FI60181C - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELSYRA - Google Patents
FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELSYRA Download PDFInfo
- Publication number
- FI60181C FI60181C FI316972A FI316972A FI60181C FI 60181 C FI60181 C FI 60181C FI 316972 A FI316972 A FI 316972A FI 316972 A FI316972 A FI 316972A FI 60181 C FI60181 C FI 60181C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- sulfur dioxide
- sulfuric acid
- air
- stream
- sulfur
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
- C01B17/762—High pressure processes
Description
I-If, i l r„ KUULUTUSJULKAISU δ n -t ο Λ W· w (,1>UTi.*eeNiiio$SKmFT 60181 C Patentti ^V'~n-tty 10 12 1931 ” Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.lk.3/lnt.ci.3 0 01 B 17/76 SUOMI—FINLAND (21) ριμ>μιμ«ιι«-ι^ημμ^^ 3169/72 (22) H»k*»nlip4lvt — AMefcnlngtdtg 13.11.72 'Fl' (23) Alkupftivft—GiUftMtad·! 13.11.72 (41) Tullut |ulklMktl — BtMt offmtllg 17.09*73I-If, ilr „ADVERTISEMENT δ n -t ο Λ W · w (, 1> UTi. * EeNiiio $ SKmFT 60181 C Patent ^ V '~ n-tty 10 12 1931” Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.lk .3 / lnt.ci.3 0 01 B 17/76 FINLAND — FINLAND (21) ριμ> μιμ «ιι« -ι ^ ημμ ^^ 3169/72 (22) H »k *» nlip4lvt - AMefcnlngtdtg 13.11.72 ' Fl '(23) Alkupftivft — GiUftMtad ·! 13.11.72 (41) Tullut | ulklMktl - BtMt offmtllg 17.09 * 73
Patentti* ja rekisterihallitut .... .. . „ „ . . , . _. , (44) NlhUvIlwIptnon ja kuuLJulkalaun pvm. — Λθ _Patent * and registry holders .... ... "". . ,. _. , (44) NlhUvIlwIptnon and moonParture date. - Λθ _
Patent· och regitterttyrelsen Amttkan utlagd odi utl.skrtftMi puMkurad 31.08.8l (32)(33)(31) Pjrydutty «tuoikuua—Begird prioritet l6.11.71 06.0U.72 Englanti-England(GB) 53087/71 15902/72 (71) Canadian Industries Limited, 630 Dorchester Blvd. West, Montreal 101,Patent · och regitterttyrelsen Amttkan utlagd odi utl.skrtftMi puMkurad 31.08.8l (32) (33) (31) Pjrydutty «Tuoikuua — Begird priority l6.11.71 06.0U.72 English-England (GB) 53087/71 15902/72 (71) ) Canadian Industries Limited, 630 Dorchester Blvd. West, Montreal 101,
Queb ec , Kanada (CA) (72) Gordon Murray Cameron, Sudbury, Ontario, Frederick William Stanley Jones, Rosemere, Quebec, Peter Daniel Nolan, Sudbury, Ontario,Queb ec, Canada (CA) (72) Gordon Murray Cameron, Sudbury, Ontario, Frederick William Stanley Jones, Rosemere, Quebec, Peter Daniel Nolan, Sudbury, Ontario,
Kanada(CA) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Menetelmä rikkihapon valmistamiseksi - Forfar an de for framst alining av svavelsyraCanada (CA) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Method for the production of sulfuric acid - Forfar an de for framst alining av svavelsyra
Keksinnön kohteena on menetelmä rikkihapon valmistamiseksi johtamalla ilmavirta kuivausyksikön lävitse, jossa ilma kuivataan väkevän rikkihapon virtauksella, minkä jälkeen saatu prosessi-ilma puristetaan useamman at:n paineeseen ja johdetaan rikkidioksidia sisältävän prosessikaasuvirran kanssa konvertointi-laitteeseen, jossa rikkidioksidi muutetaan katalyyttisesti yli 99-prosenttisesti rikkitrioksidiksi ja saadun, rikkitrioksidia ja pienen määrän konvertoitumatonta rikkidioksidia sisältävän konvertoidun kaasun virtaus johdetaan absorbointiyksik-köön, jossa se saatetaan vastavirrassa kosketukseen rikkihappoliuoksen virtauksen kanssa, jolloin muodostuu lisää rikkihappoa, johon myös valtaosa kaasun rikkidioksidista on liuennut, jolloin kaasu voidaan johtaa ulos, ja jossa menetelmässä rikkidioksidia sisältävän rikkihapon koko virtaus johdetaan pois absorbointi-yksiköstä kuivausyksikön lävitse vastavirtaan tuloilmanvirtaukseen nähden, jolloin samanaikaisesti kosteutta siirtyy ilmasta happoon ja rikkidioksidia siirtyy haposta ilmaan, että saatua rikkidioksidin ja kuivan ilman seosta käytetään prosessi-ilmana ja rikkidioksidista oleellisesti vapaa rikkihappovirta johdetaan ulos kuivausyksiköstä ja jaetaan kahteen osaan, joista toinen otetaan ulos rikki-happotuotteena ja toinen pumpataan takaisin absorbointiyksikköön.The invention relates to a process for the production of sulfuric acid by passing a stream of air through a drying unit in which the air is dried with a stream of concentrated sulfuric acid, compressing the resulting process air to a pressure of several ats and passing it with a sulfur dioxide-containing process gas stream to a sulfurizer. the flow of the converted converted gas containing sulfur trioxide and a small amount of unconverted sulfur dioxide is passed to an absorption unit where it is contacted countercurrently with the flow of sulfuric acid solution to form additional sulfuric acid into which the majority of the sulfur dioxide in the gas is dissolved; the entire flow of sulfuric acid is discharged from the absorption unit through the drying unit upstream of the supply air flow, whereby at the same time moisture is transferred from the air to the acid n and sulfur dioxide is transferred from the acid to the air, the resulting mixture of sulfur dioxide and dry air is used as process air and the substantially sulfur dioxide-free sulfuric acid stream is discharged from the drying unit and divided into two parts, one taken out as sulfuric acid product and the other pumped back to the absorber unit.
I? 2 601 81I? 2,601 81
Keksinnölle on tunnusomaista, että rikkidioksidia sisältävän rikkihapon paine alennetaan ennen kuivausyksikköön johtamista.The invention is characterized in that the pressure of the sulfuric acid containing sulfur dioxide is reduced before it is fed to the drying unit.
Tavanomaiset rikkihappotehtaat toimivat oleellisesti ilmakehän paineessa riippumatta siitä saadaanko kaasuvirran rikkipitoisuus malmin pasutuksesta, rikistä, rikkivedystä tai jätehapon regeneroinnista. Näissä tehtaissa valmistetaan kuiva kaasuvirta, joka tavallisesti sisältää 5~12 % rikkidioksidia ja huomattavan ylimäärän happea, ja tämä kaasu kuumennetaan jälkeenpäin lämpötila-alueelle 380-U50°C. Kuiva kuumennettu kaasu johdetaan sitten sarjan läpi katalyyttikerroksia, joiden välillä tapahtuu jäähdytys, ja näin saadaan oleellisesti kaikki rikkidioksidi muuttumaan (konvertoituminen tavallisesti noin 98 %)· Rikkidioksidin hapetuksesta syntyvä rikkitrioksidi absorboidaan sitten väkevään rikkihappoon ja saadaan poistokaasuja, jotka sisältävät tavallisesti noin 2000 ppm rikkidioksidia, ja jotka päästetään sitten ilmakehään korkeiden savupiippujen kautta. Poistuvat kaasut, huolimatta siitä, että ne puhdistetaan huolellisesti, sisältävät absor-boitumatonta rikkitrioksidia, happosumua ja rikkihappohöyryä, jotka talteenotta-matta jääneen rikkidioksidin ohella, aiheuttavat ilmakehän saastumista. Nämä tavanomaiset tehtaat ovat kooltaan suuria ja vaativat suuria tehdasalueita ja rakennuksia sekä energian kuljettamista (höyry) verraten alhaisilla energiatasoilla, ja niissä ei ole mahdollista tuottaa väkevyydeltään laimeata oleumia ilman lisälaitteita, ja näiden tehtaiden ylläpito on kallista johtuen niissä käytetyn kuurnan happovirran syövyttävästä luonteesta. Silloin kun ilman saastuminen saa osakseen tärkeän huomion, pidetään tällaisia tehtaita huomattavina saastuttajina eivätkä tällaiset tehtaat enää ole hyväksyttäviä.Conventional sulfuric acid plants operate essentially at atmospheric pressure, regardless of whether the sulfur content of the gas stream is obtained from ore roasting, sulfur, hydrogen sulfide, or waste acid regeneration. These plants produce a dry gas stream, which usually contains 5 ~ 12% sulfur dioxide and a significant excess of oxygen, and this gas is subsequently heated to a temperature range of 380-U50 ° C. The dry heated gas is then passed through a series of catalyst layers with cooling between them to change substantially all of the sulfur dioxide (usually about 98% conversion). · The sulfur trioxide from oxidation of sulfur dioxide is then absorbed into concentrated sulfuric acid to give exhaust gases usually containing about 2000 ppm sulfur dioxide, and which are then released into the atmosphere through high chimneys. The exhaust gases, despite being thoroughly cleaned, contain unabsorbed sulfur trioxide, acid mist and sulfuric acid vapor, which, in addition to the unrecovered sulfur dioxide, cause atmospheric pollution. These conventional mills are large in size and require large mill sites and buildings, as well as energy transport (steam) at relatively low energy levels, and it is not possible to produce dilute oleum without accessories, and these mills are expensive to maintain due to the corrosive acid flow of the strainer. Where air pollution receives important attention, such plants are considered to be significant polluters and are no longer acceptable.
