PL16348B1 - Sposób otrzymywania mieszanin dwutlenku siarki i powietrza. - Google Patents

Description

Otrzymywanie czystego dwutlenku siar¬ ki z gazów prazenia rud siarczkowych lub z gazów spalania siarki uskutecznia sie w znany sposób zapomoca rozpuszczania za¬ wartego w tych gazach dwutlenku siatki w wodzie, a nastepnie zapomoca ogrzewania roztworu do temperatury wrzenia i wdmu¬ chiwania pary, dzieki czemu dwutlenek siarki zostaje zpowrotem odpedzony. Po skropleniu pary otrzymuje sie w przybli¬ zeniu 100% dwutlenek siarki.Do dalszej przeróbki na kwas siarko¬ wy tak otrzymany czysty dwutlenek siarki mieszano z potrójna objetoscia powietrza, a nastepnie, prowadzac mieszanine ponad zawierajaca platyne substancja kontakto¬ wa w odpowiedniej temperaturze, prze¬ twarzano ten dwutlenek na bezwodnik siarkowy, który pochlaniano w kwasie siarkowym.Chociaz sposób ten, w porównaniu z pózniej wprowadzona przeróbka bezposred¬ nia oczyszczonych gazów prazenia, posia¬ dal znaczne zalety, to jednak zostal ponie¬ chany, poniewaz ogrzewanie rozcienczonych wodnych roztworów S02 do temperatury wrzenia, pomimo znacznego odzyskiwania ciepla, wypadalo jednak za drogo. Do o- trzymywania 100 kg czystego dwutlenku siarki z gazów prazenia zuzywano okolo 150 kg wegla. Tego zuzycia wegla oraz sto¬ sowania obszernej aparatury do ogrzewa¬ nia rozcienczonego roztworu mozna unik¬ nac, jesli odpedzanie gazowego dwutlenkuSsiarki z roztworu i wytwarzanie mieszani¬ ny gazowej, zdatnej do wytwarzania kwa- "^J;|a^tówego, ';pdroWf^zic sposobem poniz¬ szym^ m Jesli np. gaz prazenia, zawierajacy 6% objetosciowych S02 prowadzic pionowo ku górze przez wieza 20 m wysokosci, napel¬ niona kawalkami koksu i zraszana potrzeb¬ na iloscia wody, to otrzymuje sie w niskiej temperaturze rozczyn okolo 9 kg S02 w 1 m3, przyczem uchodzace u góry ga¬ zy pozostalosciowe sa prawie calkowicie pozbawione S02. Proces ten przebiega w mysl prawa absorbcji gazów, ustalonego przez Henry i Daltona, zgodnie z którem w kazdym punkcie wiezy ustala sie stan rów¬ nowagi miedzy cisnieniem dwutlenku siar¬ ki w gazie i cieczy.Jesli dalej roztwór S02, otrzymany w pierwszej wiezy wprowadzic do drugiej wiezy zraszania, przez która w kierunku pionowym ku górze przesyca sie potrzebna ilosc swiezego powietrza, to proces prze¬ biega w kierunku przeciwnym. A zatem u dolu otrzymuje sie ciecz, prawie wolna od dwutlenku siarki, u góry zas mieszanine gazowa, zawierajaca S02 i powietrze. Po¬ niewaz oczywiscie przy ograniczonym cza¬ sie zetkniecia otrzymuje sie zawsze pewna róznice cisnien miedzy zawartoscia S02 w cieczy oraz w gazie, wiec przy pracy na zimno w zwyklych warunkach nie osiaga sie nigdy tak duzej zawartosci S02 w mie¬ szaninie gazowej, jak w pierwotnych ga¬ zach prazenia. Taki sposób postepowania, pomimo duzej czystosci otrzymywanej mie¬ szaniny gazowej, niema zadnej wartosci praktycznej.Zgodnie z wynalazkiem, osiaga sie o- trzymywanie bogatej i czystej mieszaniny gazowej S02 i powierza nawet bez ogrze¬ wania roztworu dwutlenku siarici, a to dzie¬ ki temu, ze afosorbcje dwutlenku siarki z gazów pierwotnych prowadzi sie pod zwiekszonem cisnieniem, sposobem, wedlug patentu niemieckiego 421725, a polskiego 6733, natomiast odpedzanie dwutlenku siarki z zimnego roztworu uskutecznia sie zapomoca strumienia powietrza, pod cisnie¬ niem atmosferycznem lub nieco mniejszem, przyczem niedopreznosc powodowana jest wsysaniem powietrza , przeznaczonego do zmieszania. W ten sposób mozna otrzymac nietylko mieszaniny, zawierajace 20% S02 i 80% powietrza, lecz takze mieszaniny o jeszcze wyzszej zawartosci S02, co zalezy od zastosowanego cisnienia absorbcji. Po¬ niewaz jednakze zawartosc S02 nie powin¬ na przekraczac 25% na objetosc, gdyz ina¬ czej zawartosc tlenu w mieszaninie nie wy¬ starczylaby do utlenienia, wiec dalszy nad¬ miar S02 nalezaloby obnizyc przez dalsza domieszke powietrza, o ile mieszanina