SU980611A3 - Способ управлени производством серной кислоты нитрозным методом из содержащего двуокись серы потока отход щего газа - Google Patents

Description

(5) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ СЕРНОЙ

КИСЛОТЫ НИТРОЗНЫМ МЕТОДОМ ИЗ СОДЕРЖАЩЕГО

ДВУОКИСЬ СЕРЫ ПОТОКА ОТХОДЯЩЕГО ГАЗА

1

Изобретение относитс  к управлению производством серной кислоты нйтрозным методом и может быть использовано в химической промышленности при автоматизации производства серной кислоты нитрозным методом из содержащего двуокись серы потока отход щего газо.

Известен способ управлени  производством серной кислоты нитрозным методом, основанный на регулировании плотности кислоты, выход щей из зоны денитрации, изменением подачи в нее .разбавленной кислоты или воды ,1.

Недостаток известного способа большие потери оксидов азота с отход щими газами.

Цель изобретени  - снижение потерь оксидов азота с отход щими газами .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу дополнительно регулируют подачу продукта, содержащего соединени  азота и кислорода , в контур рециркул ции разбавленной кислоты 9 зависимости от содержани  окислов азота в газовом потоке зоны абсорбции.

При этом содержание окислов азота определ ют на входе или на выходе или внутри зоны абсорбции.

Кроме того, в качестве продукта , содержащего соединени  азота и , кислорода, используют азотную кисло10 У или оксиды азота.

Установки по производству серной кислоты нитрозным способом состо т из нескольких наполненных насадкой башен, соединенных последовательно,

,5 через которые рециркулирует кислота различной концентрации. Значительные потери оксидов азота происход т, KOI- да отработанные газы содержат избыток N0 или избыток N0. Правильное

20 соотношение N0.  вл етс  предпосылкой дл  оптимальнойабсорбции оксидов азота. N0 - бесцветный (невидимый ) газ, поэтому неправильное регулирование системы серна  кислота-оксиды азота может через корот3 кое врем  привести к потере больших количеств оксидов азота с отработан ными газами, выход щими в атмосферу без видимого желтого шлейфа. При производстве серной кислоты нитрозным способом выгодно эксплуатировать установку так, чтобы отрабо .танньге газы икели незначительный, но  сно различимый желтый оттенок. Повышение содержани  пониже.1 ние содержани  N0 в отработанных га зах системы серна  кислота - оксиды азота могут достигатьс .увеличением добавлени  азотной кислоты, уменьшением охлаждени  в продукцион ных башн х и/или .увеличением добавлени  воды.в продукционные башни Регулированиенекоторых условий в одной насадочной башне системы всегда вли ет на услови  в других насадочных башн х, поэтому довольно трудно поддерживать всю систему в равновесии. Дл  обслуживани  известных систем серна  кислота -окси ды азота требуетс  опытный кв.алифицированный персонал, способный эксп луатировать установку с незначитель ными потер ми оксидов азота. Так, потери оксидов азота в системе следует компенсировать путем добавлени  азотной кислоты или концентрированных нитрозных газов, нап ример газов, образующихс  при каталитическом окислении аммиака. В известных установках по производству серной кислоты нитрозным способом добавление азотной кислоты или доба ление концентрированных содержащих оксиды азота газбв осуществл етс  в головной части башни денитрации либо в начале потока продукционной башни, котора  орошаетс  кислотой концентрацией более 70 вес. % H,SOx В известных системах серна  кислота - оксиды азота необходимость добавлени  азотной кислоты или газо с большим содержанием оксидов азота определ етс , в частности, по содержанию нитрозы в кислоте, котора  вытекает из зоны абсорбции в отстой ник этой зоны, так как в этой кисло те содержание нитрозы наибольшее по сравнению со всеми кислотами в сис теме. В изобретении все башни системы орошаемые серной кислотой концентра цией более 60 вес.%, и выдел ющиес  газы, содержащие больше газооб|эазных соединений азота и кислоро4 да, чем газы, поступающие в Ьашню, относ тс  к зоне денитрации. В известных установках по производству серной кислоты нитрозным способом добавление азотной кислоты или других веществ, содержащих оксиды азота, производитс  в любом месте зоны денитрации, регулирование окраски отработанных газов системы , т.е. регулирование отношени  NO:NO,2. этих газах, осуществл етс  обычно путем добавлени  больших или меньших количеств воды к кислотам , рециркулирующим через зону денитрации и через зону абсорбции оксидов азота. За работой установки необходим посто нный контрол ь,требующий многочисленных измерений плотности и определени  содержани  нитрозы в рециркулирующей кислоте.Автоматическое регулирование известных систем едва ли осуществимо. . Кроме того, недостатком известных систем серна  кислота - оксиды азота  вл етс  очень медленна  реакци  на регулирование отношени  NO.NO.- в газах. Например, если понижение содержани  502 в поступающем газе приводит к образованию желтой полосы в отход щих из системы газах, то требуетс  отрегулировать работу установки описанным способом, что оказывает свое действие и вызывает исчезновение желтой окраски отход щих газов только через несколько часов. Предлагаемый способ решает проблему регулировани  состава отработанных газов производства серной кислоты нитрозным способом в течение нескольких минут и обеспечивает автоматизацию всей системы, улучшает скоростной способ регулировани  отношени  NO:N02 в отход щих из системы газах так, чтобы они выходили без (или практически без) желтого шлейфа, обусловленного содержанием в них N02, из дымовой трубы дл  отвода отход щих газов и в то же врем  без чрезмерных потерь (бесцветного ) N0 в системе. Кроме того, улучшаетс  эжсси  г.азов из системы , в которых содержание оксидов азота ниже верхнего, предписанного законом предела (например 400 м.д.). Регулирование процесса включает следующие стадии: измерение содержани  N0 в газовом потоке в зоне абсорбции или ниже (по ходу потока) зоны, абсорбции или одновременно и в зо5 не абсорбции и ниже нее, и введени соединени  азота и кислорода в раз бавленную рециркулирующую кислоту меньшей мере одного из двух секторов зоны обработки,S02 в тех случа  х, когда в точке (или точках) кон рол  N0 конкретное предельное зна чение содержани  N0 или крутизна повышени  в единицу времени содержани  N0 в газовом потоке превыш ны в количестве, достаточном дл  ус ранени  этого превышени , без изме нени  концентрации кислоты в зоне а сорбции . Конкретные предельные значени  с держани  N0 или крутизны повышени  завис т от конкретной схемы данной установки, в частности от размеров различных башен. Необходимо при про изводстве серной кислоты нитрозным способом, в частности интенсифициро ванным башенным способом Петерсена , определить оптимальные эксплуатационные услови  процесса дл  каждой конкретной установки и затем настроить контрольно-измерительные приборы, примен емые по предлагаемо му способу так, чтобы они обеспечивали достижение оптимального пре дельного значени  или оптимальной крутизны повышени . Оптимальное отношение NO:NOo в зоне абсорбции или в отработанных газах зоны абсорбции может достигат с  в течение нескольких шнут и может быть автоматизирована вс  система в целом, если, в зависимости от содержани  N0 в газах, отход щих из зоны абсорбции, азотна  кислота или другие жидкие или газообразные вещества, содержащие соединение азота и кислорода, подаютс  в рециркулирующую разбавленную кисл ту или в зону обработки 50,котора  орошаетс  разбавленной кислотой . Разбавленна  кислота тер ет добавленную азотную кислоту или дру гие соединени , содержащие оксидь азота, сравнительно быстро. Во врем  потреблени  азота, содержащегос  в разбавленной кислоте, происходит энергична  реакци , и обработ ,ка 50 значительно ускор етс . Таким образом, изобретение обеспечивает компенсацию в ответ на возросшее содержание N0 вследствие недостаточного общего содержани  NOy в системе. Увеличение содержани  N0 в системе указывает на то. 1« ЧТО активность разбавленной кислоты , рециркулирующей в соответствующем секторе или в обоих секторах зоны обработки SOv, понижаетс . Путем добавлени  небольших количеств азотной кислоты или подобного соединени  азота и кислорода активность разбавленной кислоты в зоне обработки 50 стимулируетс  достаточно дл  осуществлени  превращени  50 -SO-s, в зоне обработки SO и, даже в случае недостатка оксидов азота, в общем балансе систем. Это позвол ет поддержи- вать в системе практически минимально возможное содержание N0, т.е. в системе не требуетс  избыток N0.. Происход щие в системе изменени , особенно те, которые вызваны колебани ми содержани  S02 в поступающем газе, корректируютс  в течение нескольких секунд, и стимулирующее действие каждого введени  небольцюго количества продолжаетс  приблизительно 10-15 мин. Следовательно, описанные меры дл  регулировани  содержани  оксидов азота нацелены, в первую очередь, не на повышение содержани  NOy в системе вследствие общего недостатка в ней N0)1, а на стимулирование активности разбавленной кислоты, рециркулирующей в зоне обработки 50, каждый раз, как ее становитс  недостаточно . Азотную кислоту или оксиды азота добавл ют в зону обработки SO.в жидкую фазу разбавленной кислоты. -Предпочтительно жидкость, котора  представл ет собой или содержит соединение азота и кислорода (например, азотную кислоту),либо в смеси с разбавленной кислотой, ввод т в насадку башни зоны обработки 50 таким образом, что смешивание добавленной жидкости с разбавленной кислотой про исходит в насадках башен этой зоны. Соединени ми азота и кислорода вл ютс  такие соединени , которые примен ютс  при нитрозном способе роизводства серной кислоты, т.е. 0, N0,.0b нитроза или азотна  ислота, а также (необ зательно) вердые кристаллы камеры. При нитозном способе азотиста  кислота гновенно окисл етс  до окиси азота ли выдел ет азотистый ангидрид, или бразует с серной кислотой нитрозу. Газообразными веществами, котоые содержат азот, св занный с кисородом ,  вл ютс  такие газы, котоые содержат N0 или NO,, или . идкими веществами  вл ютс , в частости , сама азотна  кислота или нит роза.5