Pyrittäessä vähentämään edellämainittujen tavanomaisten tehtaiden aikäensä and- a saasteita on otettu käyttöön erilaisia puhdistusjärjestelmiä, joissa erilaisten kemiallisten liuosten tai adsorptioaineiden avulla pienennetään poistuvien kaasujen rikkidioksidisisältöä. Tällaisiin järjestelmiin kuuluu pesu natrium-hydroksidiliuoksilla, ammoniumhydroksidilla, natrium- tai alkalisulfiittiliuok-silla sekä monenlaisilla muilla liuoksilla. Näiden menettelytapojen seurauksena syntyy kuitenkin sivutuotteita ja aiheutuu huomattava käyttö- ja pääomakustannusten kohoaminen sekä kylmä poistokaasu, jonka hajottaminen on vaikeaa.In an effort to reduce the time and pollution of the above-mentioned conventional plants, various purification systems have been introduced in which the sulfur dioxide content of the exhaust gases is reduced by means of various chemical solutions or adsorbents. Such systems include washing with sodium hydroxide solutions, ammonium hydroxide, sodium or alkali sulfite solutions, and a variety of other solutions. However, these practices result in by-products and a significant increase in operating and capital costs, as well as cold exhaust gas, which is difficult to decompose.
Rikkidioksidin, hapen ja rikkitrioksidin välisten tasapainosuhteiden huomioonottaminen on johtanut edelläkuvatun prosessin muunnelmaan, jota nimitetään "kaksoisabsorbointi"-prosessiksi, ja siinä kaasut kulkevat useiden katalyytti-kerrosten läpi sekä jäähtyvät, rikkitrioksidi poistetaan ja konvertoitumaton rikkidioksidi sekä happi jäävät kaasuun. Sitten tämä kaasuvirta uudelleenkuumen-netaan ja johdetaan edelleen katalyyttikerroksen tai -kerrosten läpi, jolloin korkeasta hapen ja jäännösrikkidioksidin suhteesta johtuen saavutetaan uusi tasapainotila, joka vastaa kokonaiskonvertoitumista 99,5 %, tai vielä parempaa konvertointijärjestelmään syötetyn rikkidioksidin kokonaistilavuuden konvertoisi' l·· 3 60181 tumista. Tätä menetelmää sekä useita sen muunnelmia on kuvattu US-patenteissa 3 UoU 955, 3 956, 3 ^3 896 ja 3 525 587. Verrattuna tavanomaiseen proses siin vaatii tämä prosessi, samalla kun se muuttaa paljon tehokkaammin rikkidioksidia rikkitrioksidiksi, enemmän laitteita kuten lisää lämmönvaihtimia, absor-baattoreita ja happojärjestelmiä, sekä kuluttaa enemmän katalyyttiä. Tällaisesta prosessista tulevat väkevämmät kaasut synnyttävät korkeampia lämpötiloja uunissa ja konvertointijärjestelmissä, mistä on seurauksena suurempi tiilivuorauksen, katalyytin ja muiden materiaalien kuluminen. Vanhanaikaisesti suunnitellussa tehtaassa pystytään tehtaan tehokkuus kohottamaan tällä prosessilla arvoon 99,5 % tai yli samalla kun saadaan poistuva kaasuvirta, joka sisältää 500 ppm rikkidioksidia. Tällainen poisvuotaminen vastaa noin 3 kg rikkidioksidia tuotettua happotonnia kohti. Tämä prosessi on myös mutkikkaampi, siitä saadaan vähemmän poisvietävää energiaa ja prosessin vaatima laitteisto on kallis ja vaatii laajan alueen.Consideration of the equilibrium relationships between sulfur dioxide, oxygen and sulfur trioxide has led to a variation of the process described above, called the "double absorption" process, in which gases pass through several catalyst layers and cool, sulfur trioxide is removed and unconverted sulfur dioxide and oxygen remain. This gas stream is then reheated and further passed through the catalyst bed or beds, achieving a new equilibrium state due to the high oxygen to residual sulfur dioxide ratio, corresponding to a total conversion of 99.5%, or even better to convert the total volume of sulfur dioxide fed to the conversion system. This method, as well as several variations thereof, is described in U.S. Patents 3,105,955, 3,956, 3,396,836 and 3,525,587. Compared to a conventional process, this process, while much more efficiently converting sulfur dioxide to sulfur trioxide, requires more equipment such as additional heat exchangers. absorbers and acid systems, as well as consuming more catalyst. The more concentrated gases from such a process generate higher temperatures in the furnace and conversion systems, resulting in greater wear on the brick liner, catalyst, and other materials. In an old-fashioned plant, this process can increase the efficiency of the plant to 99.5% or more while obtaining an exhaust gas stream containing 500 ppm of sulfur dioxide. Such a leakage corresponds to about 3 kg of sulfur dioxide per tonne of acid produced. This process is also more complex, provides less energy to be removed, and the equipment required by the process is expensive and requires a large area.
SE-patenttijulkaisusta 325 26l tunnetaan sellainen matalapainemenetelmä rikkihapon valmistamiseksi, jossa ahsorptiotomista tuleva rikkihappo johdetaan ilmastusyksikköön ilman jäähdytystä, kun taas keksinnön mukainen menetelmä koskee korkeapainemenetelmää rikkihapon valmistamiseksi, jolloin absorptiotornista tuleva happo jäähdytetään absorptiolaitteessa vallitsevaa painetta alempaan paineeseen ennen hapon johtamista kuivausyksikön lävitse SO^tn poistamiseksi prosessi-kaasukehään.SE patent 325 26 discloses a low-pressure process for the production of sulfuric acid in which sulfuric acid from an absorption atom is passed to an aeration unit without cooling, while the process according to the invention relates to a high-pressure process for the production of sulfuric acid. -kaasukehään.
Huomion kiinnittäminen rikkidioksidi - rikkitrioksidi tasapainoon sekä prosessin olosuhteisiin oli johtanut useat tutkijat päätelmään, että kontakti-menetelmä on parempi suorittaa käyttämällä 5 ilmakehän tai suurempia paineita. Tällaisille menetelmille on myönnetty useita patentteja, joihin kuuluvat GB-pa-tentit I+67 298, 519 570, 571 207 ja 1 230 130, GS-patentit 98 ί+25, 99 072 ja 100 362 sekä US-patentit 2 510 68H, 3 ^32 263 ja 3 i+55 652.Paying attention to the sulfur dioxide-sulfur trioxide equilibrium as well as the process conditions had led several researchers to conclude that the contact method is better performed using pressures of 5 atmospheres or higher. Several patents have been granted for such methods, including GB Patents I + 67,298, 519,570, 571,207 and 1,230,130, GS Patents 98 + 25, 99,072 and 100,362, and U.S. Patents 2,510,668, 3 ^ 32 263 and 3 i + 55 652.
Näistä patenteista ilmenee yleensä, että rikkidioksidin tasapainokonver-toituminen rikkitrioksidiksi kohoaa käytettäessä korkeampia paineita, että katalyytin aktiviteetti kohoaa merkittävästi, että voidaan käyttää paljon pienempää laitteistoa suurempien kaasutiheyksien ansiosta, ja että rikkitrioksidin kondensoituminen ja absorboituminen paranee. Edelleen ilmenee kuitenkin viittauksia haitallisista määristä liuennutta rikkidioksidia rikkihappovirroissa. Kun lisäksi kaikissa paineolosuhteissa, jotka on kuvattu näissä patenteissa, saavutetaan 99 prosentin tai parempi rikkidioksidin konvertoituminen, on hyvin kyseenalaista voidaanko missään niistä saavuttaa, ilman huomattavia lisäkustannuksia, niin alhaisia rikkidioksidin poistumispitoisuuksia (alle 50 ppm) kuin vaaditaan tulevaisuuden rikkihappotehtaissa.These patents generally show that the equilibrium conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide increases at higher pressures, that catalyst activity increases significantly, that much smaller equipment can be used due to higher gas densities, and that condensation and absorption of sulfur trioxide is improved. However, there are still indications of harmful amounts of dissolved sulfur dioxide in sulfuric acid streams. In addition, when 99% or better conversion of sulfur dioxide is achieved under all the pressure conditions described in these patents, it is highly questionable whether any of the sulfur dioxide removal concentrations (less than 50 ppm) required in future sulfuric acid plants can be achieved at any additional cost.
