Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kwasu siarkowego, zwlaszcza z siarki metoda kontaktowa w ukladzie dwustopniowej konwersjii absorpcji oraz uklad technologiczny do wytwarzania kwasu siarkowego.W znanych dotychczas ukladach technologicznych do wytwarzania kwasu siarkowego z siarki metoda dwustopniowej konwersji i absorpcji — odbiór ciepla procesowego zawartego w gazach poreakcyjnych wyprowadzanych z aparatu kontaktowego — prowadzi sie za pomoca gazów poabsorpcyjnych, powietrza technologicznego oraz wody kotlowej zdemineralizowanej.Sposób utylizacji tego ciepla decyduje o wielkosci powierzchni wymiany ciepla i rodzaju zastosowanych wymienników ciepla oraz o wysokosci osiaganych wskazników produkcji pary wodnej i zuzyciu wody chlodzacej.Znany jest sposób wytwarzania kwasu siarkowego polegajacy na tym, ze gazy poabsorpcyjne z wiezy absorpcyjnej I-stopnia kierowane na II-stopien konwersji sa podgrzewane kosztem ciepla reakcji gazów wyprowadzonych z I i II pólki aparatu kontaktowego. Natomiast cieplo zawarte w gazach po III pólce aparatu kontaktowego jest wykorzystywane w calosci na podgrzanie powietrza technologicznego kierowanego do spalania siarki, zas cieplo po IV—pólce aparatu kontaktowego (drugi stopien konwersji) jest zuzywane w calosci do produkcji pary.W innym znanym rozwiazaniu podgrzewanie gazów poabsorpcyjnych z wiezy absorpcyjnej I-stopnia, kierowanych na II stopien konwersji odbywa sie kosztem schlodzenia gazów poreakcyj¬ nych po I-pólce i czesciowo po III-pólce aparatu kontaktowego. Dalsze schlodzenie gazów po III-pólce aparatu kontaktowego prowadzi sie kolejno za pomoca powietrza technologicznego oraz wody kotlowej stosujac odpowiednio plaszczowo-rurowe wymienniki ciepla jako podgrzewacze powietrza i podgrzewacze pary.Cieplo II-stopnia konwersji (po IV-pólce aparatu kontaktowego)jest przeznaczone w calosci na dogrzanie wody kotlowej, kierowanej do produkcji pary wodnej.2 122840 Ponadto cieplo wydzielone w procesie suszenia powietrza technologicznego i absorpcji SO3 jest odbierane z ukladu za pomoca wody chlodzacej w podgrzewaczach wody.Opisane sposoby i uklady technologiczne do produkcji H2SO4 osiagaja w wezle kontaktowo- absorpcyjnym — zaledwie srednie wskazniki produkcji pary wodnej i zuzycia wody chlodzacej oraz charakteryzuja sie niekorzystnymi wskaznikami odnosnie wielkosci powierzchni wymiany ciepla zastosowanych wymienników ciepla.I tak przykladowo graniczne wskazniki produkcji pary wodnej o parametrach p = 43atn i t = 430°C oraz wody chlodzacej o stopniu podgrzania A= 10°C wynosza: G (pary) =1,14 ton/tona — 100% H2S04 G (wody) = 49,1 m3/tona — 100% H2SO4 Celem wynalazku jest osiagniecie korzystnych wskazników produkcji pary wodnej i zuzycia wody chlodzacej przy zmniejszonych do niezbednego minimum powierzchniach wymiany.Istota sposobu wytwarzania H2SO4 wedlug wynalazku polega na tym, ze gazami poreakcyj¬ nymi po III-pólce aparatu kontaktowego podgrzewa sie najpierw wode w wyparce, a nastepnie gazy poabsorpcyjne w wymienniku ciepla, a potem wode we wstepnym podgrzewaczu wody, natomiast powietrze