ga¬ zowa ma sluzyc do kontaktowego procesu otrzymywania kwasu siarkowego.Do otrzymywania mieszanin gazowych, zawierajacych 18 do 20% objetoscio¬ wych S02 na drodze zimnej, roztwory po¬ winny zawierac 30 do 35 kg S02 w 1 m3.Z umiarkowanie ogrzanych roztworów, np. do 25°C otrzymuje sie te zawar¬ tosc gazów dopiero wtedy, gdy kazdy m3 roztworu zawiera 25 kg S02. Te ostatnia zawartosc, mozna otrzymywac z normal¬ nych gazów prazenia, stosujac nadprez- nosc okolo 3 atmosfer. Do gazów ubozszych nalezy stosowac odpowiednio wieksze ci¬ snienie pochlaniania, Mozna jednakze pra¬ cowac takze i z mniejsza zawartoscia S02 w roztworach, poniewaz gazy do procesu kontaktowego moga nie zawierac 18 do 20% objetosciowych S02. Tak wysoka za¬ wartosc ich umozliwia jedynie prowadze¬ nie procesu kontaktowego nawet z gazami zimnemi. Poniewaz cieplo reakcji tak bo¬ gatych gazów wystarcza do podtrzymania procesu, wiec mase kontaktowa nalezy tyl¬ ko na poczatku procesu ogrzac do tempe¬ ratury reakcji.Na zalaczonym rysunku wyobrazono przyklad urzadzenia do wykonania spo¬ sobu wedlug wynalazku. — 2 —Sprezarka A zaopatrzona jest w trzy cylindry: cylinder parowy a, cylinder spre¬ zania b i cylinder rozprezania c. Zadaniem tego ostatniego jest wyzyskanie preznosci niepochlonietych gazów, w znany sposób zpowrotem, dla ruchu sprezarki. Aby to u- skutecznic w wystarczajacym stopniu, na przewodzie od pochlaniacza do cylindra rozprezania wlaczony jest aparat grzejny B ogrzewany cieplem odloein albo zaopa¬ trzony w palenisko bezposrednie. Cylinder parowy a mozna oczywiscie zastapic elek¬ trycznym napedem lub innem dowolnem u- rzadzeniem.Uprzednio oczyszczone gazy prazenia, wsysane przewodem d, przez cylinder spre¬ zania 6 prowadzi sie w stanie sprezonym przez przewód e do kotla rurowego C, w którym oddaja one swe cieplo sprezania gazom, doplywajacym korzystnie z pochla¬ niacza D przewodem g i plynacym nastep¬ nie przewodem h, w celu dalszego ogrzewa¬ nia, do ukladu rurowego w ogrzewaczu B, z którego dostaja sie przewodem i do cy¬ lindra rozprezania c.Z aparatu C oziebione sprezone gazy przewodem f wchodza od dolu do pochla¬ niacza D, w którym panuje pewne zgóry odmierzone cisnienie zwiekszone i który jest wypelniony koksem w drobnych ka¬ walkach lub innym odpowiednim materja- lem, zraszanym woda z rury k. Zbierajacy sie w dolnej czesci pochlaniacza roztwór S02, którego poziom mozna zobaczyc na wskazniku, zostaje, pod dzialaniem cisnie¬ nia panujacego w D, przewodem / w spo¬ sób dajacy sie regulowac zapomoca wla¬ czonego zaworu, wpedzony na wysokosc wiezy odgazowania E, to jest zwyklej wie¬ zy z plaszczem olowianym. W wiezy tej, wypelnionej równiez koksem lub podobnie drobnym materjalem, prowadzi sie w prze- ^ ciwpradzie wzgledem cieczy opadajacej w S?) postaci rosy, strumien powietrza, wsysany miechem F przez przewód m i przez otwór n, znajdujacy sie u dolu wiezy E. Moc stru¬ mienia powietrza miarkuje sie tak, zeby o- trzymac mozliwie bogata w S02 miesza¬ nine gazowa, o tyle, o ile sie to da osia¬ gnac w mysl prawa Henry-Daltona, w za¬ leznosci od stezenia roztworu S02. Ciecz, prawie wolna od zawartego w niej S02, dostaje sie stale przez rure o do odplywu.W przypadkach, w których roztwór S02, przeprowadzony przez wieze w postaci ro¬ sy, nie zostal dostatecznie odgazowany, mozna go wprowadzic do drugiej wiezy o- raz spuscic w postaci rosy przez jej wy¬ pelnienie. Przez obie ostatnie wieze powie¬ trze nalezy kolejno przepuszczac w prze- ciwpradzie wzgledem cieczy.W razie nadmiaru odloein parowych mozna je stosowac, jako domieszke do po¬ wietrza, wsysanego w celu odgazowywania roztworu S02. Para ta jednak stracilaby sie juz w dolnej strefie wiezy pod dziala¬ niem zimnej cieczy zraszania, a dzialanie jej polegaloby na tern, ze niewielka reszta SO<2 pozostala w roztworze, uleglaby dal¬ szemu zmniejszeniu. Osiagalne maksimum zawartosci S02 w gazach zalezne