11 60181 GB-patenttijulkaisusta 1 l66 125 tunnetaan edelleen korkeapainemenetelinä rikkihapon valmistamiseksi rikkidioksidin katalyyttisen hapetuksen ja sitä seu-raavan rikkidioksidien kiertävään rikkihappoon paineenalaisinä ahsorboimisen avulla. Keksinnön mukainen menetelmä johtaa suurempaan saantoon, puhtaampaan happoon ja puhtaampaan poistokaasuun sen ansiosta, että käytetään painet*eroa absorptio-laitteen ja kuivauslaitteen välillä, jolloin paine kuivauslaitteessa on alhaisempi.11,60181 GB 11166 125 is further known as a high pressure process for the production of sulfuric acid by catalytic oxidation of sulfur dioxide and subsequent adsorption of sulfur dioxide to circulating sulfuric acid under pressure. The process according to the invention results in a higher yield, a cleaner acid and a cleaner exhaust gas due to the use of a pressure difference * between the absorber and the dryer, whereby the pressure in the dryer is lower.
Tämän keksinnön eräänä huomattavana tarkoituksena on parantaa prosesseja, jotka toimivat 2 ilmakehän tai korkeammissa paineissa, jolloin rikkidioksidin talteenoton osalta saavutetaan yleensä suurempi tehokkuus kuin mihin tavallisesti päästään yksinomaan katalyysillä ilman,että lisätään tehtaan kustannuksia tai laitteiston monimutkaisuutta.It is a remarkable object of the present invention to improve processes operating at pressures of 2 atmospheres or higher, whereby sulfur dioxide recovery is generally more efficient than is normally achieved by catalysis alone without increasing plant cost or equipment complexity.
Tämän keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on aikaansaada paineprosessi rikkitrioksidin, rikkihapon ja oleumin valmistamiseksi, jolla prosessilla on mahdollista saavuttaa poistuvien kaasujen rikkidioksidipitoisuus 10-100 ppm.Another object of the present invention is to provide a pressure process for the production of sulfur trioxide, sulfuric acid and oleum, by which process it is possible to achieve a sulfur dioxide content of 10 to 100 ppm in the exhaust gases.
Eräänä tarkoituksena on edelleen aikaansaada painemenetelmä, jossa rikkihapon tai oleumin jatkuvaa virtausta kuivaus- ja absorptioyksiköiden välillä käytetään rikkidioksidin siirtojärjestelmänä, jolloin kuivausyksikkö tuottaa rikkidioksidista vapaan happovirran, joka jäähtymisen jälkeen kulkee absorptioyksi-kön läpi, missä se ei ainoastaan absorboi konvertoidun kaasun rikkitrioksidia vaan pesee myös pois oleellisesti kaiken konvertoitumattoman rikkidioksidin.It is a further object to provide a pressure method in which a continuous flow of sulfuric acid or oleum between the drying and absorption units is used as a sulfur dioxide transfer system, the drying unit producing a sulfur dioxide free acid stream which, after cooling, passes through the absorption unit where it not only absorbs but also converts substantially all of the unconverted sulfur dioxide.
Vielä eräänä tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada paineprosessi, jossa käytetään hyväksi korkeita käyttöpaineita, jotta ainakin osa konvertoidussa kaasuvirrassa olevasta konvertoitumattomasta rikkidioksidista saadaan poistettua kondensoimalla se yhdessä rikkitrioksidin kanssa ennenkuin yhteiskondensaat-ti kokonaan tai osittain uudelleenkierrätetään kuivausyksikköön.Yet another object of the present invention is to provide a pressure process utilizing high operating pressures to remove at least a portion of the unconverted sulfur dioxide in the converted gas stream by condensing it with sulfur trioxide before the condensate is completely or partially recycled to the drying unit.
Tämän keksinnön muut päämäärät ja edut ilmenevät seuraavasta selostuksesta.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
n Λ. ··" 60181n Λ. ·· "60181
Parannuksena korkeapaineprosesseihin, joilla valmistetaan rikkihappoa konvertoimalla rikkidioksidia rikkitrioksidiksi kuivan ilman läsnäollessa ja korkeissa paineissa, kuuluu tämän keksinnön mukaiseen menetelmään vaiheet, joissa saatu konvertoitu kaasuvirta syötetään korkeassa paineessa absorbointiyksikköön, väkevä rikkihappo kierrätetään mainitun absorbointiyksikön läpi rikkitrioksidin ja konvertoitumattoman rikkidioksidin absorboimiseksi mainitusta konvertoidusta kaasuvirrasta, happo vapautetaan paineesta, rikkidioksidi poistetaan haposta ilman avulla tai rikkidioksidista vapaan kaasun avulla, rikkidioksidivapaa happo jäähdytetään ja ainakin osa siitä kierrätetään uudelleen absorbointiyksikköön.As an improvement in the high pressure processes for producing sulfuric acid by converting sulfur dioxide to sulfur trioxide in the presence of dry air and high pressures, the process of this invention includes the steps of feeding the converted converted gas stream from , the sulfur dioxide is removed from the acid by air or by a gas free of sulfur dioxide, the sulfur dioxide - free acid is cooled and at least part of it is recycled to the absorption unit.
Tämän keksinnön mukaiseen edulliseen suoritusmuotoon on sovitettu prosessin lisävaihe, jossa konvertoidussa kaasuvirrassa oleva rikkitrioksidi ja konver-toitumaton rikkidioksidi osittain yhteiskondensoidaan ja ainakin osa yhteiskon-densaatista syötetään väkevän rikkihapon virtaan tämän tullessa absorbointiyksi-köstä.A further process step is provided in a preferred embodiment of the present invention, in which the sulfur trioxide and the unconverted sulfur dioxide in the converted gas stream are partially co-condensed and at least a portion of the co-condensate is fed to the concentrated sulfuric acid stream as it enters the absorption unit.
Seuraavat esimerkit ovat tarkoitetut kuvaamaan keksintöä.The following examples are intended to illustrate the invention.
Esimerkki 1Example 1
Piirustuksessa kaaviollisesta esitettyä prosessin edullista suoritusmuotoa sovelletaan 250 tonnia/päivä rikkihappoa tuottavassa tehtaassa, joka käyttää raaka-aineina rikkiä, ilmaa ja vettä. Prosessissa vedetään syöttöälmanvirta 1, jonka määrä on 31,8 tonnia tunnissa ja samalla riittävä tuottamaan 9 % rikkidioksidikaa-sua konvertointilaitteessa,ilmasuodattimen 2 läpi ja puristetaan paineeseen 7,8 atm primääri kompressorilla 3. Paineilmavirta syötetään sitten johdon U kautta lauh-duttimeen 5, missä se jäähtyy samalla kun siitä poistetaan kosteus tiivistämällä. Tämä lauhduttaminen on hyödyllinen, koska se vähentää prosessiin virtaavan kosteuden nettomäärää ja tekee mahdolliseksi valmistaa oleellisesti vedetöntä tuotetta. Tiivistynyt vesi poistetaan järjestelmästä johdon 8 kautta. Ilmavirta, jonka lämpötila lauhduttimesta lähtiessä on 32°C, se on 10°C yläpuolella jäähdytysveden syöttölämpötilan, syötetään sitten kuivausyksikköön 6 johdon 7 kautta. Kuivausyk-sikössä 6 kuivataan ilmavirta hyvin alhaiseen kosteuspitoisuuteen kon- 0 1 6 601 81 taktilla rikkidioksidirikkaan happovirran 9 kanssa, joka tulee, kuten jaiempana selostetaan, absorptiotornista, ja se poistaa pääosan mainittuun happo-virtaan liuenneesta rikkidioksidista. Rikkidioksidirikkaan happovirran 9 syöttö kuivausyksikköön 6 suoritetaan johdon 10 ja 11 sekä jäähdytysykeikön 12 kautta. Kuivausyksikkö 6 toimii edellämainitussa primääripaineessa 7» 8 atm ja lämpötilassa 40 - 70°C ja on tyypiltään täytetty tai levyrakenteinen torni, vaikkakin voidaan käyttää muunkin tyyppisiä kontaktilaitteita, kuten venturipesureita, olosuhteista riippuen.The preferred embodiment of the process shown schematically in the drawing is applied in a plant producing 250 tonnes / day of sulfuric acid using sulfur, air and water as raw materials. The process draws a feed air stream 1 of 31.8 tons per hour and at the same time sufficient to produce 9% sulfur dioxide gas in the converter through an air filter 2 and pressures it to a pressure of 7.8 atm with a primary compressor 3. The compressed air stream is then fed to a condenser 5, where it cools while removing moisture by compaction. This condensation is useful because it reduces the net amount of moisture flowing into the process and makes it possible to produce a substantially anhydrous product. Condensed water is removed from the system via line 8. An air stream having a temperature of 32 ° C at the outlet of the condenser, i.e. 10 ° C above the cooling water supply temperature, is then fed to the drying unit 6 via line 7. In the drying unit 6, the air stream is dried to a very low moisture content in contact with the sulfur dioxide-rich acid stream 9 coming from the absorption tower, as described above, and removes most of the sulfur dioxide dissolved in said acid stream. The supply of the sulfur dioxide-rich acid stream 9 to the drying unit 6 is carried out via lines 10 and 11 and a cooling jet 12. The drying unit 6 operates at the above-mentioned primary pressure 7 to 8 atm and at a temperature of 40 to 70 ° C and is of the filled or plate-structured tower type, although other types of contact devices, such as venturi scrubbers, can be used depending on the conditions.