osuszone w wiezy suszacej przepuszcza sie, dodatkowo przez wieze podgrze¬ wajaca zraszana kwasem siarkowym z wiezy absorpcyjnej miedzystopniowej i/lub z wiezy absorp¬ cyjnej koncowej. Kwas siarkowy z wiezy podgrzewajacej jest kierowany bezposrednio do ukladu zraszania wiezy absorpcyjnej koncowej.Uklad technologiczny do wytwarzania H2SO4 wedlug wynalazku zawiera w wezle kontakto¬ wym po III-pólce aparatu kontaktowym— zespól do utylizacji ciepla skladajacy sie z wyparki pary wodnej, podgrzewacza gazu poabsorpcyjnego i wstepnego podgrzewacza wody zainstalowanych szeregowo, natomiast w wezle absorpcyjno-suszacym — zespól do utylizacji ciepla stanowi wieza podgrzewajaca umieszczona miedzy wieza suszaca a piecem do spalania siarki, przy czym wieza podgrzewajaca jest korzystnie osadzona bezposrednio na wiezy suszacej. Wlot kwasu siarkowego do ukladu zraszania wiezy podgrzewajacej jest polaczony bezposrednio ze zbiornikiem cyrkulacyj- nym kwasu w ukladzie wiez absorpcyjnych, zas wylot tego kwasu — z ukladem zraszania jednej z wiez absorpcyjnych.Zaleta sposobu i ukladu technologicznego do wytwarzania kwasu siarkowego wedlug wyna¬ lazku jest — w wyniku utrzymania wyzszej temperatury gazów poabsorpcyjnych po wiezy absorp¬ cyjnej miedzystopniowej — zmniejszenie zuzycia ciepla na podgrzanie tych gazów do wymaganej temperatury procesu co pozwala na zabudowanie bezposrednio po III-pólce aparatu kontakto¬ wego wyparki do dodatkowej produkcji wysokopreznej pary wodnej. Umozliwia to osiagniecie pary wodnej o korzystnych parametrach; przykladowo: p = 43 atn i t = 430°C oraz wody chlodzacej o zalozonym podgrzewie At= 10°C.Wskazniki produkcji pary i wody wynosza: G (pary) = 1,23 ton/tone 100% H2S04 G (wody) = 40,6 m3/tone 100% H2SO4 Zastosowanie wyzszej temperatury kwasu siarkowego cyrkulacyjnego w wezle absorpcji — pozwala na wykorzystanie czesci ciepla tego kwasu do bezposrednio podgrzewania powietrza kierowanego do spalania siarki. Pozwala to na wyeliminowanie przeponowego podgrzewacza powietrza stosowanego w dotychczasowych rozwiazaniach.Przedmiot wynalazku pokazano w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy ukladu technologicznego do wytwarzania kwasu siarkowego.Jak uwidoczniono na rysunku w ukladzie technologicznym do wytwarzania kwasu siarko¬ wego zawierajacym piec 1 do spalania plynnej siarki przegrzewacz pary 2, kociol utylizator 3 wezel kontaktowy i wezel absorpcyjno-suszacy — zastosowano nastepujace aparaty i zespoly utylizacji ciepla zawartego w gazie poreakcyjnym i ciepla absorpcji. Miedzy I a II-pólka aparatu kontakto¬ wego 4 jest zainstalowany wymiennik ciepla 5 typu gaz-gaz, miedzy II a HI-pólka — przegrzewacz pary 6, a po III-pólce sa zainstalowane szeregowo: wyparka 7, wymiennik ciepla 8 i wstepny podgrzewacz wody 9. Po IV-pólce aparatu kontaktowego 4 jest umieszczony koncowy podgrze¬ wacz wody 10.W sklad wezla absorpcyjno-suszacego wchodzi: wieza absorpcyjna miedzystopniowa 11, wieza absorpcyjna koncowa 15, wspólny dla obu wiez zbiornik cyrkulacyjny 12 kwasu siarkowego122840 3 wyposazony w pompe 13 oraz chlodnica kwasu 