Количество вещества, содержащего соединение азота и кислорода, возрэстает пропорционально повышению содерани  N0 в газовом потоке в зоне абсорбции или после нее.. О

Однако на установках с простой схемой скорость добавлени  вещества , содержащего соединение азота и кислорода, можно поддерживать посто нной до тех пор, пока содержание ts N0 в газовом потоке ниже (по ходу газа) зоны абсорбции п эевышает упом нутое пре;1ельнЪе содержание N0.

Количество соединени  азота и кисорода , добавл емое на каждой ста- 20 дии регулировани  в зоне обработки S02 (сектор предварительной обработки или главный сектор),очень мало по- сравнению с общим количеством нитрозы, рециркулирующей,в сие- 25 теме. Допустим, что в системе непрерывно рециркулирует около 100 т кислот при содержании около 3% нитрозы в кислотной фазе и в газовой фазе, это означает, что в системе рециркули- зо рует около 3 Т нитрозы. Дл  корректирующего действи  в ответ на возросшее содержаниеN0, измеренное в указанных точках, требуетс  добавить в разбавленную кислоту, рециркулирующую э в зоне обработки SO., от 100 до ,. 1000 мл азотной кислоты или аналогичного соединени  азота и кислорода. Такие незначител ьнТз1е количества соедине ни  азота и кислорода вызывают нуж- до ное действие в течение меньше чем 10 мин, и не  вл ютс  обычной компенсацией потерь N0) в системе в целом. Дл  этого потребуетс  .добавление значительно большего количества со- j держащей нитрозы кислоты или азотной кислоты дл  компенсации потерь NOx в системе, причем в ранее известных интенсифицированных процессах добавление предпочтительно осуществл ют в JQ зоне денитрации.

При работе по другому способу количество вещества, которое содержит соединение азота и кислорода, увеличивают с такой скоростью, с какой пре вышаетс  предельное значение крутизны возрастани  в единицу времени содержани  N0 в газовом потоке в зоне абсорбции или ниже нее (по ходу газа).

В качестве соединени  азота и кислорода преимущественно примен ют азотную кислоту.