Kuivausyksiköstä 6 lähtevä ilmavirta 1, joka nyt sisältää happovir-rasta 9 poistetun rikkidioksidin, ohjataan johdon 13 ja iskurummun 14 kautta sekundääriseen kompressoriin 13, missä se puristetaan paineeseen 28,1 atm, ja syötetään rikinpolttouuniin ]6 johdon 17 kautta. Höyry ja jäännöskaasu kierrätetään johdon 18 ja vastaavasti johdon 19 kautta uuniin 16, rikkiä ilmavirran 1 läsnäollessa polttamalla saadun kaasun lämpötilan säätämiseksi sekä tulistetun höyryvirran 20 tuottamiseksi ja kuuman jäännöskaaeuvirran 21 saamiseksi, josta, kuten jälempänä selostetaan, otetaan myöhemmin talteen energiaa paisuttamalla sopivissa voiman talteenottoturpiineissa 22 ja 23. Rikki lisätään uuniin 16 sulassa tilassa johdoilla 24, 25 ja 26 pumpun 27 avulla sulatusyksiköstä 28 ja rikin pääsisääntulosta 29. UuniBta 16 tulevan kaasuvirran 30 rikkidioksidipitoisuus on 9 ^ ja lämpötila alueella 350 -450°C, ja se on sopivaa syötettäväksi konvertointilaitteeseen 35 rikkidioksidin konvertoimiseksi katalyyttisesti rikkidioksidiksi. Kuuma syöttökaa-su 30 johdetaan sitten kuumakaasusuodattimen 31 läpi epäpuhtauksien poistamiseksi ennen konvertointilaitteeseen 35 menoa, syötön mainittuun konvertointilaitteeseen tapahtuessa johdon 32 kautta, missä konvert ointilaitteessa rikkidioksidi oleellisesti täysin konvertoituu rikkitrioksidiksi. Konver-tointilaitteessa kehittyvää lämpöä käytetään johdossa 34 kulkevan jäännöskaa-sun kuumentamiseen ennenkuin tämä kaasu menee uuniin johdon 34a kautta lopullista kuumentamista varten ennen paisuttamista voiman talteenottoturpii-nissa 22. Käytettäessä prosessissa sekundääristä käyttöpainetta 28 atm on tavallisesti odotettavissa konvertoitumisteho 99,7 i° tai parempi ja poistuvien kaasujen rikkidioksidipitoisuus 300 Ppm tai pienempi. Jotta kuitenkin konvertoitumisteho saadaan oleellisesti paranemaan ja poistuvien kaasujen rikkidioksidipitoisuus oleellisesti alenemaan, alistetaan konvertointiisit-teeeta 35 tuleva konvertoidun kaasun virta 35, se on kaasu, joka sisältää rikkitriokeidia ja vähäisen määrän konvertoitumatonta rikkidioksidia, seu-raaviin tämän keksinnön mukaisiin käsittelyihin. Konvertointilaitteesta 33 ulostuleva kaasuvirta 35, jonka lämpötila on noin 400°c» jäähdytetään syöt-töveden kuumentimessa 36 noin lämpötilaan 200°C ja johdetaan sitten lauhdut-timeen 37, missä 80 ia rikkidioksidista ja vähintään 28 i rikkidioksidista yhteiskondensoidaan, sekä senjälkeen johdon 38 kautta absorptiotornin 39 7 60181 alaosaan, missä rikkitrioksidin loppuoeuus ja pääosa jäljelläolevasta rikkidioksidista absorboidaan rikkihapon virtaan, joka syötetään mainitun absorp-tiotornin yläosaan. Rikkitrioksidin ja rikkidioksidin yhteiskondensaatti lisätään kokonaan tai osittain johdon 40 kautta happovirtaan 41» joka tulee absorptiotornin 39 pohjasta, sekä kierrätetään uudelleen kuivaustorniin 6 johtojen 42, 9 ja 10, jäähdyttimen 12 ja johdon 11 kautta, senjälkeen kun se on kulkenut paineenalennuslaitteen 43 läpi. Se osa yhteiskondensaatista, sikäli kuin sitä on, mitä ei lisätä happovirtaan 41» otetaan talteen rikki-trioksidituotteena johdon 44 kautta. Silloin kun halutaan valmistaa oleumia tai poistaa enemmän rikkidioksidia ja rikkitrioksidia konvertoidusta kaasusta ennen absorbointilaitetta 39» huuhdellaan rikkitrioksidilauhdutin 37 kylmällä rikkihapolla.The air stream 1 leaving the drying unit 6, which now contains the sulfur dioxide removed from the acid stream 9, is directed via line 13 and percussion drum 14 to a secondary compressor 13, where it is compressed to a pressure of 28.1 atm, and fed to a sulfur incinerator 6 via line 17. The steam and residual gas are recycled through line 18 and line 19 to furnace 16, respectively, to control the temperature of the gas obtained by combustion in the presence of air stream 1 and to produce superheated steam stream 20 and hot residual stream stream 21. 23. Sulfur is added to the furnace 16 in the molten state by lines 24, 25 and 26 by means of a pump 27 from the melting unit 28 and the main sulfur inlet 29. The gas stream 30 from the furnace 16 has a sulfur dioxide content of 9 and a temperature in the range of 350-450 ° C and is suitable for feeding sulfur dioxide to catalytically convert to sulfur dioxide. The hot feed gas 30 is then passed through a hot gas filter 31 to remove contaminants before entering the conversion device 35, the feed to said conversion device taking place via line 32, in which conversion the sulfur dioxide is substantially completely converted to sulfur trioxide. The heat generated in the conversion device is used to heat the residual gas in line 34 before this gas enters the furnace through line 34a for final heating prior to expansion in the power recovery turbine 22. When using a secondary operating pressure of 28 atm, a conversion power of 99.7 ° or better is usually expected. Exhaust gases with a sulfur dioxide content of 300 Ppm or less. However, in order to substantially improve the conversion efficiency and substantially reduce the sulfur dioxide content of the exhaust gases, the converted gas stream 35, which is a gas containing sulfur trioxide and a small amount of unconverted sulfur dioxide, is subjected to the following treatments of this invention. The gas stream 35 exiting the converter 33 at a temperature of about 400 ° C is cooled in a feed water heater 36 to a temperature of about 200 ° C and then passed to a condenser 37 where 80 of sulfur dioxide and at least 28 of sulfur dioxide are condensed, and then via line 38 to an absorption tower. 39 7 60181 to the lower part, where the final amount of sulfur trioxide and most of the remaining sulfur dioxide are absorbed into the sulfuric acid stream fed to the upper part of said absorption tower. The combined condensate of sulfur trioxide and sulfur dioxide is added wholly or partially via line 40 to the acid stream 41 »coming from the bottom of the absorption tower 39 and recirculated to the drying tower 6 via lines 42, 9 and 10, condenser 12 and line 11 after passing through the depressurizer 43. That part of the condensate, in so far as it is not added to the acid stream 41, is recovered as a sulfur trioxide product via line 44. When it is desired to prepare oleum or to remove more sulfur dioxide and sulfur trioxide from the converted gas, the sulfur trioxide condenser 37 is flushed with cold sulfuric acid before the absorber 39.
Absorptiotorni on täytetty tai levyrakenteinen torni, jonne lauhdut-timen konvertoidun kaasun virran ja absorbointihappovirran annetaan kulkea vastavirtaan toisiinsa nähden ja jossa rikkidioksidi ja rikkitrioksidi poistetaan oleellisesti täysin konvertoidun kaasun virrasta. Näin saadaan äärettömän puhdas poistokaasuvirta 43 ja rikkidioksidirikas happovirta 41» joka kierrätetään paineenalennuslaitteen 43 hautta ja johdetaan sitten kui-vausyksikön 6 kautta primäärikompressorin 3 ulostulopaineessa. Kuivausyksi-kössä rikkidioksidi, joka sisältyy johdosta 10 ja/tai johdosta 11 tulevaan happovirtaan siirtyy oleellisesti kokonaan prosessin ilmavirtaan 7* Kuivaus-yksiköstä 6 virtaa rikkidioksidista vapautettu happo johdon 46 kautta pump-pusäiliöön 47 ja siellä se laimennetaan tarpeen mukaan väkevyyden säätämiseksi johdosta 4Θ tulevan veden avulla. Sitten happo pumpataan happolaitteiston pääjäähdyttimeen 49 johtojen 50 ja 51 kautta sekä sitten absorptiolaittee-seen 39, jotta lisää tiivistymätöntä rikkitrioksidia ja -dioksidia saadaan absorboitumaan johdosta 3Θ sekundäärisen kompressorin 15 ulostulopaineessa. Happotuote poistuu kohdasta 52.An absorption tower is a filled or plate-structured tower into which the condensed converted gas stream and the absorbing acid stream are allowed to flow countercurrent to each other and in which sulfur dioxide and sulfur trioxide are removed substantially completely from the converted gas stream. This results in an infinitely clean exhaust gas stream 43 and a sulfur dioxide-rich acid stream 41 »which is recycled to the vessel of the pressure reducing device 43 and then passed through a drying unit 6 at the outlet pressure of the primary compressor 3. In the drying unit, the sulfur dioxide contained in the acid stream from line 10 and / or line 11 passes substantially entirely into the process air stream 7 * The sulfur dioxide-free acid flows from line 46 through line 46 to pump tank 47 and is diluted as needed to adjust the concentration of water from line 4Θ. through. The acid is then pumped to the main condenser 49 of the acid apparatus via lines 50 and 51 and then to the absorber 39 to cause more uncondensed sulfur trioxide and dioxide to be absorbed by the line at the outlet pressure of the secondary compressor 15. The acid product is removed from step 52.
