DE683799C

DE683799C - Process for temperature control in contact apparatus for the production of sulfuric acid

Info

Publication number: DE683799C
Application number: DEZ23591D
Authority: DE
Inventors: Dr Alfons Zieren
Original assignee: ALFONS ZIEREN DR
Current assignee: ALFONS ZIEREN DR
Priority date: 1935-12-13
Filing date: 1936-12-12
Publication date: 1939-11-15
Also published as: BE412761A

Description

Verfahren zur Temperaturregelung in Kontaktapparaten zur Herstellung von Schwefelsäure Die Verarbeitung von Gasen mit niedrigem S02 Gehalt im Kontaktverfahren, wie sie, meistens auch noch wechselnd im Gehalt, insbesondere bei der Abröstung von sulfidischen Erzen auf Bandapparaten auftreten, machte bisher in der Technik außergewöhnliche Schwierigkeiten und führte zu unwirtschaftlichen Kontaktverfahren. .Process for temperature control in contact apparatus for manufacture of sulfuric acid The processing of gases with low S02 content in the contact process, like them, mostly also changing in salary, especially when roasting of sulfidic ores occur on tape apparatus, made so far in technology extraordinary difficulties and resulted in inefficient contact procedures. .

So wurde vorgeschlagen, einen Teil der armen Gase durch ein besonderes Verfahren auf hohe Konzentration anzureichern und diese hochkonzentrierten Gase den dünnen Gasen beizumischen, um ein Gas mit einem mittleren Gehalt von 5 bis 6°/o S02 zu erhalten, das dann im Kontaktapparat katalysiert werden konnte.So it was suggested that some of the poor gases through a special Enrichment process to high concentration and these highly concentrated gases to mix in the thin gases in order to obtain a gas with an average content of 5 to 6 ° / o To obtain S02, which could then be catalyzed in the contact apparatus.

Andererseits wurde in der Technik so verfahren, daß die gesamten S02-armen Frischgase in Vorheizern auf eine Temperatur aufgeheizt wurden, die zum Einleiten und zum Betrieb der Katalyse notwendig war. Wärmeaustauscher, die gewöhnlich dem Kontaktapparat im modernen Verfahren nachgeschaltet sind, kamen in diesem Fall nicht zur Anwendung, vielmehr wurden die Gase durch entsprechende Kühleinrichtungen so weit heruntergekühlt, daß sie in der Absorbtionsanlage absorbiert werden konnten. Es ist ferner bekannt, die Erhitzung der Gase auf die zur Einleitung der Reaktion notwendige Temperatur bei zu geringem S02 Gehalt der Gase in folgender Weise vorzunehmen. Der Großteil des Gases wird in einem Erhitzer auf mittlere Temperatur vorgewärmt und dann noch um die Kontaktrohre geblasen, so daß sich nun erst das Gas unter Kühlung der Kontaktrohre so hoch erhitzt, daß nach dem Eintritt in die Kontaktmasse sofort die Reaktion beginnt. Ein kleiner Teil der Gase wird vor dem Erhitzer vom Hauptgasstrom abgezweigt und wird kalt dem erhitzten Gas vor Eintritt in die Kontaktmasse zugesetzt, um dessen Temperatur genau einstellen zu können.On the other hand, the technique was used in such a way that all of the S02-poor Fresh gases were heated in preheaters to a temperature necessary for initiation and was necessary for the operation of the catalysis. Heat exchangers, usually the Contact apparatus connected downstream in the modern process did not come in this case for use, rather the gases were so by appropriate cooling devices cooled down far enough so that they could be absorbed in the absorption system. It is also known to heat the gases on to initiate the reaction necessary temperature if the SO2 content of the gases is too low in the following way. Most of the gas is preheated to medium temperature in a heater and then blown around the contact tubes, so that only now is the gas under cooling the contact tubes are heated so high that immediately after entering the contact mass the reaction begins. A small part of the gases is removed from the main gas flow before the heater branched off and is added cold to the heated gas before it enters the contact mass, in order to be able to set its temperature precisely.

