca. 17 600 kg/h H₂O gesättigten Abgase verlassen mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C über Verbindungsstutzen 39, Horizontal venturi 41, Bedüsungsturm 42, Abscheider 43 und Leii^ig 44 die Anlage. Das Abgas wird anschließend über einen Kondensat ions turm 44a geleitet, wo es durch Bedüsung oder Berieselung mit Wasser, welches über Leitung 44b zugeführt wird, vom Wasserdampf weitgehendst befreit wird. Das Wasser verläßt über Leitung 44c den Kondensationsturm. Über Leitung 44e verläßt das Abgas mit ca. 20 ⁰C den Kondensationsturm, um anschließend wieder mittels Gebläse 34 in die Aufkonzentrieranlage geführt zu werden.Approx. 18,800 NmVh (calculated as dry) of air, which contains approx. 350 kg / h of water vapor, at a temperature of approx. 30 ^° C. is passed into the vertical venturi 38 via line 37. About 45,000 Nm / h (calculated as dry) air, which contains about 850 kg / h of water vapor, at a temperature of about 30 ^° C. is mixed into the connecting piece 39 via line 35. The kg with approximately 17 600 / h H ₂ O saturated flue gases leave at a temperature of about 70 ⁰ C above connecting pieces 39, Horizontal venturi 41, Bedüsungsturm 42, separator 43 and Leii ^ ig 44 the plant. The exhaust gas is then passed through a condensation tower 44a, where it is largely freed from water vapor by spraying or sprinkling with water, which is supplied via line 44b. The water leaves the condensation tower via line 44c. Via line 44e, the exhaust gas leaves the condensing tower of about 20 ⁰ C in order to be subsequently guided again by means of blowers 34 in the Aufkonzentrieranlage.

Die Säurekonzentration der ca. 70 ⁰C heißen zirkulierenden Säure im Vertikalventuri-Kreislauf beträgt ca. 28 Gew.% H₂SO^ und im Horizontalventuri- und Berieselungsturm-Kreislauf ca. 25 Gew.% H₂SO^. Die Säure wird aus dem Sumpf 45The acid concentration of the ^{circulating acid with a temperature of approx. 70 0} C in the vertical venturi circuit is approx. 28% by weight H ₂ SO ^ and in the horizontal venturi and sprinkling tower circuit approx. 25% by weight H ₂ SO ^. The acid is from the sump 45

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über Leitung 47 mit einer Temperatur von ca. 70 ⁰C abgezogen, über einen nicht dargestellten Säurekühler geleitet, dort im Wärmeaustausch mit der heißen Absorbersäure auf ca. 110 ⁰C vorgewärmt und von dort über Leitung 48, Pumpe 49, Leitung 50 zur Düse 63 und Leitung 51 zur Düse 62 gepumpt. In der Düse 62 werden ca. 100 m /h Säure und in der Düse 63 ca. 90 m /h Säure in den Gasstrom eingedüst. Aus dem Sumpf 46 wird über Leitung 52 die ca. 25 Gew.^ige Säure mit einer Temperatur von 70 ⁰C abgezogen. Über Leitung 55 wird die Säure über den Vorwärmer 56 geleitet, dort mittels ca. 10 t/h Niederdruckdampf auf ca. 92 °C vorgewärmt und über Leitung 57, Pumpe 58, Leitung 60 zur Düse 64, Leitung 59 zur Düse 65 gefördert. In der Düse 64 werden ca. 150 nrVh Säure und in der Düse 65 ca. 100 m /h Säure in den Gasstrom eingedüst.withdrawn via line 47 at a temperature of about 70 ⁰ C is passed over an unillustrated acid cooler, pre-heated there in heat exchange with the hot absorber acid to about 110 ⁰ C and from there via line 48, pump 49, line 50 to the nozzle 63 and line 51 is pumped to nozzle 62. About 100 m / h of acid are injected into the gas stream in the nozzle 62 and about 90 m / h of acid in the nozzle 63. The approx. 25% strength by weight acid at a temperature of 70 ^° C. is drawn off from the sump 46 via line 52. The acid is passed via line 55 over the preheater 56, there it is preheated to approx. 92 ° C. by means of approx. 10 t / h low-pressure steam and conveyed via line 57, pump 58, line 60 to nozzle 64, line 59 to nozzle 65. Approx. 150 nrVh of acid are injected into the gas stream in the nozzle 64 and approx. 100 m / h of acid in the nozzle 65.

Über Leitung 61 werden ca. 92 000 kg/h Säure in den Sumpf gepumpt. Ca. 83 300 kg/h der auf ca. 28 Gew.% H₂SO^ aufkonzentrierten Säure werden über Leitung 33 abgegeben.About 92,000 kg / h of acid are pumped into the sump via line 61. About 83,300 kg / h of the _{acid concentrated to about 28% by weight H 2} SO ^ are given off via line 33.