Absorptiolaitteeseen 39 kohdassa 49 tulevan ja 4l siitä lähtevän happovirran rikkidioksidipitoisuus on Θ ja vastaavasti 80 ppm. Edelläkuvatulla tavalla toimittaessa kierrätetään happoa määrä 182 - 227 tonnia tunnissa väkevyyden ollessa 97 - 100 $, ja virtaus tapahtuu absorptiolaitteen yläosasta absorptiolaitteen läpi sekä sitten ilmakuivatuslaitteen yläosaan käyttämällä mainitun absorptiolaitteen ja kuivausyksikön välillä vallitsevaa paine-eroa virtauksen varmistamiseen. Absorptiolaite on varustettu erittäin tehokkaalla sumun poistajalla (ei esitetty), ja paineenalainen poistokaasu-virta 45 kuumennetaan konvertointilaitteessa kohdassa 34, ja edelleen uunissa 19, paisutetaan sitten kohdassa 22 energian talteenottamiBeksi ja päästetään ilmakehään johdon 53 Ja savupiipun kautta. Rikkldioksidivuoto tehtaasta,jonka tuotanto on 250 tonnia/päivä, kohoaa määrään 56 kg päivässä, mikä vastaa 227 g rikkidioksidivuotoa tuotettua happotonnia kohti.The sulfur dioxide content of the acid stream entering and leaving the absorption device 39 at 49 and 4l is Θ and 80 ppm, respectively. In the above manner, 182 to 227 tons of acid are recycled per hour at a concentration of $ 97 to $ 100, and the flow occurs from the top of the absorber through the absorber and then to the top of the air dryer using the pressure differential between said absorber and dryer to ensure flow. The absorber is equipped with a highly efficient defogger (not shown), and the pressurized exhaust gas stream 45 is heated in a converter at 34, and further in a furnace 19, then inflated at 22 to recover energy and released into the atmosphere via line 53 and a chimney. Sulfur dioxide leakage from a plant with a production of 250 tonnes / day rises to 56 kg per day, corresponding to 227 g of sulfur dioxide leakage per tonne of acid produced.
s 60181s 60181
Primäärinen ja sekundäärinen kompressori 5 ja 15 tarvitsevat tehoa hiukan yli 3700 kw, josta 80 $ saadaan jäännöskaasun paisunnasta kuten edellä on selostettu, ja mistä loppuosa saadaan käyttämällä osa pääprosessin höyryvirrasta lauhdinturpiinissa 25 ja viemällä pois loppuhöyry, jonka määrä on noin 4540 - 6810 tonnia tunnissa. Prosessin höyry tuotetaan alunperin lämmönvaihdolla konvertoidun kaasuvirran 55 kanssa laitteiston syöttöveden pääkuumentimessa 55» johdetaan sitten johdon 54 kautta uuniin 16, jossa sitä kuumennetaan edelleen kohdassa 18, sekä syötetään lopuksi johdon 20 kautta lauhdeturbiiniin 25. Poisvietävä höyry otetaan johdosta 20 johdon 55 kautta. Turpiinin 25 tiivistymätön höyry poistetaan ja lauhdutetaan lauhduttimessa 56.Primary and secondary compressors 5 and 15 require a power of just over 3,700 kw, of which $ 80 is obtained from residual gas expansion as described above, and the remainder is obtained by using part of the main process steam stream in condensing turbine 25 and removing final steam of about 4540-6810 tons per hour. The process steam is initially generated by heat exchange with the converted gas stream 55 in the main feed water heater 55 »of the apparatus then passed through line 54 to furnace 16 where it is further heated at 18 and finally fed through line 20 to condensing turbine 25. Exhaust steam is taken from line 20 via line 55. The uncondensed steam of the turbine 25 is removed and condensed in a condenser 56.
Esimerkki 2 Tämän keksinnön mukaista parannettua menetelmää sovelletaan rikkihappotehtaassa, jonka tuotanto on 250 tonnia päivässä, käyttäen raaka-aineina rikkiä, ilmaa ja vettä. Tehdas on samanlainen kuin piirustuksessa esitetty sillä erolla, että siinä ei ole rikkitrioksidin lauhdutinyksikköä. Tässä esimerkissä kuvatussa menetelmässä ilma puristetaan, jäähdytetään ja kuivataan noin 7 ilmakehän välipaineeseen. Kuivauksessa käytetty aine on rikki-happovirta, joka lähtee absorptiolaitteen pohjasta, ja se sisältää pääosan konvertointilaitteesta lähtevästä konvertoitumattomasta rikkidioksidista. Tällä kuivaustoimenpiteellä hapon rikkidioksidipitoisuus vähenee noin 90 ppmsstä noin 9 ppmsään, minkä seurauksena siirtyy vapautuvaa rikkidioksidia prosessiin syötettyyn ilmaan nopeudella 18,2 kg/h. Ilman kosteuspitoisuus alenee myös alle arvon 23 mg/dm V , joka on erittäin hyväksyttävä tavanomaisissa happotehtaissa. Käytetty rikkihappoon 98-prosenttista ja sen lämpötila 60°C.Example 2 The improved process of the present invention is applied in a sulfuric acid plant with a production of 250 tons per day using sulfur, air and water as raw materials. The plant is similar to that shown in the drawing except that it does not have a sulfur trioxide condenser unit. In the process described in this example, the air is compressed, cooled and dried to an intermediate pressure of about 7 atmospheres. The drying agent is a sulfuric acid stream leaving the bottom of the absorber and contains most of the unconverted sulfur dioxide leaving the converter. With this drying operation, the sulfur dioxide content of the acid is reduced from about 90 ppms to about 9 ppms, as a result of which the released sulfur dioxide is transferred to the air fed to the process at a rate of 18.2 kg / h. The moisture content of the air also falls below 23 mg / dm V, which is very acceptable in conventional acid plants. Used in sulfuric acid 98% and its temperature 60 ° C.
Kuiva ilma, joka sisältää palautetun konvertoitumattoman rikkidioksidin, puristetaan sitten edelleen paineeseen 22 ilmakehää ja tätä painetta käytetään rikin polttamiseen korkeapaineisessa rikkiuunissa, jolloin tuotetaan kuumaa kaasua, joka sisältää 9 i° rikkidioksidia lämpötilassa lähes 1000°C. Tämä kaasuvirta jäähdytetään sitten noin lämpötilaan 400°C ja johdetaan sarjan läpi katalyyttikerroksia, joissa rikkidioksidin pääosa hapettuu rikkitrioksidiksi (hapettuminen 99»7 $)· Konvertointilaitteesta lähtevä kaasuvirta, joka sisältää noin 500 ppm rikkidioksidia, jäähdytetään sitten ja syötetään absorptiolaitteeseen, missä kaikki rikkitrioksidi ja noin 90 $ jäljelläolevasta konvertoitumattomasta rikkidioksidista absorboituu. Rikki-trioksidiabsorbaattorista lähtevä kaasu kuumennetaan sitten uudelleen, paisutetaan ilmakehän paineeseen voiman talteenottoturpiinilla ja päästetään ilmakehään rikkidioksidipitoisuuden ollessa noin 40 ppm. Absorptiolaitteessa happo on lämpötilassa noin 40°C ja sen väkevyys on 9Θ - 99 $·The dry air containing the recovered unconverted sulfur dioxide is then further compressed to a pressure of 22 atmospheres and this pressure is used to burn sulfur in a high pressure sulfur furnace to produce hot gas containing 9 ° of sulfur dioxide at a temperature of almost 1000 ° C. This gas stream is then cooled to about 400 ° C and passed through a series of catalyst layers where most of the sulfur dioxide is oxidized to sulfur trioxide (oxidation 99- $ 7) · The gas stream from the converter containing about 500 ppm sulfur dioxide is then cooled and fed to an absorber where all sulfur $ 90 of the remaining unconverted sulfur dioxide is absorbed. The gas leaving the sulfur trioxide absorber is then reheated, inflated to atmospheric pressure with a power recovery turbine, and released to the atmosphere at a sulfur dioxide concentration of about 40 ppm. In the absorber, the acid is at a temperature of about 40 ° C and has a concentration of 9Θ to 99 $ ·
Edellä kuvatuissa käsittelytoimenpiteissä on happovirran määrä noin 181,6 tonnia tunnissa ja virtaus tapahtuu absorptiolaitteen yläosasta absorp- 9 60181 tiolaitteen läpi ja sitten ilmankuivaustornin puhdistimen yläosaan käyttämällä näiden kahden järjestelmän välistä paine-eroa virtauksen varmistamiseen. Ilmankuivaustornista virtaa happo pumppusäiliöön ja pumpataan sitten kierrätyspumppujärjestelmän avulla hapon jäähdyttimeen ja takaisin absorp-tiolaitteen yläosaan. Tämä virtaus on edullinen verrattuna kiertovirtauk-seen, joka on tarpeellinen kussakin kuivaus- tai absorbointijärjestelmässä, ja näin aikaansaadaan yksi happojärjestelmä, jossa on yksi pumppusarja kahden järjestelmän sijasta, joissa käytetään tavallisesti täysin erillisiä säätölaitteita.In the treatment operations described above, the amount of acid flow is about 181.6 tons per hour and the flow takes place from the top of the absorber through the absorber and then to the top of the air dryer tower cleaner using the pressure difference between the two systems to ensure flow. The acid flows from the air drying tower to the pump tank and is then pumped by means of a recirculation pump system to the acid cooler and back to the top of the absorber. This flow is advantageous over the circulating flow required in each drying or absorption system, and thus provides a single acid system with one set of pumps instead of two systems, usually using completely separate control devices.
