Способ конденсации серной кислоты

64" СООЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 83 есп)5 С 01 В 17/ ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО СС(54) СПОСОБ КОНКИСЛОТЫ дор Топсее А/С (ДК)ер Скоуби (ДК)ент США М 4348373,В 17/88, 1983.ент Великобритании 1 ч. 211В 17/74,1985,ент РСТ И/О 89/12024,В 7/80, 1985. Изобретение относится к способу получения серной кислоты конденсацией паров серной кислоты из газовой смеси, содержащей от 6,01 до 10 об.до паров серной кислоты (при условии, что ЯОз полностью гидратируется), и от 0 до 5 об,о водяного пара, прямым или косвенным охлаждением в поглотигельной баше, орошаемой серной кислотой.При производстве серной кислоты во многих случаях получают ее в виде паров с примесью водяного пара, например, в случае получения серной кислоты, включающего каталитическое окисление (обычно, на промотированном щелочью ванадиевом катализаторе) ЯО 2 до ЯОз, который впоследствии гидратируют водным паром с(57) При концентрации серной киСлоты.из газов, содержащих пары серной кислоты и избыток водяного пара, например образую. щихся на электростанциях, достигают существенного уменьшения количества мельчайших капелек серной кислоты (так называемого кислотного тумана), выделяющихся в окружную среду, даже а случаях, когда заводы по производству серной кислоты снабжены аэрозольными фильтрами, при концентрации мельчайших центров конденсации в газе от 10 до 10 твердых частиц на 1 нм на 0,1и .ров Н 2 ЯО 4 в газе. Центры конденсации могут Образовываться, например, при сгорании углеводородов с 2 атомами углерода или кремния или быть внесены в виде дыма от электрической дуги и 4 ил ли сварки, 11 з,п. ф-уы, 1 табл,образованием паров серной киденсируемых при охлаждении.цесс получения серной кисломежду прочим, в связи с очисткагазов от серы,При конценсации паров серной кислоты, которая происходит при охлаждении в различных условиях, Образуется, так называемый, кислотный туман (сернокислый туман), т.е. вид аэрозоля, содержащий очень маленькие капельки серной кислоты в газовой смеси, на которых конденсируется серная кислота, и которые обычно содержат водяной пар в большем количестве, чем необходимо для полной гидратации ЯОз в Н 2 ЯО 1. Важно предотвратить выброс значительных количеств кислотного тумана в ок.Петр Тираж Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 2896 ЬНИИП Составитель Техред М.Мружающую среду, Из сооаражений охраны окружающей среды максимальная утечка сернакислого тумана может составить около 40 мг Н 2504/нм, соответствующая 9 миллионам долям Н 2304.В соответствии с изобретением образавание активных центров конденсации может происходить охлаждение в серно-кислотной башне насадкой в противатаке с серной кислотой,Способ, соответствующий изобретению, можно также применять при охлаждении газовой смеси, содержащей серную кислоту, в колонках(в основном, вертикальных) с внешним охлаждением в которых газовая, смесь поступает снизу вверх в противотоке с, предпочтительно, газообразным внешним хладагентом,Изобретение особенно полезно в комбинации с известным способом отличается тем, что при его использовании для конденсации паров серной кислотыкоторые после конденсации стекают через колонку вниз в виде жидкости, получают высококонцентрированную серную кислоту, указанные пары Н 2304 получают из газов, содержащих от 0,01 да 10% по обьему паров Н 2504 рассчитано в предположении, приведенном выше) и ат О до 50% об, водного пара, причем газ подают снизу при температуре по крайней мере, сернокислотной точки росы в условиях давления и температуры, преобладающих в колонке, и охлаждают при прохождении вверх до температуры на выходе Т 2, которая ниже, чем температура, при которой давление паров Н 2504 около 2 10 бар в равновесии с парциальным давлением водяного пара, преобладающего в конце на выходе из колонки; при этом колонки охлаждают снаружи газообразным веществом, которое, в основном, течет в противотоке.с газом, содержащим серную кислоту. Указанное газообразное веществе, в своа очередь, нагревается от исходной температуры ТА 10-50 С до конечной температуры ТА, которая удовлетворяет условию:ТАТ а - 30-10 а Сгде Т а и а имеют значения, указанныевыше. На фиг. 1 схематически изображен завод, подходящий для проведения процесса в соответствии с изобретением; на фиг, 2 - графлки, показывающие содержание кислотного тумана в выпускаемом газе после аэраэальнога фильтра и после добавки различных количеств твердых частиц; на фиг, 3 - экспериментальная установка; на фиг. 4 - фильтр, примененный в этой установке5 10 20 25 30 35 40 На фиг. 1 показан заоод, на котором способ, соответству,ощий настоящему изобретению, может быть реализован соответствующим образом вместе с очисткой дыма от котла силовой станции, топливом для котарага