Die Vorteile der Erfindung bestehen hauptsächlich darin, daß es möglich ist, überschüssige Wärme aus dem Kontaktsystem, einschließlich solcher Wärme, die mit relativ niedrigem Temperaturniveau anfällt, in wirtschaftlicher Weise für die Aufkonzentrierung von salzhaltigen verdünnten Schwefelsäuren auszunutzen. Dadurch kann der Verbrauch von teurer Primärenergie oder der Einsatz von Wärme mit hohem Temperaturniveau vermieden oder verringert werden.The advantages of the invention are mainly that it is possible to remove excess heat from the contact system, including such heat that occurs at a relatively low temperature level, in an economical manner for the concentration of salty diluted To exploit sulfuric acids. This can reduce the consumption of expensive primary energy or the use of heat with high Temperature level can be avoided or reduced.

- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

ΑίΑί

2S29708

Claims

Q), process for the production of sulfuric acid by catalytic conversion of SO ₂ to SO ^ in several contact trays, cooling of the SO, -containing gases between contact trays, absorption of the SO ^ in sulfuric acid, characterized by the combination of the following steps:

a) Combination of sulfuric acid production with processing of dilute salt-containing sulfuric acids

b) cleavage of the sulfates obtained during work-up and, if appropriate, cleavage of at least part the accumulating processed dilute sulfuric acid

c) carrying out the absorption of the SO, from the contact gases of catalysis as a heat absorption at working temperatures from 100 to 200 ⁰ C.

d) expulsion of water from the dilute salty sulfuric acids through direct contact with hot gases, which consist of tail gas of catalysis and / or inert gases with a low water content, which with heat from the contact system be heated

e) and, if appropriate, simultaneous supply of thermal energy from hot absorber acid and / or drying acid of the contact system through indirect heat exchange with the dilute salty sulfuric acids.

2. The method according to claim 1, characterized in that the volume of the gases used for expulsion is greater than the volume of the end gas from the last contact tray after the end absorption of the SO.

3. The method according to claims 1 and 2 _t, characterized in that the concentration of the dilute sulfuric acid in several concentrators connected in series, viewed on the gas side, with separate 3äi3.rekrei3 runs with different acid concentrations.

609883/1034 - ² "

4. The method according to claim 3, characterized in that the concentration of the acids in the separate acid circuits decreases from the gas inlet to the gas outlet.

5. The method according to claims 1 Ms 4, characterized in that the concentration of the dilute sulfuric acid takes place in at least one concentration stage with concentrators connected in series and air and / or flue gas is mixed into the gas stream between the concentrators.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the concentration of the dilute sulfuric acid, viewed on the acid side, initially takes place at least in a first concentration stage with air and / or flue gas and in the last concentration stage with end gas, optionally with the addition of air and / or flue gas he follows.

7. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the concentration of the dilute sulfuric acid, viewed on the acid side, initially takes place at least in a first concentration stage with end gas, optionally with the addition of air and / or flue gas, and in the last concentration stage with air and / or flue gas he follows.

3. Process according to claims 1 to 5, characterized in that the concentration of the dilute sulfuric acid takes place in several concentration stages with acid circuits connected in parallel.

9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that salts are separated from the acid after the concentration or between concentration stages.

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“Process according to claims 1 to 9, characterized in that at least part of the gas heat produced after intermediate absorption in the contact system is used to heat the gases used to drive the water out of the dilute sulfuric acid.

11. The method according to claims 1 to 10, characterized in that the heat generated in the drying of the gases going into the contact system in the dryer acid is used at least in part to heat the dilute sulfuric acid before it enters the concentration stage.

12. The method according to claims 1 to 11, characterized .. characterized in that the heat energy resulting from the absorption of SO ^ from the hot contact gases in the absorber acid is at least partially used for heating "the dilute sulfuric acid in the acid circuits of the concentration stages.

13. The method according to claim 12, characterized in that part of the _{thermal energy resulting from the absorption of SO ^ 5} from the hot contact gases in the absorber acid is used to heat the dilute sulfuric acid before it enters the concentration stages.

14. The method according to claims 1 to 13 _? characterized by the fact that the lack of thermal energy for a desired concentration of the diluted sulfuric acid occurs through the addition of external heat to the gas streams before the concentration stages and / or in the gas flows between the concentrators of the concentration stages «

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15. The method according to claims 1 to 14, characterized in that the thermal energy missing for a desired concentration of the dilute sulfuric acid is introduced by heating the dilute sulfuric acids in the acid circuits of the concentration stages.

16. The method according to claims 9 to 15, characterized in that the salts separated off in the overall process are dehydrated before being added to the cleavage.

17. The method according to claims 1 to 16, characterized in that the concentration takes place at least partially in Venturi apparatus.

18. The method according to claims 1 to 17, characterized in that the concentration takes place under negative pressure.

19. The method according to claims 1 to 18, characterized in that after a concentration, the water content of the gases is lowered by condensation of water.

20. The method according to claims 1 to 19, characterized in that the cleavage of the salt-containing acid and / or salts takes place with oxygen or oxygen-enriched gases.

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