Käytettäessä edellä esimerkkinä kuvattua keksinnön mukaista prosessia on mahdollista aikaansaada poistokaasu, jonka rikkidioksidipitoisuus on niin alhainen kuin 20 ppm, mikä vastaa laitteiston kokonaistehoa 99»98Using the process according to the invention described above as an example, it is possible to provide an exhaust gas with a sulfur dioxide content as low as 20 ppm, which corresponds to a total power of 99 to 98
Eräänä lisätoimenpiteenä (ei kuvattu edelläesitetyissä esimerkeissä) tämän keksinnön mukaisen prosessin saannin kohottamiseksi edelleen on havaittu edulliseksi syöttää kiertävään rikkihappovirtaan hapettavaa ainetta kuten vetyperoksidia tai otsonia. Hapettavaa ainetta tulee lisätä sopiva määrä happovirrassa läsnäolevan jäännösrikkidloksidin hapettamiseksi rikkidioksidiksi.As an additional step (not described in the above examples) to further increase the yield of the process of this invention, it has been found advantageous to feed an oxidizing agent such as hydrogen peroxide or ozone to the circulating sulfuric acid stream. An appropriate amount of oxidizing agent should be added to oxidize the residual sulfur dioxide present in the acid stream to sulfur dioxide.
Joskin esimerkissä 1 nestemäinen rikkidioksidi saadaan suoraan tiivistämällä, on ymmärrettävää, ettei tämä ole ainoa tapa, jolla sitä voidaan saada. Eräs toinen tapa on esimerkiksi syöttää konvertoitu kaasu ainakin osittain oleumyksikköön, missä rikkidioksidi liukenee väkevään rikkihappoon ja liukenematon kaasu syötetään absorptioyksikköön. Tuloksena oleva oleumi voidaan joko syöttää kiertävään happovirtaan tai ottaa talteen tuotteena, joka voidaan s en jälkeen tislata antamaan rikkidioksidia.Although in Example 1 liquid sulfur dioxide is obtained directly by compaction, it is understood that this is not the only way to obtain it. Another way is, for example, to feed the converted gas at least partially to a oleum unit, where the sulfur dioxide is soluble in concentrated sulfuric acid and the insoluble gas is fed to the absorption unit. The resulting oleum can either be fed into a circulating acid stream or recovered as a product which can then be distilled to give sulfur dioxide.
Edelläesitetyissä esimerkeissä kuvatut prosessin avainpiirteet ovat siten rikkihapon jatkuvan virran käyttäminen rikkidioksidin poistamiseen konvertoidusta kaasuvirrasta, rikkidioksidin tiivistäminen lisäkeinona rikkidioksidin poistamiseksi siten, että kaikki tai osa kondensaattia syötetään happovirtaan, täysivirtaisen rikkidioksidin absorption ja poistomenettelyn aikaansaaminen yhdistettynä rikkidioksidin absorptioon ja ilman kuivaukseen, ja menetelmässä käytettyjen paineiden ja lämpötilojen valitseminen siten, että ne suosivat rikkidioksidin konvertoitumista rikkidioksidiksi, rikkidioksidin absorboitumista happoon ja nestemäiseen rikkidioksidiin sekä rikkidioksidin deeorptiota haposta kuivaustornissa.The key features of the process described in the above examples are thus the use of a continuous stream of sulfuric acid to remove sulfur dioxide from the converted gas stream, condensation of sulfur dioxide as an additional means to remove sulfur dioxide by feeding all or part of the condensate choosing to favor the conversion of sulfur dioxide to sulfur dioxide, the absorption of sulfur dioxide into acid and liquid sulfur dioxide, and the deorption of sulfur dioxide from acid in a drying tower.
Viitaten jälleen esimerkkeihin ovat absorptiovaiheessa käytetyt erityisesti lämpötilat matalampia ja paineet vastaavasti korkeampia kuin ne, jotka vallitsevat strippaus- eli ilmankuivausvaiheissa. On kuitenkin ymmärrettävää, että kuvatut lämpötila- ja paineolösuhteet eivät ole kriittisiä. Prosessia edistetään mahdollisimman suurella absorptio- ja poistovaiheen välisellä paine-erolla, edellisen ollessa korkeammassa paineessa. Poisto- 10 601 81 toimenpide voidaan suorittaa ilmakehän paineessa, vaikkakin ilmakehän painetta korkeampi paine on parempi. Lämpötilan osalta on eduksi, että poistovaihe suoritetaan korkeammassa lämpötilassa kuin absorptiovaihe.Referring again to the examples, the temperatures used in the absorption step in particular are lower and the pressures correspondingly higher than those prevailing in the stripping or air drying steps. It is understood, however, that the temperature and pressure conditions described are not critical. The process is promoted by the maximum possible pressure difference between the absorption and removal stages, the former being at a higher pressure. The removal operation can be performed at atmospheric pressure, although a pressure higher than atmospheric pressure is better. In terms of temperature, it is advantageous that the removal step is performed at a higher temperature than the absorption step.
Vaikkakin edelläolevissa esimerkeissä on valittu rikkidioksidin lähteeksi alkuainerikki, on ymmärrettävää, että myös muut lähteet ovat sopivia, kuten nestemäinen rikkidioksidi, rikkivety, sulfidimalmien pasutuksen poistokaasut jne.Although elemental sulfur has been selected as the source of sulfur dioxide in the above examples, it is to be understood that other sources are also suitable, such as liquid sulfur dioxide, hydrogen sulfide, sulfide ore roasting exhaust gases, and the like.
Absorption suoritusvaiheessa absorbenttinä käytetyn rikkihapon väkevyyden ei tarvitse olla kuten esimerkeissä 97-100 56. Mikä taliansa rikkihappo, jonka väkevyys on välillä 92 36 ja 100 36, on sopivaa.The concentration of the sulfuric acid used as an absorbent in the absorption step need not be as in Examples 97 to 100. 56.
Kuten helposti havaitaan edelläolevasta selostuksesta saadaan tämän keksinnön mukaisella prosessilla rikkihappoa, oleumia ja nestemäistä rikkidioksidia tuotannon toimiessa erittäin tehokkaasti, mikä merkitsee alempia rikin tai muun rikkidloksidilähteen kustannuksia tuotantoyksikköä kohti. Lisäksi kykenee prosessi kehittämään poistokaasuja, joiden rikkidioksidipitoisuus on 50 ppm tai pienempi, mikä täyttää ankarimmatkin rikkihappotehtaita nykyisin koskevat vuotostandardit. Edelleen on prosessi luonteeltaan yksinkertaisempi kuin tavanomaiset rikkihappoprosessit ja käsittää toimintaolosuhteet, joita voidaan soveltaa tavanomaisia rakennemateriaaleja käyttämällä. Tätä parannettua prosessia käyttävät laitteistot pystytään toimittamaan tehdasvalmisteisina ja kuljettamaan suurtakin tuotantoa varten, ja näin saadaan rakennus- ja aluekustannukset mahdollisimman alhaisiksi, mikä on hyvin edullista tehtaan kokonaiskustannusten kannalta»As can be readily seen from the above description, the process of this invention provides sulfuric acid, oleum and liquid sulfur dioxide with very efficient production, which means lower costs per unit of sulfur or other source of sulfur dioxide. In addition, the process is capable of generating exhaust gases with a sulfur dioxide content of 50 ppm or less, which meets even the most stringent leakage standards currently applicable to sulfuric acid plants. Furthermore, the process is simpler in nature than conventional sulfuric acid processes and comprises operating conditions that can be applied using conventional structural materials. Equipment using this improved process can be delivered prefabricated and transported even for large-scale production, thus minimizing construction and area costs, which is very advantageous in terms of overall plant costs »
Esimerkki 3Example 3
Keksinnön eräs edullinen sovellutus on esitetty kuviossa 2.A preferred embodiment of the invention is shown in Figure 2.
