SU1763360A1

SU1763360A1 - Установка дл производства серной кислоты

Info

Publication number: SU1763360A1
Application number: SU904777140A
Authority: SU
Inventors: Владимир Ильич Тошинский; Евгений Васильевич Муравьев; Николай Николаевич Видякин; Нина Михайловна Шуваева; Ростислав Владимирович Еременко; Геннадий Васильевич Масловский; Игорь Васильевич Горбатенко
Original assignee: Харьковский политехнический институт; Научный Институт Удобрений И Инсектофунгицидов Научно-Производственного Объединения "Минудобрения"
Priority date: 1990-01-03
Filing date: 1990-01-03
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Изобретение относитс к аппаратурному оформлению производства серной кислоты контактным методом из серосодержащего сырь . Цель изобретени - повышение экономичности установки за счет снижени капитальных затрат и снижени гидравлического сопротивлени . Поставленна цель достигаетс тем, что в установке дл производства серной кислоты по методу одинарного или двойного контактировани под давлением каталитические активные элементы, на которых происходит конверси диоксида серы в три- оксид, установлены между секци ми 3 и 5 пароперегревател котла-утилизатора. 1 ил

Description

Изобретение относится к области производства серной кислоты контактным методом из серосодержащегосырья, а именно к аппаратному оформлению указанного производства. 5

Известна установка производства серной кислоты по методу двойного контактирования (ДК), включающая печь.для сжигания серусодержащего сырья, преимущественносеры, контактные аппараты с не- 10 сколькими горизонтально расположенными слоями ванадиевого катализатора, теплообменниками и абсорберы.

Недостатком установки является высокая себестоимость серной кислоты из-за 15 значительных капитальных затрат и большого расхода электроэнергии, затрачиваемой на преодоление сопротивления слоев катализатора и газового тракта установки, а также значительный выброс вредных ве- 20 ществ в окружающую среду.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам является установка производства серной кислоты по методу ДК под давлением 7,0 МПа, включа- 25 ющая печь для сжигания серосодержащего сырья, преимущественно серы, котел-утилизатор с двумя ступенями пароперегревателя, контактные аппараты со слоями ванадиевого катализатора и абсорберы. 30 Данная установка имеет существенные преимущества по сравнению с известной как экологически более чистая. Однако она недостаточно экономична: удельные капитальные затраты составляют 35,6 руб/т мнг. 35 суммарное гидравлическое сопротивление 2,5 кг/см².

Цель изобретения - повышение экономичности установки за счет снижения капитальных затрат и гидравлического 40 сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно снабжена каталитически активными элементами, установленными между ступенями пароперегревателя 45 котла-утилизатора.

Отличие предлагаемой установки от известных. на сегодня технических решений заключается во введении новых функциональных взаимосвязей котла-утилизатора и 50 контактных аппаратов установки.

На чертеже схематически изображена заявляемая установка, включающая печь 1 для сжигания серы, испарительный блок 2 котла-утилизатора, блок 3 второй ступени 55 пароперегревателя (по ходу пара), каталитически активные элементы 4, блок 5 первой ступени пароперегревателя (по ходу пара) котла-утилизатора, газопровод 6технологического газа, контактный аппарат 7 со слоем ванадиевого катализатора (I ступень), теплообменник 8 технологического газа, водяной экономайзер 9 котла-утилизатора, абсорбер 10, контактный аппарат 11с двумя слоями ванадиевого катализатора (II ступень), линию 12 питательной воды, барабан 13 котла-утилизатора, пароохладитель 14.

Установка работает следующим образом.

В печь под давлением подается воздух и жидкая элементарная сера. В печи сера сгорает и превращается в диоксид серы. Высокотемпературный технологический газ, содержащий диоксид серы, направляется через испарительный блок 2 котла-утилизатора и блок 3 второй ступени пароперегревателя (по ходу пара) на каталитически активные элементы 4.