14. Ponadto w wezle tym jest wieza suszaca 16, zbiornik kwasu siarkowego 17 z pompa 18 i chlodnica kwasu 19.Na wiezy suszacej 16 jest umieszczona wieza podgrzewajaca 30 wyposazona w uklad zraszania 21, którego wlot jest bezposrednio polaczony — za posrednictwem rurociagu 22 ze zbiornikiem cyrkulacyjnym 12 kwasu, a wylot kwasu z ukladu zraszania 21 jest polaczony za posrednictwem rurociagu 23 z ukladem zraszania wiezy absorpcyjnej koncowej 15.Powietrze do wiezy suszacej 16 jest wtlaczane za pomoca dmuchawy 24.Przebieg procesu wytwarzania kwasu siarkowego jest nastepujacy.Plynna siarka o temperaturze 145°C jest doprowadzana do pieca 1, w którym ulega spalaniu w atmosferze powietrza osuszonego i podgrzanego do temperatury 118°C.W wyniku spalania siarki uzyskuje sie gazy o zawartosci okolo 10% SO2 i temperaturze — okoloJ000°C. Gazy te sa kierowane do przegrzewacza pary 2 kotla utylizatora 3 gdzie ulegaja schlodzeniu do temperatury 428°C, po czym sa doprowadzane na I-pólke aparatu kontaktowego 4.Pólki I; II i III aparatu kontaktowego 4 tworza pierwszy stopien konwersji, natomiast IV-pólka stanowi drugi stopien konwersji.Gazy po I-pólce o temperaturze okolo 600°C sa schladzane w wymienniku 5 do temperatury 441°C ogrzewajac gazy poabsorpcyjne kierowane na IV-pólke, po czym sa wprowadzane na II-pólke. Po II-pólce gazy o temperaturze 523°C sa chladzane wstepnie w przegrzewaczu pary 6 do temperatury 443°C, a nastepnie sa wprowadzane na IH-pólke, po której gazy o temperaturze 463°C schladzane sa kolejno w wyparce 7 i w wymienniku 8 do temperatury 220°C, a potem we wstepnym podgrzewaczu wody 9 do temperatury 160°C, po czym sa kierowane do wiezy absorpcyjnej miedzystopniowej 11.Po wiezy absorpcyjnej 11 gazy o temperaturze 100°C sa ogrzewane kolejno: w wymienniku 8 do temperatury 215°C i w tej temperaturze sa kierowane na IV-pólke aparatu kontaktowego 4.Na IV-pólce nastepuje przereagowanie pozostalej ilosci SO2 tak, ze ogólny stopien przemiany SO2 do SO3 wynosi nie mniej niz99,7%.Po IV-pólce gazy w temperaturze 440°C sa najpierw schladzane w koncowym podgrzewaczu wody 10 do temperatury 180°C, a nastepnie sa kierowane do koncowej wiezy absorpcyjnej 15.Tak wiec w wezle kontaktowym proces utylizacji ciepla zawartego w gazach poreakcyjnych polega na podgrzaniu gazów poabsorpcyjnych w wymienniku 8 i w wymienniku 5, podgrzewania wody, wstepnie w wymienniku 9 i w wymienniku koncowym 10 oraz wytworzeniu pary w wyparce 7.Po III-pólce aparatu kontaktowego 4 zespól do utylizacji ciepla stanowia zatem wyparka 7, wymiennik 8 i wstepny podgrzewacz wody 9, które sa polaczone szeregowo.Proces absorpcji SO3 jest realizowany w wiezach absorpcyjnych 11 i 15, zraszanych 98% kwasem siarkowym o temperaturze 100°C, który splywa do wspólnego zbiornika cyrkulacyjnego 12 skad jest tloczony pompa 13 do ukladów zraszania tych wiez poprzez chlodnice kwasu 14.Nadmiar kwasu siarkowego ze zbiornika 12 jest stale odprowadzany do zbiornika cyrkulacyj¬ nego 17 w ukladzie wiezy suszacej 16. Kwasem tym o stezeniu 96% jest zraszana wieza suszaca 16, po uprzednim schlodzeniu kwasu do