Кроме того, соединение азота и килорода состоит предпочтительно из оксидов азота, образующихс  при сжигании аммиака.

Жидкое вещество, содержащее азот, соединенный с кислородом, может быть получено, в частности, путем абсорбции оксидов азота серной кислотой .

Добавление упом нутого соединени  азота и кис;лорода или вещества, содержащего eroj предпочтительно прекращают , тогда содержание N0 в газовом потоке ниже (по ходу газа) зоны абсорбции падает ниже посто нного значени , которое ниже предельного содержани  N0 или добавление вещества умен ьшают, когда содержание N О в газовом потоке ниже (по ходу газа) зоны абсорбции падает ниже предварительно заданного предельного значени  крутизны повышени  в единицу времени .

Дл  эффективной работы предпочтительно измер ть концентрацию NOnB газовом пбтоке ниже (по ходу газаТ зоны абсорбции и прекращать добавление указанного вещества в рециркулирующую разбавленную кислоту в зоне обработки когда превышено определенное содержание N0 2 или когда превышен предел крутизны повышени  содержани  N0 в газовом потоке в точках контрол  содержани  N0. В этой св зи целесообразно повышать количество содержащей нитрозу кислоты, вытекающей из зоны абсорбции , и, соответственно, вводить в эту зону кислоту с меньшим содержанием нитрозы или совсем не содержащую нитрозы из зоны денитрации, когда превышено второе, верхнее предельное значение содержани  N0 в газовом потоке ниже (по уходу газа) зоны абсорбции, иликогда превышен второй верхний предел крутизны повышени  содержани  NO,в газовом потоке ниже (по ходу га.за) зоны абсорбции .

По меньшей мере часть вещества,

вводимого в зону обработки 50, может состо ть из содержащей нитрозу серИой кислоты, отобранной из зоны абсорбции, в этом случае содержание соеди21ени  азота и кислорода в содержащей нитрозу серной кислоте. отобранной из зоны абсорбции и поступающей в зону обработки 50, может быть увеличено путем добавлени  азотной кислоты. В предпочтительном варианте осуществлени  способа предусмотрена вы ше (по ходу газа) зоны денитрации зона предварительной обработки, че рез которую осуществл етс  отдельна  рециркул ци  разбавленной кисло ты и через которую газовый поток пр ходит до поступлени  в зону денитр ции . В зону предварительной обработки ввод т часть общего количества вещества, содержащего соединение азота и кислорода, или само это соединение как таковое. Количество этого вещества может быть отведено из содержащей нитрозу серной кислоты , котора  течет из зоны абсорбции в зону обработки 50. По меньшей м ре часть количества соединени  азота и кислорода, подлежащего введению в зону предварительной обработки , может состо ть из газообразных оксидов азота, которые получают путем окислени  аммиака и ввод т I в газовый поток до его поступлени  в зону предварительной обработки. Содержание соединени  азота и ки лорода в содержащей нитрозу отобранной и зоны абсорбции серной кислоте, котора  частично вводит,с  в главный сектор зоны обработки и частично в сектор последней зоны, образующий зону предбарительной об1работки , тоже можно увеличить путем добавлени  азотной кислоты. Кроме того, плотность кислоты, выход щей из зоны денитрации, можно поддерживать посто нной путем добавлени  разбавленной кислоты или воды , в то врем  как плотность разбавленной кислоты, рециркулирующей через главный сектор зоны обработки SO, можно поддерживать посто нной путем добавлени  кислоты из зоны предварительной обработки или воды. Изобретение обеспечивает установку дл  отделени  N0 из готового потока , содержащего SO по меньшей мере периодически, в концентраци х, недопустимо высоких дл  выброса в атмосферу, с сопутствующим производством серной кислоты нитрозным спосо бом, причем работа данной установки регулируетс  в зависимости от содержани  N0 или N0 и N0 и/или соотношени  NOrNQj в отработанных газах системы. установка включает в себ  последовательно зону денитрации, зону обработки SO. и зону абсорбции .оксидов азота, причем кажда  зона включает в себ  по меньшей мере одно устройство дл  проведени  реакции между газом и жидкостью, которое оборудовано отстойником дл  отбора жидкости , выход щей со дна соответствующего устройства, линию газового потока, котора  после цовательно входит в какую-либо часть, предпочтительно нижнюю , зоны денитрации и выходит из какой-либо части,предпочтительно верхней , этой зоны в зону обработки 50, откуда - в зону абсорбции оксидов азота и выходит из какой-либо части, предпочтительно верхней, зоны абсорбции в атмосферу) линию рециркул ции разбавленной кислоты через зону обработки 50-, линию рециркул ции кислоты из первого отстойника (по ходу газов) зоны абсорбции оксидов азота к верхней части зоны денитрации и отстойника этой зоны к какой-либо части,предпочтительно реакционного устройства,зоны абсорбции оксидов азота , котора  предусмотрена в предлагаемой установке,линию додачи соединени , азота и кислорода в жидкую или газовую фазу, котора  соединена с линией рециркул ции разбавленной кислоты через зону обработки SOx, измерительное устройство дл  определени  содержани  N0 в газовом потоке,причем это устройство соединено с зоной абсорб-.. ции или с линией, газового потока ниже (по ходу газа) зоны абсорбции или одновременно с зоной абсорбции и линией ниже (по ходу газа) зоНы абсорбции , и регулировочное устройство дл  добавлени  соединени  азота и кислорода в зависимости от содержани  N0 , измеренного при помощи змерительного устройства. В улучшенном варианте предлагаеой установки предусмотрено устройтво дл  измерени  содержани  N0 газовом потоке: устройство соедиено с линией газового потока ниже (по ходу газа) зоны абсорбции и реулировочное устройство включает улучшенное регулировочное устройтво , которое отключает или уменьшат подачу соединени  азота и кислороа в зависимости от содержани  N0 газовом потоке, измеренном при 11 помощи устройства дл  измерени  содержани  NOjj. Установка линии подачи соединени  азота и кислорода в виде содержащей нитрозу серной кислот предпочтительно может быть соединен с отстойником реакционного устройства зоны абсорбции оксидов азота. .Эта лини  подачи может оборудоватьс  средствами дл  введени  в нее азотной кислоты. Предлагаема  установка может вкл чать в себ  зону предварительной обработки выше (по ходу газа) зоны денитрации, имеющую .реакционное уст ройство и отстойник, в то врем  как лини  Тазового потока проходит сначала в зону предварительной обра ботки, предпочтительно в нижнюю ее часть и из другой ее части в какуюлибо часть, предпочтительнонижнюю зоны денитрации, где может предусматриватьс  отдельна  лини  дл  рециркул ции через нее разбавленной кислоты, предпочтительно проход ща  через зону предварительной обра-. ботки сверху вниз, а также уравнителъна  лини  между отслойниками зо ны предв.арительной обработки и зоны денитрации, и отвод от упом нутой линии подачи к верхней части зоны предварительной обработки. На фиг. 1-5 представлены примеры выполнени  установки, реализующей предлагаемый способ. Установка дл  производства серно кислоты нитрозным способом (фиг. 1) включает в себ  обычные контактные башни дл  проведени  реакции между газом и жидкостью, наполненные насадкой . Ниже по ходу газового потока башни 1 денитрации находитс  зона обработки SO. с первой башней 2 И второй башней 3 ниже которых име ютс  насадки и 5, наход щиес  в одной башке и образующие зону абсор /5иии оксидов азота. Подлежащий обра |ботке отработанный газ, содержащий SO., поступает по входному т рубопро воду 6 в нижнюю часть денитрацмс нной башни 1 и по трубопроводу 7 идет головной части башни 1 в головную часть башни 2 зоны обработки 50, по газовому трубопроводу 8 из нижн части насадки башни 2 - в нижнюю часть насадки башни 3, откуда по трубопроводу 9 через насадку if - в садку 5, из головной части которой 112 по газопроводу 10 посредством вентил тора 11 выбрасываетс  в атмосферу. Как и в известной установке разбавленна  кислота рециркулирует по трубопроводу 12 подачи разбавленной кислоты при помощи насоса 13 через теплообменник 14 к головной части насадки башни 2 и собираетс  в нижней части ее в отстойнике 15, из которого разбавленна  кислота насосом 1б подаетс  по трубопроводу .17 через теплообменник 18 в головную часть набивки башни 3. Контур рециркул ции разбавленной кислоты мерез зону обработки 50 замыкаетс  путем откачивани  разбавленной кислоты из отстойника 19 башни 3 по трубопроводу 20. Предпочтительно а этом контуре рециркул ции разбавленной кислоты примен ют серную кислоту концентрацией приблизительно б5 вес.. Плотность разбавленной кислоты, рециркулирующей в зоне обработки SQ измер етс  при помощи устройства 21 дл  измерени  плотности на выходе кислоты из отстойника 19- Плотность можно регулировать известными способами путем добавлени  либо воды, либо кислоты (соответствующие клапаны и трубопроводы не показаны). Содержащую нитрозу серную кислоту откачивают насосом 22 из отстойника 23 общей башни зоны абсорбции оксидов азота (отстойник находитс  под насадкой ) по трубопроводу 2k в теплообменник 25, где она подогреваетс  и затем по трубопроводу 2б подачи кислоты поступает в головную часть башни 1 денитрации дл  орошени  наход щейс  в башне 1 насадки. После прохождени  через насадку башни 1 по.лученна . после денитрации кислота собираетс  в отстойнике 27 башни 1 и перекачиваетс  насосом 28 по трубопроводу 29 в теплообменник 30 и из него по трубопроводу 31 в головную часть верхней насадки 5 в башне зоны абсорбции ОКСИДОВ-азота. Из насадки 5 кислота течет вниз в насадку k, а подлежащий обработке газ проходит из насадки k в насадку 5. В этом случае не требуетс  от-L . ,семка газа между обеими насадками. После денитрации серна  кислота концентрацией 70-80 вес.% может быть отведена из трубопровода 31 по трубопроводу 32 с наход щимс  в нем клапаном 33 в сборник кислоты 3 и выведена из системы по спускному трубопроводу .