Es wurde nun gefunden, daß man diese umständlichen und kostspieligen Vorbereitungen zur Verarbeitung von Gasen mit so niedrigem Gehalt an Schwefeldioxyd, daß nicht genügend Wärme durch die Umsetzung gebildet wird, um die Frischgase auf die Anfangstemperatur vor- zuwärmen, vermeiden kann, wenn erfindung"? gemäß ein vergleichsweise kleiner Teil der Frist ,` gase in einem Erhitzer auf hohe Tempera r, gebracht und vor dem Eintritt in den Kontakt'' apparat mit der lediglich durch Wärmeaustauscher vorgewärmten Hauptmenge der Frischgase vermischt wird. Es resultiert dann ein Gas mit einem Wärmeinhalt und einer Temperatur, die für das Einleiten und den dauernden Betrieb der Katalyse ausreichen. Es kann notwendig sein, daß je nach den Gasmengen und je nach den Konzentrationen der künstlich gesteigerte Wärmeinhalt der Gase durch eine am Kontaktapparat befindliche Kühleinrichtung abgezogen werden muß. Dies geschieht dann dergestalt, daß Luft oder S02 Gas zwischen einem Doppelmantel, der den Kontaktapparat umgibt, hindurchgeführt wird, wodurch die Wärme aus dem Apparat abgezogen wird.It has now been found that these cumbersome and costly preparations for processing gases with such a low content of sulfur dioxide that not enough heat is generated by the reaction to bring the fresh gases to the initial temperature. warm up, can avoid when invention "? according to a comparatively small part of the deadline, ` gases in a heater to high temperature, brought and before entering into contact '' apparatus is mixed with the bulk of the fresh gases, which have only been preheated by heat exchangers. A gas then results with a heat content and a temperature which are sufficient for the initiation and continuous operation of the catalysis. It may be necessary that, depending on the gas quantities and the concentrations, the artificially increased heat content of the gases must be drawn off by a cooling device located on the contact apparatus. This is done in such a way that air or SO2 gas is passed between a double jacket that surrounds the contact device, whereby the heat is drawn off from the device.

Bei solcher Arbeit können Temperaturschwankungen, die infolge des wechselnden Gehaltes an S02 auftreten, leicht reguliert werden, wobei der Umsatz stets auf fast gleicher Höhe gehalten werden kann.During such work, temperature fluctuations due to the changing content of SO2 occur, can be easily regulated, with the conversion can always be kept at almost the same height.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie erübrigt, komplizierte Verfahren, wie z. B. die künstliche Anreicherung des Gasgemisches- mit SO, oder die Vorheizung der gesamten Gasmenge, neben einem Hauptprozeß zur Anwendung zu bringen, die einerseits sehr teuer in der Anlage und unwirtschaftlich im Betrieb sind, andererseits aber kann mit dem vorliegenden Verfahren das Aufheizen von großen Mengen vermieden werden, was ebenfalls sehr teuer und in der Unterhaltung der Apparaturen unwirtschaftlich wäre. Ein weiterer Vorteil ist, daß die durch den Erhitzer geschickte Gasmenge nur so groß gewählt zu werden braucht, daß sie ausreicht, den Kontaktapparat bei Absinken des S02-Gehaltes des Gases auf o°/, so warm zu halten, daß beim Wiederkommen der S02 sofort eine starke Umsetzung eintreten kann und hierdurch niemals Verluste an S02 resp. an Produktion durch mangelhafte Katalyse eintreten können.The advantage of the present invention is that it eliminates the need to carry out complicated procedures, such as e.g. B. the artificial enrichment of the gas mixture with SO, or the preheating of the entire amount of gas, in addition to a main process, which on the one hand are very expensive in the system and uneconomical to operate, but on the other hand can be used with the present process to heat large Quantities are avoided, which would also be very expensive and uneconomical to maintain the equipment. Another advantage is that the amount of gas sent through the heater only needs to be chosen so large that it is sufficient to keep the contact apparatus so warm when the SO2 content of the gas drops to 0 ° / that the SO2 comes back immediately a strong implementation can occur and thereby never losses of S02 resp. in production can occur due to inadequate catalysis.