Esitetyn menetelmän kapasiteetti on 2000 t/rikkihappoa vuorokaudessa) raaka-aineina käytetään rikkiä, ilmaa ja vettä) kokonaiskonversio on 99,85 Ilman tulosta 58 otetaan ilnansuodattimen 57 kautta ilmavirta 2800 m^/min, joka riittää muodostamaan 12 palno-^ rikkidioksidia sisältävän syöttökaasun) ilmavirta johdetaan ilman kuivaustorniin 58, jossa se saatetaan vastavirtaan kosketukseen suuren määrän rikkidioksidia sisältävän väkevän rikkihapon kanssa. Mainitussa tornissa 58 ilma kuivataan kosketuksessa rikkihapon kanssa ja liuennut rikkidioksidi poistetaan haposta strippaamalla, jolloin saadaan virtaus 59, joka on rikkidioksidia sisältävää kuivaa ilmaa ja virtaus 60, joka on rikkidioksidista oleellisesti vapaata rikkihappoa. Rlkkihapposumu poistetaan tavanomaisessa sumunpoistolaitteessa (ei esitetty) ja kuiva ilmavirta 59 puristetaan paineeseen noin 20 at sopivassa laitteistossa, joka käsittää primäärikompres-sorin 61 ja sekundäärikompressorin, joiden väliin on tarvittaessa sovitettu 11 6 0181 jäähdytyslaitteet 63. Kaira iloa, jonka paine on noin 20 at» johdetaan rikinpolttouoniin 64 seoksena poistokaasun kanssa, jota tuodaan putki-johdon 66 ja kompressorin 62 välityksellä ja Jota käytetään lämpötilan säätöön uunissa 64» Bikkivirta 67 syötetään uuniin 64, jossa rikki poltetaan kosketuksessa ilmaa 63 kanssa, jolloin muodostuu syöttökaasu-virta, joka sisältää noin 10 paino-# rikkidioksidia. Uunissa muodostuneen kaasun lämpötila alennetaan katalyysissä tarvittavaan arvoon lämmön-vaihdolla poistokaasun 69 kanssa ennen poistokaasun johtamista palsutti-meen 70, muodostamalla vesihöyryä J1 ja ylikuumentamalla vesihöyryrummus-ta 72 putkijohdon 73 kautta tulevaa vesihöyryä! ylikuumennettu vesihöyry johdetaan sen jälkeen putkijohdon 74 kautta turhiiniin 73. Jäähtynyt syöttökaasuvirta 68, joka sisältää noin 10 paino-# rikkidioksidia, johdetaan konvertoimisia!tteeseen 76, jossa rikkidioksidi hapetetaan oleellisesti täydellisesti rikkitrioksidiksi, hapetuksessa vapautunut lämpö siirretään lämmön vaihdon avulla poistokaasuun, jota kierrätetään putki-johdon 69 kautta. Konvertointilaitteesta 76, Jossa konversio on 99-#*inen, saadaan kaasuvirta 77, joka jäähdytetään jäähdytyslaitteissa 76 ja 79 J* johdetaan sitten lauhduttlmeen 80, jossa noin JO paino-# rikkidioksidista ja 30 paino-# rikkidioksidista nesteytyyi kondensoitumaton osa johdetaan putkijohdon 81 kautta ahsorptiolaitteeseen 82, jossa kondensoitumattomasta kaasusta poistetaan rikkitrioksidi ja rikkidioksidi. Absorptioin!tteessa 82 virtaus 83, joka on rikkidioksidista oleellisesti vapaata rikkihappoa, jonka väkevyys on 98 # ja lämpötila 35°C, saatetaan vastavirtaan kosketukseen konvertoidun kaasun 81 kanssa, jolloin noin 61 paino-# rikkidioksidista ja oleellisesti kaikki jäljellä oleva rikkitrioksidi absorboituu rikkihappoon; poistokaasu 84 sisältää niin vähän rikkidioksidia, että kokonals-konversioksi saadaan 99,83 # konversion ollessa konvertointilaltteeesa ainoastaan 99 #. Poistokaasu 84 jaetaan pienempään osaan 66, joka kierrätetään prosessiin, ja pääosaan 69, joka kuumennetaan konvertointilaittees-sa 76 noin 300°Cseen ja uunissa 64 noin 330°Cteen ennen kaasun johtamista paisuttlmeen 70, josta saadaan energiaa 16 400 kV, joka käytetään kompressoreissa 61 ja 62, joissa tarvitaan teoreettisesti 24 600 kV. Energian talteen ottamisen jälkeen poistokaasu, joka sisältää häviävän pienen määrän rikkidioksidia, hyvin pienen määrän rlkklhappoeumua ja noin 200 miljoonasosaa rikkidioksidia, päästetään ilmakehään putkijohdon 83 ja savupiipun (ei esitetty) kautta lämpötilassa 130-200°C. Sen jälkeen kun absorptio-laitteessa 82 konvertoidusta kaasusta on absorboitu rikkidioksidi Ja rikkidioksidi, väkevä rikkihappo 83, jonka väkevyys ahsorptiolaitteeseen 12 601 81 tullee·» oli 96 i» ja rikkidioksidi pitoisuus noin 40-50 miljoonasosaa, poistuu absorptiolaitteesta putkijohdon 86 kautta väkevyydessä. 98,5 i» rikkidioksidipitoisuuden ollessa noin 200 miljoonasosaa lämpötilan ollessa 50°C, mikä johtuu rikkitrioksidin ahsorboinnissa syntyneestä lämmöstä. Bikkidioksldirikas rikkihappovirta 86 sekoitetaan absorptio-, laitteen paineessa 20 at lauhduttimesta 80 tulevan rikkidioksidi/rikkä-trioksidikondensaattivirran 87 kansaa ja saatu yhdistetty virta 88, jonka väkevyys on 99-99·5 £ jm lämpötila 65°C, johdetaan turbiiniin 89, jossa paine alenee oleellisesti ilmakehän paineeseen, jolloin kehittyy energiaa 220 kV. Eikkidioksidirikas happovirta syötetään turbiinista 89 ilmakehän paineessa putkijohdon 90 kautta jäähdyttimeen 91» jossa se jäähtyy 30°Cteen ja virta johdetaan sitten putkijohdon 92 kautta kuivaustorniin 56. Kuivaustornin pohjalle johdetaan tarvittaessa vettä putkijohdon 95 kautta hapon väkevyyden säätämiseksi, ja happovirta 60 otetaan ulos lämpötilassa 65°C jäähdyttimen kautta pumppaussäiliöön 95» josta pienempi osa otetaan ulos tuotteena putkijohdon 96 kautta ja pääosa johdetaan putkijohdon 97 kautta 570 kV tn pumppuun 98, joka kohottaa paineen sopivaan arvoon, jotta happo voi virrata putkijohdon 83 kautta absorptiolaitteeseen 82* Käytettäessä höyrykattilaa syöttönä kylmää, pehmeäksi tehtyä vettä ja ottamalla lämpöä talteen lämmön vaihdolla jääh-dyttimistä 63 (kompressorien 61 ja 62 välillä), uuneista 64 kohdissa 71 ja 75 sekä konvertoidusta kaasuvlrrasta 69 saadaan ylikuumennuttua vesihöyryä 900 kg/h. Lisälämpöä on tarvittaessa saatavissa polstokaasuvlrras-ta 85 ja kompressorin kytkyestä. Tlikuumennettu vesihöyry 74» joka paisutetaan turbiinissa 74» tuottaa lisäenergiaa 8500 kV koapressoreiden 61 ja 62 käyttämiseksi. Poistuvan höyryn 99 paine on noin 7 at, lämpötila 285°C ja määrä noin 1,15 t/t rikkihappoa.The capacity of the presented method is 2000 t / sulfuric acid per day) sulfur, air and water are used as raw materials) the total conversion is 99.85 Without the result 58 an air flow of 2800 m ^ / min is taken through the evening filter 57, which is sufficient to form a feed gas containing 12 palno-sulfur dioxide) the air stream is directed to an air drying tower 58 where it is contacted countercurrently with concentrated sulfuric acid containing a large amount of sulfur dioxide. In said tower 58, the air is dried in contact with sulfuric acid and the dissolved sulfur dioxide is removed from the acid by stripping to give a stream 59 which is dry air containing sulfur dioxide and a stream 60 which is substantially free of sulfur dioxide. The sulfuric acid mist is removed in a conventional dehumidifier (not shown) and the dry air stream 59 is pressurized to about 20 at in a suitable apparatus comprising a primary compressor 61 and a secondary compressor 116 0181 refrigeration devices 63 between which are fitted. fed to the sulfur combustion furnace 64 in admixture with the exhaust gas introduced through the line 66 and the compressor 62 and Used to control the temperature in the furnace 64 »The flux stream 67 is fed to the furnace 64 where the sulfur is combusted in contact with the air 63 to form a feed gas stream containing about 10 weight - # sulfur dioxide. The temperature of the gas formed in the furnace is reduced to the value required for catalysis by heat exchange with the exhaust gas 69 before passing the exhaust gas to the calciner 70, forming water vapor J1 and superheating the water vapor drum 72 through line 73! the superheated steam is then passed through line 74 to turbine 73. A cooled feed gas stream 68 containing about 10 wt% sulfur dioxide is passed to conversion 76 where sulfur dioxide is substantially completely oxidized to sulfur trioxide, through line 69. From the conversion device 76, in which the conversion is 99- # *, a gas stream 77 is obtained, which is cooled in the cooling devices 76 and 79 J * is then led to a condenser 80 where a condensed portion of about 10% by weight of sulfur dioxide and 30% by weight of sulfur dioxide is passed through line 81. 