temperatury 50°C w chlodnicy 19.Powietrze niezbedne do procesu spalania siarki jest zasysane z otoczenia za pomoca dmu¬ chawy 24, a nastepnie w celu usuniecia w nim wilgoci jest tloczone do wiezy suszacej 16.Z kolei powietrze to jest przepuszczane przez wieze podgrzewajaca 20, gdzie w wyniku kontaktu z kwasem siarkowym o temperaturze 100°C, którym zraszana jest ta wieza — nastepuje podgrzanie powietrza, po czym jest ono wprowadzane do pieca 1.Kwas siarkowy doprowadzany jest do ukladu zraszania 21 wiezy podgrzewajacej 20 rurocia¬ giem 22 polaczonym bezposrednio z ukladem pompowym zbiornika cyrkulacyjnego 12 kwasu przynaleznego do wiez absorpcyjnych 11 i 15.Odprowadzenie kwasu siarkowego z wiezy podgrzewajacej 20 nastepuje rurociagiem 23 do ukladu zraszania wiezy absorpcyjnej koncowej 15.W innym wykonaniu wieza absorpcyjna miedzystopniowa 11 i wieza absorpcyjna koncowa 15 maja oddzielne zbiorniki cyrkulacyjne kwasu siarkowego i wówczas odprowadzanie kwasu z wiezy podgrzewajacej moze byc zrealizowane do ukladu zraszania jednej z tych wiez.4 122840 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kwasu siarkowego, zwlaszcza z siarki metoda kontaktowa wukladzie dwustopniowej konwersji i absorpcji, w którym cieplo zawarte w gazach poreakcyjnych w aparacie kontaktowym jest wykorzystywane do podgrzewania wody, przegrzewania pary i podgrzewania gazów poabsorpcyjnych, a cieplem wydzielanym w procesie absorpcji podgrzewa sie powietrze kierowane do pieca do spalania siarki, znamienny tym, ze gazami poreakcyjnymi po III-pólce aparatu kontaktowego jest najpierw podgrzewana woda w wyparce, a nastepnie sa podgrzewane gazy poabsorpcyjne w wymienniku ciepla i woda w podgrzewaczu wstepnym, zas powietrze osuszone w wiezy suszacej przepuszcza sie dodatkowo przez wieze podgrzewajaca zraszana kwa¬ sem siarkowym zjyiezy absorpcyjnej miedzystopniowej i/lub z wiezy absorpcyjnej koncowej. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kwas siarkowy z wiezy podgrzewajacej jest kierowany bezposrednio do ukladu zraszania wiezy absorpcyjnej koncowej. 3. Uklad technologiczny do wytwarzania kwasu siarkowego, zwlaszcza z siarki metoda kontaktowa w systemie dwustopniowej konwersji i absorpcji, zawierajacy w wezle kontaktowymi w wezle absorpcyjno-suszacym zespoly do utylizacji ciepla, znamienny tym, ze zespól do utylizacji ciepla zawartego w gazie poreakcyjnym po III-pólce aparatu kontaktowego (4) sklada sie zwyparki (7), podgrzewacza gazu poabsorpcyjnego (8) i wstepnego podgrzewacza wody (9) zainstalowanych szeregowo, zas zespól do utylizacji ciepla wydzielonego w wezle absorpcyjnym stanowi wieza podgrzewajaca (20), umieszczona miedzy wieza suszaca (16) a piecem (1) do spalania siarki, korzystnie bezposrednio na wiezy suszacej (16), przy czym wlot kwasu siarkowego do ukladu zraszania wiezy podgrzewajacej (20) jest polaczony bezposrednio ze zbiornikiem, cyrkulacyjnym (12) kwasu w ukladzie wiez absorpcyjnych (11 i 15), a wylot tego kwasu — z ukladem zraszania jednej z wiez absorpcyjnych (11,15).Pracownia Poligraficzna UP :jR L. Naklad i 20 egz.Cena 100 zl PL