Der Gaserhitzer kann in seinen Ausmaßen, da ja nur ungefähr Bruchteile, z. B. ein Zehntel der Gesamtgasmenge, hindurchgeführt werden, bedeutend kleiner gehalten werden, als wenn die Gesamtmenge auch nur auf mittlere Temperatur erhitzt werden soll. Ferner steht am Eintritt des Kontaktapparates stets eine Wärmereserve zur Verfügung, so daß etwaige Schwankungen der Gaskonzentration oder Gasgeschwindigkeit ausgeglichen werden können und der Fortgang der Katalyse gesichert ist. Da schließlich die Erwärmung der kalt eintretenden Gase zum Großteil durch den Wärmeaustausch mit den katalysierten Gasen erfolgt und somit die fühlbare Wärme der heißen Gase infolge der großen Temperaturdifferenz in einem Apparat selbst inerer Dimensionen zu einem höheren Pro- `.r.tsatz ausgeführt werden kann, braucht die y,ätzliche Wärmemenge nur äußerst gering zu in Ein ganz besonderer Vorteil ist es jedoch, daß der Gaserhitzer in seinen Ausmaßen sehr klein gehalten werden kann. Hierdurch ist es wirtschaftlich möglich, die Heizrohre, die normalerweise einem äußerst starken Verschleiß unterliegen, aus Sonderstählen herzustellen, deren Haltbarkeit gegenüber den Heizflammen und dem Schwefeldioxyd eine dauernd sichere Betriebsführung gewährleistet.The gas heater can in its dimensions, since only approximately fractions, z. B. a tenth of the total amount of gas to be passed through, be kept significantly smaller than if the total amount is only to be heated to medium temperature. Furthermore, a heat reserve is always available at the inlet of the contact apparatus, so that any fluctuations in the gas concentration or gas velocity can be compensated and the progress of the catalysis is ensured. Finally, the warming of the cold entering gases takes place largely through the heat exchange with the catalyzed gases and thus the sensible heat of the hot gases due to the large temperature difference in an apparatus itself internal dimensions to a higher pro- `.r.tsatz can be executed, the y, corrosive amount of heat only extremely small in A very special advantage, however, is that the gas heater can be kept very small in size. This makes it economically feasible to manufacture the heating pipes, which are normally subject to extremely heavy wear, from special steels whose durability against the heating flames and the sulfur dioxide ensures a permanently safe operation.

Ausführungsbeispiel Eine Kontaktanlage für 45 t Monohydrat pro Tag mußte mit einem Gas von durchschnittlich nur 3°/o SO, betrieben werden. Normalerweise ist es unter solchen Umständen nicht möglich, durch bloßen Wärmeaustausch eine genügend hohe Eintrittstemperatur der Gase in den Kontakt zu erzielen, um die Reaktion durchzuführen.Exemplary embodiment A contact system for 45 t of monohydrate per day had to be operated with a gas averaging only 3% SO . Under such circumstances it is normally not possible to achieve a sufficiently high entry temperature of the gases into the contact to carry out the reaction by mere heat exchange.

Wurden jedoch gemäß der Erfindung nur ungefähr 9°/o der Gesamtgasmenge in "einem Erhitzer auf etwa 555' aufgeheizt und mit den durch Wärmeaustausch vorgewärmten Gasen am Eintritt in den Kontaktapparat vermischt, so war es möglich, die Katalyse trotz Schwankungen in der Konzentration des SOz Gehaltes des Gases dauernd ungestört durchzuführen.However, according to the invention, only about 9 % of the total amount of gas was heated in a heater to about 555 ' and mixed with the gases preheated by heat exchange at the inlet to the contact apparatus, it was possible to use the catalysis despite fluctuations in the concentration of the SOz Content of the gas to be carried out continuously undisturbed.

Die bei der Reaktion im Kontaktapparat entstehende Wärme wurde durch in den Kühlmantel des Kontaktapparates eingeblasenes S02 Gas abgezogen. Diese Gasmenge schwankte zwischen ro bis 25°/o der Gesamtgasmenge und wurde mit einer Durchschnittstemperatur von 230' zwischen zweitem und drittem Wärme, austauscher dem Gas wieder zugesetzt.The heat generated during the reaction in the contact apparatus was drawn off by SO2 gas blown into the cooling jacket of the contact apparatus. This amount of gas fluctuated between ro to 25% of the total amount of gas and was added again to the gas with an average temperature of 230 ° between the second and third heat exchanger.

Durch die Konstanthaltung der Temperatur und Menge des aufgeheizten Gases wurde nicht nur die Eintrittstemperatur der Gase in den Kontakt jeweils auf dem günstigsten Punkt gehalten, sondern es wurde auch das Material lT des Erhitzers weitgehendst geschont, da Überhitzungen vermieden wurden und keine Spannungen, Undichtigkeiten und andere Schäden auftraten. Außerdem wurde der Brennstoff besser ausgenutzt und somit auch dadurch eine beträchtliche Ersparnis erzielt.By keeping constant the temperature and amount of the heated The gas was not only based on the entry temperature of the gases into the contact kept the most favorable point, but also the material IT of the heater largely spared, as overheating was avoided and no tension or leaks and other damage occurred. In addition, the fuel was better used and thus also achieved a considerable saving.

Claims

PATENT CLAIM: Process for regulating the temperature in contact devices for the production of sulfuric acid when processing gases with such a low content of sulfur dioxide that not enough heat through the implementation educated is to preheat the fresh gases to the initial temperature, with under heat exchange between the converted gases and the fresh gases a partial flow of the latter with heated by an additional heat source and combined with the other partial flow is characterized by the fact that a comparatively small part of the fresh gases z. B. 9 ° / 0, is brought to high temperatures in a heater.