Таким образом, стади  денитрации осуществл етс  известным способом в насадке башни 1. Стади  обработки 50 осуществл етс  в насадках башен 2 и 3:, а стади  абсорбции оксидов азота - в насадках Л и 5 общей башни. В зоне обработки SОд башни 2 и 3 примен етс  серна  кислота концентрацией менее 70 вес.% Н SO/ (раз бавленна  кислота). В зоне денитрации башни 1 и в зоне абсорбции оксидов азота примен етс  кислота концентрацией 70-85 вес. HSO (абсорбционна  кислота,). Предпочтительна  концентраци  абсорбционной кислоты составл ет 72-80 вес Л.

Как и в известных установках по производству серной кислоты нитро-зным способом, оксиды азота выдел ютс  в свободном состо нии из кисло-20 ТЫ, вводимой в процесс, согласно изобретению в зоне денитрации и про ход т по газопроводу в зону абсорбции , где газообразные оксиды азота поглощаютс  серной кислотой. Этот процесс происходит следующим образом . Не содержаща  нитрозы абсорбц онна  кислота, идуща  от насадки башни 1 в отстойник 27, охлаждаетс  в теплообменнике 30 и насосом 28 по трубопроводу 31 подаетс  в насад ку 5, откуда поступает в насадку 4 и из нее в отстойник 23, откуда по трубопроводу 24 подаетс  насосом 22 в теплообменник 25 и по трубопро воду 26 возвращаетс  в насадку башни 1 , в которой оксиды азота, абсорбированные кислотой в насадках 4 и 5, снова выдел ютс  в газовый по Далее кислота дополнительно пере , качиваетс  насосами известным способом из отстойников каждой башни в головную часть этой же башни с целью интенсификации массообмена между газом и кислотой,(срответствующие устройства не показаны). В установке (фиг. Ппредусмотрен сборник 35, содержащий азотную кисло ту- или серную кислоту с высокой концентрацией нитрозы и/или азотной кислоты . Азотна  кислота поступает по трубопроводу Зб в сборник 35. Трубопровод 37 с клапаном 38, соединенный с отстойником 23 зоны абсорбции оксидов азота, ведет в сборник 35. Содержаща  нитрозу серна  кислота может подаватьс  по Трубопроводу 37 в сборник 35, который соединен

трубопроводом 39, оборудованным насосом kQ и клапаном 41, с головной частью первой башни 2 зоны обработки SOj.