jest i w takim przypadku jedynie od /temperatury i zawartosci S02 w roztworze, pochodza¬ cym z pochlaniacza.Poniewaz gazy te, opuszczajac zimny roztwór, zawieraja tylko nieznaczna ilosc wody, wiec mozna poniechac, ewentualnie calkowitego ich suszenia. Zbyteczne jest równiez ich podgrzewanie, jesli pracuje sie z wysoka zawartoscia S02, o ile to jest do¬ puszczalne. Gazy dostaja sie nastepnie bezposrednio z miecha F rura p do pieca kontaktowego G, ogrzanego uprzednio do temperatury reakcji. Piec ten moze byc zaopatrzony w plaszcz oziebiajacy r, albo tez mozna zastosowac miedzy pierwsza a druga warstwa kontaktowa wbudowany u- klad rur, w celu odprowadzania nadmiaru ciepla reakcji. Mozna to uskuteczniac, ozie¬ biajac piec zapomoca powietrza lub zim¬ nych odloein z pochlaniania pod cisnie¬ niem. Pracujac z gazami o mniejsizej zawar-tosci S02, mozna je wprowadzic w znany sposób w celu podgrzania przez plaszcz oziebiajacy, albo przez uklad rur, jeszcze przed wprowadzeniem ich do pierwszej warstwy kontaktowej. Rura gazy do urzadzenia pochlaniajacego S02.Gospodarcza wartosc procesu polega na tern, te przy jego pomocy mozna prze¬ rabiac wszystkie gazy, których bezposred¬ nia przeróbka sposobem kontaktowym na¬ strecza trudnosci. Do gazów takich naleza gazy prazenia, zawierajace gazowe tru¬ cizny dla kontaktów, nie dajace sie oddzie¬ lic elektrostatycznym sposobem oczy¬ szczania. W takich przypadkach zwykle aktywnosc substancji kontaktowej bardzo szybko maleje, natomiast przy pracy z czy- stemi mieszaninami gazowemi, otrzymane- mi sposobem wedlug wynalazku, isubstan- cje kontaktowe zachowuja swa aktywnosc przez czas nieograniozony.Dalsza zaleta wynalazku polega na tern, ze zamiast powietrza, prawie do polo¬ wy zuzytego przy procesach prazenia lub spalania siarki, uzywa sie znowu powie¬ trza swiezego o pelnej nie zuzytej zawar¬ tosci tlenu. Dzieki temu, mozna przecietnie pracowac z prawie trzykrotnem stezeniem gazu i bez uprzedniego podgrzewania go, przyczem wielkosc aparatu kontaktowego tak zostaje zmniejszona, ze koszta urza¬ dzenia sprezajacego i urzadzenia chlonne¬ go zostaja wyrównane. Przy pracy nowym sposobem odpadaja koszta podgrzewania gazu, które przy obnizonej aktywnosci kon¬ taktów oraz przy uzyciu rozcienczonych gazów, sa czesto bardzo znaczne. Zamiast tego potrzebne sa tylko nieznaczne koszta ogrzania odlocin sprezonych, przed ich rozprezeniem w maszynie. Do tego celu w hutach metalowych ma sie zwykle do roz¬ porzadzenia za darmo cieplo odlotowe z pieców redukcyjnych.Wynalazek ainiejfszy nie ogranicza sie do opisanego przykladu wykonania. Proces powyzszy mozna bowiem stosowac korzyst¬ nie równiez do innych celów, nietylko do kontaktowego procesu wytwarzania kwasu siarkowego, gdzie duze znaczenie ma o- trzymywanie czystej mieszaniny S02 z po¬ wietrzem, mozliwie stezonej, jak np. do procesu Hargreaves.W zwiazku z zastrzezeniem patento- wem nalezy jeszcze zaznaczyc, ze odpe¬ dzanie, pochlonietego w wodzie S02, zapo- moca powietrza mozna uskuteczniac rów¬ niez w wyzszej temperaturze, ogrzewajac ten roztwór albo ogrzewajac powietrze, albo tez stosujac mieszanine pary wodnej z powietrzem. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie paten to we. Sposób otrzymywania wysok3 procen¬ towych mieszanin gazowych S02 z powie¬ trzem z gazów prazenia albo innych gazów, zawierajacych SO^ zwlaszcza do kontak¬ towego procesu wytwarzania kwasu siar¬ kowego, przez pochlanianie S02 w wodzie pod cisnieniem, znamienny tern, ze przez otrzymany pod cisnieniem wysokoprocen¬ towy roztwór S02 przepuszcza sie powie¬ trze w ilosci potrzebnej do wytworzenia odpowiedniej mieszaniny gazów, przyczem proces ten prowadzi sie w wiezy zraszania lub podobnej, w razie potrzeby po umiar- kowanem ogrzaniu* Max Schroeder. Zastepca: Inz. Cz. Raczynski, rzeciaik patentowyDo opisu patentowego Nr 16348. Druk L. Boguslawskiego ) Ski, Warszawo. PL