DEP0034400DA

DEP0034400DA - Vorrichtung zur Kontaktoxydation von Schwefeldioxyd zu Schwefeltrioxyd

Info

Publication number: DEP0034400DA
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Herz; Alfons Dr. Zieren
Original assignee: Chemiebau Dr. H. Schütt & Co KG, Niedermarsberg
Publication date: 1950-10-19

Description

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Dr. Alfons Z'i e r e η__? _Uiederinar3berg_f Westfalen

Vorrichtung zur KontaktOxydation von Schwefeldioxyd zu Schwefeltrioxyd

Die S findung bezieht sich auf eine Torrichtuns: zur Oxydation von

Schwefeldioxyd zu Sohwefeltrioxyd an Kontakten, vorzugsweise an vanadiumoxydhaltigen Kontakten. Derartige Kontaktoxydationen werden vielfach in Hordenapparaten durchgeführt, die zur Abführung der Reaktionswärme aus den Gasen mit Kühlmänteln versehen werden, die von einem Teil der zu oxydierenden schwefeldioxydhaltigen Gase durchströmt werden.

Um die Wärmeübertragung von den oxydierten Gasen an die gekühlte Aussenwand des Kontaktapparates zu erleichtern, sind zwischen den einzelnen Horden angeordnete Leitplatten bekahnt, die das Gas zwingen, an der Aussenwand vorbeizustreichen. Zur Erleichterung der Wärmeübertragung von der Wand an das Kühlmittel dienen¹waagerechte angeordnete, auf die Wand des Kontaktapparates geschweisste Kühlringe, die in den Raum zwischen der Wand des Kontaktapparates und Kühlmantel hineinragen.

Die beschriebene Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sich sowohl auf den innen angeordneten Leitplatten als auch auf den äusseren Kühlringen Hammerschlag (JFe,0,) bildet und absetzt, der infolge der hohen Temperatur durch Reaktion des Apparatebaustoffes Eisen mit Sauerstoff aus den zu oxydierenden Gasen entsteht. Diese Verkrustung und Belegung der Leit- und Kühlorgane führt zu einer mit der Zeit schlechter werdenden Y/ärmeübeirtragang^ die dann zu hähe Temperaturen im Kontaktapparat und dadurch Verminderung der SO,-Ausbeuten im Umsatz von SO₂ zu SO, zur Folge hat.

Es wurde nun gefunden, dass diese Nachteile nicht auftreten, wenn die an der Umfangs^and zwischen den einzelnen Kontaktschichten angebrachten Kühlrippen senkrecht angeordnet sind» Diese Anordnung der

Kühlrippen bietet den Vorteil, dass Hammerschlag und andere Verzunderungsprodukte des Eisens sich nicht auf den Kühlrippen ablagern können, sondern sich auf denx ringförmigen Boden des Kühlmantels ansammeln und wenn nötig entfernt werden können. Die Abtrennung des Hammerschlages aus dem Gasstrom oder das Abfangen von herabfallendem Hammerschlag durch zünder- oder feuerfeste Leitplatten in Inneren des Kontaktapparates ist erforderlich, um zu verhüten, dass sich auf den Kontaktschichten Hammerschi ^g ansammelt. Eisenhammersehlag ist für die Yiirksamkeit ä,ew Kontaktmasse ausserordentlich schädlich, weil er mit dem Vanaiumoxyd, das häufig als Katalysator verwendet wird, ein Eutektikum bildet.