Анализатор 2 соединен с газопроводом 10 и непрерывно измер ет содержание N0 в газах, проход щих по ЭТОМУ газопроводу от насадки 5 башни абсорбционной зоны. Если содержание N0 «ышедопустимого значени  или если скорость повышени  содержани  N0 превышает заданную скорость, насос 40 включаетс  посредством сигнала от анализатора k2 и серна  кислота с большим содержанием азотной кислоты поступает через клапан t в насадку башни 2.

Если анализатор k2 показывает, что содержание N0 в газах, выход щих из зоны абсорбции, ниже допустимого значени  или если скорость понижени  содержани  оксида азота в этих газах превышает минимальную допустимую скорость понижени , насос 40 отключаетс . Вместо включени  или выключени  насоса 40 можно регулировать также поток серной кислоты с большим содержанием азотной кислоты, увеличива  или уменьша  его расход. Запаздывание реакции системы регулировани  на сигнал от анализатора составл ет несколько минут.. : На установке (фиг. 1) анализатор 42 показан установленным в головной части насадки 5 абсорбционной части башни. Можно измер ть содержание оксида азота на входе газов в насадку 4 абсорбционной башни или между насадками 4 и 5 зоны абсорбции. Содержание оксида азота в этих точках .соответственно выше, чем на выходе из зоны абсорбции. Однако можно в качестве регулируемого параметра примен ть измерение внутри насадки абсорбционной зоны. Это вызывает уменьшение запаздывани  реакции на сигнал . Можно (в некоторых случа х целесообразно ) осуществл ть измерение содержани  N0 одновременно в различных точках зоны абсорбции оксидов азота. Кроме того, целесообразно добавл ть соединение азота и .кислорода , жидкого или газообразного вещества , содержащего это соединение, как можно ближе к началу потока в системе. При этом можно оказывать 159 значительное вли ние на содержание N0 в отработанных газах установки, даже при введении сравнительно небольших количеств соединени  азота и кислорода, Таким образом, изобретение позвол ет автоматизировать производство серной кислоты иитрозным способом. В установке (фиг. 2) влажные газы содержащие SOg, привод т в контакт с разбавленной кислотой в башне предварительной о бработки выше (по ходу газа) зоны денитрации, причем часть вод ного пара извлекаетс  из этих газов в насадке башни 3. Разбавленна  кислота, текуща  вниз из насадки башни.3 в отстойник kk это же башни, подаетс  наСосом kS по трубопроводу 6 в теплообменник 7, где кислота подогреваетс , и затем по трубопроводу А8 - в головную часть башни Л9, насадка которой образует зону обезвоживани  кислоты. дополнительный нагрев кислоты в теплообменнике 7 интенсифицирует обезвоживание кислоты в насадке башни 49. Башн  43 зоны предваритель ной обработки образует первый сектор зоны обработки 50. Контур рециркул ции разбавленной кислоты через зону предварительной обработки по трубопроводу k8 отделен от контура рециркул ции разбавленной кислоты в главной зоне обработки 50 Он замыкаетс  путем подачи разбавленной кислоты по трубопроводу 8 -.к головной части башни 9 на орошение насадки в этой башне. Откуда кислота через эту насадку и затвор 50 в нижней части башни 9 стекает в насадку башни 3. - Вода, поглощаема  кислотой во вре м  ее рециркул ции через насадку баш ни 43, переноситс  таким образом по трубопроводу 48 непосредственно в конец всей системы, т.е. в насадку башни 49, где она выдел етс  в виде вод ного пара в отработанные газы си стемы, подаваемые в башню 49 по трубопроводу 51.Проход  через зону предварительно обработки в башне 43, разбавленна  кислота подогреваетс . Дополнительный .подогрев в кислоты в теплообменнике 47 интенсифицирует выделение во ды в насадке башни 49. Испаривша с  вода покидает систему в виде пара вместе с несодержащими SOj. отработан ными газами по трубопроводу 52. 16. Благодар  стадии обезвоживани  газовый поток обезвоживаетс  в зоне предварительной обработки, и в остальную часть системы поступает меньше (или вовсе не поступает) вод ного пара с газовым потоком, что позвол ет посто нно поддерживать требуемую концентрацию кислоты (например 75 вес.% Н2§04.) в насадке башни 1 денитрации , а также в насадках 4 и 5 абсорбционной зоны. Путем регулировани  подачи топлива в теплообменник 47 можно регулировать количество воды, выдел ющейс  из рециркулирующей через насадки башен 49 и 43 кислоты, тем самым поддержива  требуемую концентрацию кислоты в этом контуре рециркул ции. Азотна  кислота (или серна  кислота , содержаща  нитрозу либо азотнуй кислоту) подаетс  из сборника 35 насосом 40 по трубопроводу 39 к клапану 53 и дальше по трубопроводу 54 к головной части насадки в башне 43, котора  орошаетс  как только анализатор 42 открывает клапан 53 и включает насос 40. Башн  43 (фиг. 2), орошаема  разбавленной кислотой и наход ща с  выше зоны денитрации по хбду газового потока, служит дл  регулировани  всей системы. В насадочную башню 43 (или соответствующее реакционное устройство другого типа дл  проведени  реакции между жидкостью и газом),соответственно поступает общее количество соединени  азота и кислорода, жидкого либо газообразного вещества, содержащего такое соединение . Нижн   часть насадки башни 49 соединена трубопроводом iil с вентил тором 11 и в нее по этому трубопроводу поступают -сухие отработанные газы из насадки башни 5 зоны абсорбции. Отработанные газы извлекают воду из кислоты в насадке башни 49 и вместе с вод ным.