82, in which sulfur trioxide and sulfur dioxide are removed from the non-condensable gas. In absorber 82, a stream 83 of substantially sulfur dioxide-free sulfuric acid having a concentration of 98 ° C and a temperature of 35 ° C is countercurrently contacted with the converted gas 81, whereby about 61% by weight of sulfur dioxide and substantially all of the remaining sulfur trioxide is absorbed into the sulfuric acid; the exhaust gas 84 contains so little sulfur dioxide that a total conversion of 99.83 # is obtained with a conversion of only 99 # at the conversion stage. The exhaust gas 84 is divided into a smaller portion 66 which is recycled to the process and a main portion 69 which is heated in a conversion device 76 to about 300 ° C and in a furnace 64 to about 330 ° C before being passed to an expander 70 for energy 16,400 kV used in compressors 61 and 62, where 24,600 kV is theoretically required. After energy recovery, the exhaust gas, which contains a vanishingly small amount of sulfur dioxide, a very small amount of sulfuric acid, and about 200 parts per million of sulfur dioxide, is released into the atmosphere through pipeline 83 and a chimney (not shown) at 130-200 ° C. After sulfur dioxide and sulfur dioxide are absorbed from the converted gas in the absorber 82, concentrated sulfuric acid 83 having a concentration of 96 i in the absorber 12,601 81 and a sulfur dioxide content of about 40 to 50 ppm is discharged from the absorber via line 86. 98.5 i »with a sulfur dioxide content of about 200 ppm at a temperature of 50 ° C due to the heat generated in the adsorption of sulfur trioxide. The sulfur dioxide-rich sulfuric acid stream 86 is mixed with the absorber, at a pressure of 20 ° C, with the sulfur dioxide / sulfur trioxide condensate stream 87 from the condenser 80, and the resulting combined stream 88 having a concentration of 99-99 · 5 £ at 65 ° C is fed to a turbine 89 with substantially reduced pressure. atmospheric pressure, which generates 220 kV of energy. The non-carbon dioxide rich acid stream is fed from the turbine 89 at atmospheric pressure via line 90 to condenser 91 »where it cools to 30 ° C and then passed through line 92 to drying tower 56. Water is piped to line 95 via line 95 to adjust acid concentration. through a condenser to a pump tank 95 »from which a smaller part is taken out as a product via a pipeline 96 and the main part is led via a pipeline 97 to a 570 kV tn pump 98 which raises the pressure to a suitable value so that acid can flow through a pipeline 83 to an absorber 82 * and by recovering heat by heat exchange from the chillers 63 (between compressors 61 and 62), the furnaces 64 at 71 and 75, and the converted gas flow 69, 900 kg / h of superheated steam is obtained. Additional heat is available from the flue gas meter 85 and the compressor connection if required. The superheated water vapor 74 »which is expanded in the turbine 74» produces additional energy to power the 8500 kV co-compressors 61 and 62. The outgoing steam 99 has a pressure of about 7 at, a temperature of 285 ° C and an amount of about 1.15 t / t of sulfuric acid.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB5308771 | 1971-11-16 | ||
| GB5308771 | 1971-11-16 | ||
| GB1590272A GB1380692A (en) | 1971-11-16 | 1972-04-06 | Production of sulphur trioxide sulphuric acid and oleum |
| GB1590272 | 1972-04-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI60181B FI60181B (en) | 1981-08-31 |
| FI60181C true FI60181C (en) | 1981-12-10 |
Family
ID=26251627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI316972A FI60181C (en) | 1971-11-16 | 1972-11-13 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELSYRA |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5618526B2 (en) |
| BE (1) | BE791400A (en) |
| BR (1) | BR7208058D0 (en) |
| CA (1) | CA981871A (en) |
| CH (1) | CH592576A5 (en) |
| CS (1) | CS197215B2 (en) |
| DD (1) | DD101134A5 (en) |
| DE (1) | DE2255206A1 (en) |
| FI (1) | FI60181C (en) |
| FR (1) | FR2160511B1 (en) |
| GB (1) | GB1380692A (en) |
| IT (1) | IT973513B (en) |
| LU (1) | LU66467A1 (en) |
| NL (1) | NL7215154A (en) |
| NO (1) | NO137587C (en) |
| SE (1) | SE394660B (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58102930U (en) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | リンナイ株式会社 | Gas stove |
| SE8402092L (en) * | 1984-04-13 | 1985-10-14 | Boliden Ab | PROCEDURE FOR EXPLORING LOW Sulfur Dioxide Content from Exhaust Gas |
| SE464299B (en) * | 1988-11-16 | 1991-04-08 | Boliden Contech Ab | PROCEDURE FOR DETERMINING Sulfuric Acid Produced According to the Contact Method |
| US5194239A (en) * | 1991-02-26 | 1993-03-16 | The Ralph M. Parsons Company | Oxygen-based noncatalytic sulfuric acid process |
| CN105439103B (en) * | 2015-11-29 | 2018-08-10 | 惠州卫生职业技术学院 | A kind of sulfuric acid preparation process |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3432263A (en) * | 1966-03-28 | 1969-03-11 | Chemical Construction Corp | High pressure sulfuric acid process |
| US3455652A (en) * | 1966-05-31 | 1969-07-15 | Chemical Construction Corp | Process for the production of sulfur trioxide and sulfuric acid |
-
0
- BE BE791400D patent/BE791400A/en unknown
-
1972
- 1972-04-06 GB GB1590272A patent/GB1380692A/en not_active Expired
- 1972-10-18 CA CA154,521A patent/CA981871A/en not_active Expired
- 1972-11-09 NL NL7215154A patent/NL7215154A/xx not_active Application Discontinuation
- 1972-11-10 DE DE19722255206 patent/DE2255206A1/en not_active Withdrawn
- 1972-11-13 FI FI316972A patent/FI60181C/en active
- 1972-11-13 IT IT5397772A patent/IT973513B/en active
- 1972-11-14 CS CS770472A patent/CS197215B2/en unknown
- 1972-11-14 SE SE1478272A patent/SE394660B/en unknown
- 1972-11-14 DD DD16684672A patent/DD101134A5/xx unknown
- 1972-11-14 LU LU66467D patent/LU66467A1/xx unknown
- 1972-11-15 NO NO414772A patent/NO137587C/en unknown
- 1972-11-15 FR FR7240595A patent/FR2160511B1/fr not_active Expired
- 1972-11-16 BR BR805872A patent/BR7208058D0/en unknown
- 1972-11-16 CH CH1668972A patent/CH592576A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-11-16 JP JP11437472A patent/JPS5618526B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI60181B (en) | 1981-08-31 |
| CS197215B2 (en) | 1980-04-30 |
| NO137587C (en) | 1978-03-21 |
| NO137587B (en) | 1977-12-12 |
| DE2255206A1 (en) | 1973-05-24 |
| DD101134A5 (en) | 1973-10-20 |
| CA981871A (en) | 1976-01-20 |
| JPS4862691A (en) | 1973-09-01 |
| CH592576A5 (en) | 1977-10-31 |
| SE394660B (en) | 1977-07-04 |
| LU66467A1 (en) | 1973-03-15 |
| FR2160511B1 (en) | 1975-03-28 |
| NL7215154A (en) | 1973-05-18 |
| IT973513B (en) | 1974-06-10 |
| GB1380692A (en) | 1975-01-15 |
| BE791400A (en) | 1973-03-01 |
| FR2160511A1 (en) | 1973-06-29 |
| BR7208058D0 (en) | 1973-10-09 |
| JPS5618526B2 (en) | 1981-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101124157B (en) | Method and device for producing sulfuric acid | |
| US3659401A (en) | Gas purification process | |
| JP4780538B2 (en) | Heat recovery method in sulfuric acid production facility | |
| JP4764589B2 (en) | Nitric acid production method | |
| KR20180023889A (en) | Production method of sulfuric acid | |
| US4213958A (en) | Production of sulphur trioxide, sulphuric acid and oleum | |
| GB1579805A (en) | Process for the preparation of conmcentrated sulphuric acid | |
| RU2762755C2 (en) | Method for increasing concentration of sulfuric acid and equipment for use in this method | |
| US3490868A (en) | Method of recovery of sulphuric acid | |
| CN112209351A (en) | Method for preparing sulfuric acid from coking desulfurization waste liquid | |
| FI60181C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELSYRA | |
| US3525586A (en) | Production of sulfur trioxide and sulfuric acid | |
| US3147074A (en) | Sulfuric acid process | |
| US3709976A (en) | Gas desulfurization process | |
| AU2008272719A1 (en) | Process for the separation of pressurised carbon dioxide from steam | |
| JP6111698B2 (en) | Method and apparatus for treating hydrogen peroxide and ammonia-containing water | |
| US3432263A (en) | High pressure sulfuric acid process | |
| CN111071996A (en) | Method for preparing sulfuric acid | |
| CN1313361C (en) | Humid gas conversion and heat reclamation acid preparation technique | |
| JPS5943402B2 (en) | Method for producing sulfuric acid | |
| EA031910B1 (en) | Process for operating a sulfuric acid plant | |
| KR20180117672A (en) | Processes and equipment for the production of sulfuric acid | |
| JP2000063108A (en) | Production of sulfuric acid and installation therefor | |
| IE35360B1 (en) | Manufacture of nitric acid | |
| CN110272027B (en) | Wet process system and process for waste sulfuric acid |