!weiterhin wurde gefunden, dass es zur schnellen und grundlichen Abführung der Wärme vorteilhaft ist, die Strömungsbedingungen durch' entsprechende Abmessungen de^T Querschnitte für das zu kühlendeG-as (Innen) und für das kühlende G-s (Aussen) so aufeinander abzustimmen, dass die Wärmeübergangszahlen im umgekehrten Verhältnis zueinander stehen, wie die entsprechenden wirksamen flächen. Dabei ist es zweck massig, den S um zwischen den Aussenkanten ä<d\ Kühlrippen und dem Kühlmantel möglicht eng zu halten. Er darf den für die Montage unbedingt erforderlichen Zwischenraum nicht überschreiten und zwecKmässig nur wenige Millimeter betragen, um das Kühlgas zu zwingen, mit erhöhter Geschwindigkeit zwischen den Rippen aufzusteigen und damit die W Wärmeübertragung zu beschleunigen. Ausserdem ist es zweckmässig,die

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Kühlrippen nicht über die· ganze Höhe deis zu kühlenden Flache durchgehend, sondern unterbrochen und im weiteren Verlauf seitlich versetzt anzuordnen. Dadurch wird die für einen möglichst guten Wärmeübergang erforderliche Turbulenz der Gasbewegung herbeigeführt« D&r Wärmeübergang von dem zu kühlenden Gas an die Wand wird nicht nur durch, die Wahl einer entsprechend hohen Gasgeschwindigkeit begünstigt, sondern auch dadurch, dass das Gas zum Teil senkrecht gegen die Wand strömt. Dabei findet der beste Wärmeübergang statt, der zwischen einem Gas und einer senkrechten Van el möglich ist.

Es folgt ein Berechnungsbeispiel für die Kühlflächen :

Querschnitte, aussen 0,77 m

innen	1,83 "	/M^2C	*G h
Geschwindigkeiten, aussen	0,43 m/s	; »	»t
innen	1 ,68 "
Wärmeübergangszahlen, aussen	6,5Kcal
innen	10.7 "

Claims

Die äussere Kühlfläche muss sich demnach zur inneren verhalten wie

10,7 : 6,5 = 1 ,65 : 1.

Ein Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt die Abbildung» In den Kontaktapparat (1) mit der obersten Kontaktschicht (2) strömen bei (3) die zu oxydierenden SCU-iialtigen Gase ein_e ITach Passieren der ersten Kontaktschicht (2) werden die G-ase durch die Leitplatte (4) gegen die Aussenwand des Apparates geleitet, durch die zünder- oder feuerfeste Wand (5) abwärts und durch die Leitplat-fce (6) zur Mitte geführt und dann auf die 2iächste Kontaktschicht (7) geleitet. Das Kühlmittel tritt in den Kühlmantel (8) bei (9) ein wird durch den unteren Ringkanal (1o) durch einen ringförmigen Schiit auf den ganzen Umfang des Apparates ν -rteilt und steigt durch die Kühlrippen (11) und (12) in den oberen Ringkanal (13) auf, um den Kühlmantel bei (14) zu verlassen. Der Raum zwischen der Aussenkante der Rippen (12) und dem Kühlmantel (8) wird so eng gehalten, wie es die Montage des Apparates gestattet» Im ringförmigen Boden des Kühlmantels befinden sich ver^chliesabcxre Öffnungen (15) zur Entfernung -von angesammelten Hammerschlag. Die beschriebene Torrichtung wiederholt sich an dem gleichen Kontaktapparat entsprechend der Anzahl der Zwischenräume zwischen den einzelnen Kontaktschichten.

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1„ Hordenapparat zur Kontaktoxydation von Schwefeldioxyd eu| Sohwefel trioxyd, dadurch gekennzeichnet, dass an der s'i' - i-2ί Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die KülJT rippen nicht über die ganze Höhe der zu kühlenden Fläche durchgehend, sondern unterbrochen und dann im weiteren Verlauf seitlich versetzt, angeordnet sind.

3„ Vorrichtung nach Anspruch 1 u. 2,dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Aussenkanten der Kühlrippen und dem Mantel der für die Montage noch erforderliche geringstmögliche Zwischenraum vorhanden ist.

4« Vorrichtung,nach Anspruch 1 & 3,dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Grosse der äusseren Kühlfläche sich zu der wirksamen Grösse der inneren Kühlfläche verhält wie die Wärmeübergangszahl vom zu kühlenden Gas an die Innenv/and zu^er Wärmeübergangs zahl von der Aussenwand an das kühlende Gas.