гтаром выход т по трубопроводу 52 в атмосферу. До насто щего времени регулировали соотношение NC:NOrt в отработанных газах установки или в абсорбционной зоне установек по производству серной кислоты нитрозным способом путем изменени  концентрации кислот а определенных контурах рециркул ции установки. Это осуществл ли путем добавлени  воды или разбавленной кислоты к более концентрированной кислоте по меньшей мере в одном из контуров рециркул ции. Такое изменение концентрации кислоты можно не примен ть при регулировании системы согласно изобретению. Достаточно поддерживать посто нную плотность кислот на выходе из зоны денитрации и в контуре рециркул ции, через зону обработ ки 50-2.. Плотность кислот можно поддерживать посто нйой при помощи известных устройств дл  автоматического регулировани  плотности. Уртройство 35 дл  измерени  плотности (фиг. 2) предусмотрено на спускном трубопроводе 29 из отстойника 27. Это измерительное устройство действует на клапан, при этом тре буемое количество разбавленной кислоты подаетс  насосом 22 по трубопроводу 2б в насадку денитрационной башни 1. Устройство 55 дл  измерени  плотности регулирует добавление раз- бавленной кислоты таким образом, что на выходе из зоны денитрации, т.е. на выходе из насадки денитрационной башни 1, поддерживаетс  посто нна  концентраци  кислоты. . Уравнительный трубопровод 5б coeдин ет отстойники А и А5 и обеспечивает , таким образом, выравнивание уровней кислоты в обоих отстойниках. В установке (фиг. 3) в первый сек-30 тор зоны обработки SO, а именно в башню зоны предварительной обработки , ввод т не все количество соединени  азота и кислорода или вещества , содержащего такое соединение, а только часть его, тогда как остальную часть ввод т, как в установке, изображенной на фиг, 1 в головную часть башни 2, т.е. в главный секто зоны обработки 50, можно регулировать , путем соответствующей настройки клапанов 41 и 53. Чем больше поверхность контакта газа с жидкостью, в реакционных башн х зоны обработки SO-, тем быстрее протекают химические реакции в стадии обработки SO,. При одновременном введении соеди нени  азота и кислорода в первый сектор зоны обработки SO, и в главный сектор зоны обработки 30,т.е. в насадки башен 3 и 2, орошаетс  гораздо больша  поверхность, соответствующа  сумме объемов насадок б шен 2 и 2, и соответственно достиг етс  повышение скорости всего процесса обработки SOj. В предпочтительном варианте р.або ты (фиг. 3), кроме описанного измерени  содержани  N0, измер ют содержание N0,j в газах. Измерение выполн ет анализатор 57 в абсорбци.онной зоне или ниже ее{по ходу газаК Анализатор 57 соединен с регулировочным устройством известного типа (не показан), действие которого накладываетс  на действие анализатора 2 измер ющего содержание в газах N0. Как только содержание N0 превышает заданное значение, добавление веществ, содержащих соединение азота и ю слорода, прекращаетс  или уменьшаетс ,Кроме того, если содержание N0 слишком велико или скорость повышени  концентрации N02 слишком ветпика содержащую нитрозу серную кислоту отвод т из зоны абсорбции с большей скоростью путем соответствующего регулировани  клапана 38, и в зону абсорбции подают соответствую-. щее количество не содержащей или содержащей пониженное количество нитрозы серной кислоты. Анализатор 57 измер ет концентрацию N0 в газах непрерывно на выходе из насадки 5 как только содержание N0 превышает заданное значение или концентраци  N0 повышаетс  слишком быстро, насос чО останавливаетс  и тем самым прекращаетс  подача серной кислоты с большим содержанием азотной кислоты из сборника 35 в насадку башни 2. Насос Ь8 тоже регулируетс  анализатором.57. Если содержание N0 повышаетс  слишком быстро на выходе из. насадки 5, насос 58 включаетс  и, кроме того, открываетс  клапан 38, вследствие чего содержаща  нитрозу кислота поступает в сборник 35, а не содержаща  нитрозы кислота из сборника 3 по трубопрюводу 59 - в насадку 4 абсорбционной башни, Не содержаща  нитрозы абсорбционна  кислота вытесн ет содер жащую нитрозу кислоту из насадки А в отстойник 23 и по трубопроводу 37 8 сборник 35. Если соединение азота и кислорода добавл ют не в виде азотной кислоты ,а в виде газообразных оксидов азота, то менее целесообразно вво- . дить газообразные оксиды азота пр мо в насадки башен 2 и 3 зоны обра6oTtoi SOg. Более быстрое и эффективное действие достигаетс , путем растворени  сначала оксидов азота в серной кислоте с последующим введением полученной содержащей оксиды азота. : серной кислоты в зону обработки So.