При этом технологический газ охлаждается котловой водой и пароводяной смесью, проходящих по трубам испарительного блока 2, а затем перегретым паром, проходящим по трубам блока 3 второй ступени пароперегревателя. На каталитически активных элементах 4 осуществляется конверсия диоксида серы в триоксид серы и подогрев технологического газа. Следует отметить, что в зависимости от заданных при проектировании условий, необходимых для обеспечения оптимального технологического режйма с высокими конечными степенями превращения (Х_к=0,9995-0,9998), каталитическая реакция на элементах 4 может осуществляться как в адиабатных, так и в изотермических условиях. В зависимости от требований каталитически активные элементы 4 могут выполняться в виде слоя гранулированного катализатора или в виде охлаждаемых изнутри труб, на наружную поверхность которых нанесен слой каталитически активного вещества.

Подогретый при прохождении элементов 4 технологический газ, содержащий диоксид и триоксид серы, направляется к блоку 5 первой ступени пароперегревателя, Проходя через блок 5 технологический газ ' снова охлаждается (паром, проходящим пс трубам блока 5), до температуры, которая требуется для обеспечения оптимального режима работы в слое ванадиевого катализатора, и по газопроводу 6 направляется к контактному аппарату 7 (I ступень). При прохождении слоя ванадиевого катализатора е аппарате 7 обеспечивается дальнейшее окисление технологического газа (с учетов · превращения на элементах 4 степень пре вращения Xi может достигать 83,5%). Затег технологический газ направляется чере;

теплообменник 8 (в котором технологическими газами, идущими на II ступень контак тирования), через водяной экономайзер 9 котла-утилизатора (в котором охлаждается питательной водой котла-утилизатора) в абсорбер 10. В абсорбере 10 выделяется образовавшийся при прохождении элементов 4 Е и аппарата 7 трйоксид серы. Технологический газ, подогретый в теплообменниках 8, направляется в аппарат 11 с двумя слоями катализатора (II ступень контактирования). В аппарате 11 осуществляется конверсия 1 диоксида серы в триоксид др конечной ступени превращения (Х_к=99,95%). Затем газ последовательно проходит через теплообменнике, водяной экономайзер9,в которых охлаждается и поступает в абсорбер 10, в 1 котором выделяется триоксид серы, образовавшийся в аппарате 11. Отработанный охлажденный технологический газ выбрасывается в атмосферу. Одновременно питательная вода, нагретая в водяном эко- 2 номайзереЭ, по линии 12 питательной воды направляется в барабан 13 котла-утилизатора. Из барабана 13 вода поступает в испарительный блок 2 котла-утилизатора, насыщенный пар - в блок 5 первой ступени 2 пароперегревателя. Затем в блок 3 второй ступени пароперегревателя и направляется к потребителю. Регулирование температуры перегрева пара обеспечивается пароохладителем 14. 3

Технический эффект предлагаемой установки производства серной кислоты заключается в следующем. Размещение каталитически активных элементов между ступенями пароперегревателя дает возможность уменьшить объем ванадиевого катализатора в аппаратах I ступени 5 контактирования и уменьшить сопротивление газового тракта установки.

Одновременно в результате конверсии диоксида серы на контактных элементах увеличивается доля высокопотенциального 0 тепла, которая используется в зоне пароперегревателя котла-утилизатора, и снижается доля, используемая в водяном экономайзере. При таким перераспределении подвода тепла по газовому тракту кот5 ла-утилизатора обеспечивается снижение удельной металлоемкости пароперегревателя и повышение надежности установки (в результате снижения степени кипения питательной воды в водяном экономайзере).

Claims

Формула изобретения

Установка для производства серной кислоты под давлением, включающая печь для сжигания серосодержащего сырья, котел-утилизатор с двумя ступенями пароперегревателя, контактные аппараты со слоями катализатора и абсорберы, отличающаяс я тем, что, с целью повышения экономичности установки за счет снижения капитальных затрат и гидравлического сопротивления, она дополнительно снабжена каталитически активными элементами, установленными между ступенями пароперегревателя котлаутилизатора.