1998061

В установке (фиг. 4) образующиес  0 устройстве бО дл  окислени  аммиака оксиды азота охлаждаютс  в теплообменнике 61 и затем поступают в.абсорбционную башню 62 снизу 5 вверх. Часть не поглощенных в башне 62 оксидов азота проходит по трубопроводу 63 во впускной трубопровод 6 подлежащего обработке газа и таким об .VV in

разом поступает в главный газовый по- ток установки. Кислота может быть по .

дана по трубопроводу 5ч через клапан 6 в башню Ь2, в которой она насы Щаетс  оксидами азота. Затем кислота идет -через отстойник б5 по трубо- проводу 66 к насосу 67 и по трубопроводу 68 с ютапаном 69 в насадку башни 2 .

Полна  установка (фиг. bj в которой сочетаютс  все отличительные осо-20 бенности представленных установок (фиг, 1-4) позвол ет, в зависимости от природы подлежащих обработке газов и содержани  в них 50, а также в зависимости от того, чего больше амми- 25 ака или азотной кислоты должна пот-( ребл ть установка, осуществл ть обработку содержащих SOj. отработанных газов наиболее экономично.

Пример . Берут газовый поток;30, содержащий 50 и другие газы в следующих грамм-молекул рных количествах на 1 нормальный м (1 нормальный м1 м при и 1 ат), моль:

SOa0,5-0,935

,8-3,1

N 0 i}-6

,2-:-1,6

N0 0,01-0,02 Азот Остальное40

Регулируемое количество газа подают в насадку башни 3 установки (фиг. З). Объем насадки в каждой из башен 43 и 49 равен 1 м . Объем насадок 4 .и 5 и в каждой из башен 1-3 45 равен 2,6 м . Сумма объемов всех насадок равна соответственно 15 м. Башенна  насадка выполнена из полиэтилена . Поверхность насадки каждой башни составл ет 300 м /м . Оборот JQ кислоты в насадке башен 43 и 49 осуществл емый , как показано на фйг. 3 составл ет 2 л/нормальный м газа. Насадка в башне 1 орошаетс  кисдотой в количестве 1   кислоты на 1 норма ьный М газа (фиг. 3). Каждую из насадок башен 2 и 3 орошают кисло-, той в количестве 3,3. л/нормальный м газа.

120

Орошение насадки абсорбционных башен интенсифицируют насосом с рециркул ционным трубопроводом (не показан на фиг. 3). Этот насос транспортирует кислоту из отстойника 23 в насадку 4, так что с уметом потока кислоты (фиг. 3), насадку орошают общим количеством кислоты 4 л/нормальп ный м газа. Температура кислоты на выходе из теплообменников 47 и 25 равна 65С. Температура кислоты на выходе из теплообменников 14,18 и 30 находитс  в интервале 30-40 С. Рециркулирующа  кислоты характеризуетс  следующей плотностью (в пересчете на температуру ) ,кг/л:

Насадки 43 и 491,5

(48,1Ве 59,9 вес. )

Насадки 4 и 51,67

(57,9Ве 74,66 вес.% )

Насадки 2 и 3- 1, 56

. (51,,2 весД

) . . . ;

Оксиды азота поглощенные в насадках 4 и 5 абсорбционной башни, подают насосом 22 по трубопроводу 26 в насадку башни 1,в которой эти оксиды азо-та , превратившись в N0 в результате взаимодействи  с S02, вступают в газовый поток, выход щий из насадки башни 1 по трубопроводу 7. Чембольше содержитс  оксидов азота в газовом потоке, тем эффективнее обработка S0/j в насадках башен 2 и 3.

Содержащую нитрозу кислоты в количестве 1 л/нормальный м газа подают по трубопроводу 2б в насадку баш- ни 1. Чем -больше содержитс  нитрозы в куслоте, тем больше содержащего может быть отработано в системе . Однако если содержание нитрозы в кислоте слишком велико, содержание оксида азота в отработанных газах системы возрастает. Дл  регулировани  содержани  нитрозы в кислоте в отстойнике 23 азотную кислоту, подаваемую в сборник 35 по трубопроводу 36., перекачивают из сборника 35 насосом 40 через клапан 41 по трубопроводу в насадку башни 2.

Оксиды азота} выдел ющиес  в насадке башни 2 и следующей башни 3, проход т по газовым трубопроводам 8 и О в насадку 4 абсорбционной башни , где поглощаютс  серной кислотой и транспортируютс  в отстойник 23. При введении газа в количестве АОО нормальный с концентрацией нитрозы в кислоте в отстойнике 23 весД расчете на азотную кислоту ) получают в трубопроводе 52 отработанный газ из всей системы, который содержит 50-100 м.д. N0 и 200N0 . Если количество вво300 м.д. систему газа составл ет димого в VI /ч вместо 00 500 нормальный м/ч вместо чии норЪ мальный м /ч или если при посто нном количестве поступающего газа в нем повышаетс  содержание SO/ji, система не может полностью обрабаты вать весь содержащийс  в газе SO 2 и часть его попадает в зону абсорбции ., вследствие чего содержание N0 в отработанных газах возрастает. Дл  возможности обработки возрос шего количества SOi без значительны потерь оксидов азота потребуетс  повысить концентрацию нитрозы в кис лоте, которую подают в насадку башн 1 и/или увеличить количество кислоть1 , которую подают в насадку башни 1. Если требуетс  обработать 500 нормальный MV4, концентраци  нитрозы в кислоте в отстойнике 23 д жна быть повышена приблизительно до 3 вес,% (в расчете на азотную ,кислоту), если обычное количество I дл  орошени  насадки в башне 1 составл ет 1 л. кислоты на 1 нормальный мгаза. Если вместо одной из двух описанных мер в насадку денитрационной баш ни 11 добавл ют азотнуй кислоту, то такое добавление следует осуществл т постепенно, так как требуетс  несколько минут дл  изменени  содержани  оксидов азота в газах ниже абсор ционной . зоны. Добавление слишком бо шого количества азотной кислоты или слишком большое понижение содержани  SOj. в поступающих газах приводит к повышению содержани  N0« и, следовательно , к по влению желтой окраски в отработанных газах системы.. Дл  ус ранени  желтой окраски необходимо п выси ть концентрацию кислоты в зоне денитрации и в зоне абсорбции,дл  чего необходимо уменьшить или прекратить добавление воды или разбавленной кислоты. Однако проходит несколько часов прежде, чем концентраци  N02 отработанных газах понижаетс  снова до kQO м.д. 11. 22 При осуществлении предлагаемого способа можно компенсировать повышение или понижение содержани  ЗОл в поступаюших газах, а также изменение объема потока содержащего БО газа без значительных потерь оксидов азота с отработанными газами, выход щими в дымовую трубу установки. Повышение содержани  S0;2- подлежащем обработке газа вызывает повышение содержани  МОв газах, которое непрерывно измер ют анализатором 42 ниже абсорбционной зоны, например на 100-150 м.д. выше обычных рабочих значений. Затем автоматическим регулировочным устройством, включают насос ftO, который перекачивает серную кислоту, концентрацией 20 вес. азотной кислоты, из сборника 35 в насадки башен 43 и 2. Клапаны 53 и 1 отрегулированы так, что О, л/мин кислоты поступает в насадку башни k3 и 0,6 л/мин кислоты в насадку башни 2. После короткого запаздывани  (2 мин) содержание в газе на выходе из зоны абсорбции падает ниже 100 м.д. и работа насоса kQ прекращаетс . Азотна  кислота, добавленна  к разбавленной кислоте двух конту ров рециркул ции в башн х и 2 соответственно, потребл етс  приблизительно через 15 мин и выдел етс  в виде газообразных оксидов азота, которые поглощаютс  кислотой в зоне абсорбции, вследствие чего содержание нитрозы в кислоте в отстойнике 23 возрастает. Однако повышение содержание нитрозы ещё недостаточно, чтобы вызвать в насадке денитрационной зоны реакцию, соразмерную с возросшим содержанием 80 в газовом потоке. Приблизительно через 12 мин содержание N0 в отработанных газах снова возрастает до значений более 150 м.д. тогда как содержание N0,j, падает от максимума 250 м.д. до значений ниже 150 м.д. Анализатор 42 ключает насос kQ и через 2 мин соержание N0 в газе ниже абсорбционой зоны падает ниже 100 и.д., после его насос 40 отключаетс . Эту операцию включени  и выключеи  насоса 40 повтор ют до тех пор, ока содержание нитрозы ;в отстойние 23 соответствует возросшему содеранию SO в газовом потоке, поступащему в трубопровод 6 дл  последуюей обработки в системе. Чем ближе 239 содержание нитрозы в отстойнике 23 приближаетс  к значению, необходимому дл  полной обработки 50, в систе ме, тем больше интервал времени между двум  периодами работы насоса. С другой стороны, если уменьшаетс  или увеличиваетс  концентраци  S0.1, в подлежащем обработке газе, то содержание NOj в газах возрастает ни же абсорбционной зоны и содержание N0 падает значительно ниже 100 м,д. Содержание N02 отработанных газах зоны абсорбции измер ют непрерывно ана лизатором 57-Ес пи содержание МО повыш етс  более,чем на 20 м.д.в минуту и/ил если содержание возрастает выше 200 м.д. то атвтоматическое регулировочное .устройство (не показано) отключает насос 0, если он был включен . При повышении содержани  N0 более, чем на 50 м.д. в ми.нуту и/или при содержании N0, более 300 м.д. в минуту автоматическое регулировочное устройство известного типа, реагирующее на сигнал от анализатора 57, открывает клапан 38 и включает насо 58, вследствие чего содержаша  нитро зу серна  кислота поступает в сборник 35, тогда как не содержаща  нитрозы серна  кислота перекачивает с  насосом 58 из дборника 3 по тру бопроводу 59 S насадку 4 абсорбционной зоны. Количество добавл емой и отбираемой кислоты составл ет 0,3 л на 1 нормальный м газа. Приблизительно через 3 мин содержание NOj, в газах ниже зоны абсорбции падает ниже 200 м.д. и автоматическое регу . лировочное устройство закрывает клапан 38 и отключает насос 58. Путем добавлени  азотной кислоты в сборнике 35 достигаетс  концентраци  азотной кислоты 20 вес.. В периоды поступлени  газов с большим содержанием 502. кислота, хра н ща с  в сборнике 35, возвращаетс  в систему. Серна  кислота, котора  идет из сборника 3 по спускному трубопроводу, образуетс  пропорционально количеству обрабатываемого в системе 50г При. .помощи описанных регулировочных устройств можно поддерживать содержание NyO (сумм содержани  N0 и ) в отработанных газах системы посто нно ниже 00 М.Д., Даже если количество подлежащего обработке газ или концентраци  S0«. в нем часто ко I2i| леблетс  в широком диапазоне +70 вес. от среднего суточного значени  . Вес на литр (или плотность) рёциркулирующих кислот регулируют следующим образом. Плотность кислоты, рециркулирующей через насадки башни 3 и 9, поддерживают 1,5 кг/л путем регулировани  подвода тепла в теплообменник (7. Увеличение подвода тепла интенсифицирует процесс удалени  воды в насадке башни 49 и поэтому повышает плотность Кислоты. Последнюю, рецир- кулирующую через насадки башен 2 и 3 зоны .обработки SOj, поддерживают 1,5б кг/л путем регулировани  добавлени  кислоты из отстойника Л( (соответствующие трубопроводы и клапаны не показаны). Плотность кислоты на выходе из денитрационной башни 1 поддерживают 1,67 кг/л путем регулировани  добавлени  разбавленной кислоты из отстойника 15, идущей на насадку башни 1. Использование предлагаемого спо7 соба позвол ет автоматизировать производство серной кислоты нитрозным методом и снизить потери оксидов азота с отход щими газами. формула изобретени  1.Способ управлени  производством серной кислоты нитрозным методом из содержащего двуокись серы потока отход щего газа путем регулировани  плотности кислоты, выход щей из зоны денитрации, изменением подачи в нее разбавленной 1 сислоты или воды, отличающийс  тем, что, с целью снижени  потерь оксидов азота . с отход щими газами, дополнительно . регулируют подачу продукта, содержащего соединени  азота и кислорода, в контур рециркул ции разбавленной кислоты в зависимости от содержани  окислов азота в газовомпотоке зоны абсорбции. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что содержание окислов азота определ ют на входе или на выходе или внутри -зоны абсорбции. 3.Способ по п. Г, о т л и ч а ющ и и с   тем, что в качестве продукта , содержащего соединени  азота и кислорода, используют азотную кислоту или оксиды азота. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 . За вка ФРГ № 2609505, кл. С 01 В 17/82, 1976.

фуг. f

j

хь

Claims (3)

1. формула изобретения

   1. Способ управления производством серной кислоты нитрозным методом из содержащего двуокись серы потока отходящего газа путем регулирования плотности кислоты, выходящей из зоны денитрации, изменением подачи в нее ^разбавленной кислоты или воды, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь оксидов азота . с отходящими газами, дополнительно . регулируют подачу продукта, содержащего соединения азота и кислорода, в контур рециркуляции разбавленной кислоты в зависимости от содержания окислов азота в газовом·потоке зоны абсорбции.
2. 2. Способ по п. ^отличающийся тем, что содержание окислов азота определяют на входе или на выходе или внутри -зоны абсорбции .
3. 3. Способ по п. Г, о т л и чающий с я тем, что в качестве продукта, содержащего соединения азота и кислорода, используют азотную кислоту или оксиды азота.