являются уголь и нефть, содержащие серу, Дым от котла 1 охлаждают о секции предварительного охлаждения 2 и затем в бойлере 3 до приблизительно 200 С перед пыльным фильтром 4, на котором содеркание летящей золы и частиц, пыли из дыма Узменьшают да количества менее 20 мг/нм предпочтительно ниже 5 мг/нм с помощью мешочного фильтра. Среди различных типов мешочных фильтров особенно предпочтительны те, которые содержат мембраны из "тефлона" политетрафторэтилена), которые задеркивают все час гицы вплоть до частиц с диаметром менее 0,01 мкм, Затем дым нагревают в теплоабменнике 5 приблизительно до 390 С и прямым нагнетанием на нефтяной горелке б нагревают до 420 С в реакторе, в котором около 9 б% присутствующего о газе 502 превращаетсяя в ЯОз с помощью паоматированного щелочью ванадиемого катализатора. Этот катализатор обладает следующим свойством, В процессе он поглощает окало 90% оставшейся в газе пыли ослерствие того, чта поверхность катализатора увлажнена расплавам щелочных пиросульфатов. Затем газ, садеркащий 50 з, охлаждают в теплообменнике 5 до температуры около 250 С, после чего основную часть содержащего о газе ЯОз гидратируют до паров Н 2504, которые затем канденсируют в жидкую серную кислоту на вертикальных, ахлаждаемых газом стеклянных колонках о конренса 1 аре серной кислоты 8 (стеклянная трубчатая башня), где газ охлаждается да 100 С, а охлаждающий газ ото ке время нагревается обычно до 20 С до 190 С, Стеклянные колонки имеют такие же размеры о таких же условиях, как о экспериментальной станаоке, показанной на рис, 3. колонки смонтированы, как о известном трубчата-листовом теплообменнике ОопаЫ О, Кегп, Ргасезз Неа Тгапз 1 ег, 1950, с, 127-136), где воздух течет по внешней старане стеклянных колонок в пративотоке с газом о колонках и, вследствие наличия перегородок о теплаабменнике, шесть раз проходит о пратиоотоке с газом в колонках, На каждой стеклянной колонке укреплен капельный фильтр для отделения капелек серной кислоты, Фильтр 4 и реактор 7 обычно гарантируют, что количество частиц в газе меньше, чем оптимальное для отделения серной кислоты на капельном фильтре, который, конечна, необходимым для оптимизации атреления ка 620 30 с 1 50 пелек кислоты при добдвлении час гиц к потоку газа.Нз заводе (фиг, 1) добаькз частиц активных цегт 1 эоо пэоисходит с ГОмощыо нефтл (ой идл 8 Н(011 горелки 6, которал, в своо 01 ередь, выполняет дое функции, контролируамыа ЗВтоматически с помощью угрдвляемого компьютера 9: поддеркивать температуру газа, подаваемого о 502 конвертер при определанной температуре (420 С), что достигз(ОТ регулировкой пода ги нефти н горелку; генерировать оптимальное количество активных це(тров, что осуществляют однооременно ра улироокой ско;ости подачи о(эздухз/нефти з горелку таким Образом, что сигнал на упраоллОщий компьютер от аотомзгичаски действуощего измерителя кислотного тумана 10 в газе после конденсатора серОй кислоты показыВает минимальное содержа(иа кислотного тумана или, по крайней мере, что содержание кислотного тумана 11 Ка установленно- ГО максимума 10 ми/лионных ДолГЙ (25 Ос упрзнляОщий компьогер осуществляет регуляцию в соответствии с общеизвестными при(Ципзми. Если Вмасто нзгэаоз,02 со держащего газа перед реактором на нефтяной или прогЗнооой газовой пламенной горелке выбирают непрямое нагрендниа, добавка частиц может происходлть о ниде дыма от электрической дуги, или от сжигземьх углеоодородоо, или в виде аэрозоля раствора, например сульфата железа, Скорость добавки частиц регулируот с по(",0 ЩЬ(0 РО ГУЛ и,ЭО В О 1 Н О ГО КО(ТУЭДсОД 8 ожзгцеГО пОстол 1 НО ДействуОЩНЙ измеритель содарканил кислогого тумана о газе пгэсла конденсации серной кислоты, В КД 18 ГТБ 8 ПЫЛЬНОГО фильтЭся ГРа/1 Г(осТДОГ мешочный фильтр, т.к, о Нзилучоим ОбрзЗОМ ОСУ(ЦЕС ГОЛЛ 87 ТО, ЧТО (сСТИЦЫ Г 1 ЭИСУТСТ- о/ОГ о дафицит 8,В т( время. как действу(ощий ззогэд (фг, ) содажит Оч 8 нь 60/Ьш 00 количсстоо сО/1(ЗО,(1(сзРсЛа Р,Г/ Л С(с/О СОИ СТГЭ И Ц(Лссг/18 о(/(зй Гро(згзодитель(ость 300 Мгт,.0- л(1 Всгвгэ ".Ольно доно 60000, эксгРиланГ с л ьс( л у ст 3 н О о к 3, Гг 0 к 8 3 з н н з Я н сз ф и Г. 3, Годер.(п толь 0 Од у колон/ Онз моасПерарс 1 батынс(ГЬ дО 20 Н(1 /( Гззд, Содаркдщаго сар(,уо кислоту, причем гдз го-Оолт Г "ГсМ ОТООРЗ ВОЗДУХД ИЗ Ком нсТЫ С ПО- мгэчгьО оозд/ходунки 11, гзоздух нзГэаозот о элаг гричаско 11 огра вдтала 12 и смашиоаог агс с Вадлным паром и газообразным 02 / лл ГОлучаИя желательного состава гдзз. 1 дзооуо смась зятем нагревают до и э;б/ зительно 420"С о электричес:о наг реоатала 13, после котооого смесь пронус(сс От 8 Р 83 катали ГичаскиЙ Растоэ 14. КОТОРОМ ОКОЛО 96 1 СО/ЭаржЭ"саГОСЛ В ГЗЗС02 ОКИСЛИТЕЛЯ, Обрсязуя 10;1 ПЧ 1 1;010 щ(1сернокислотного ката/иззорз известноготипа, содержащего ванадий и кз:ИЙ о кзчеСТОР ЗКТИВНЫХ КОЛпопа(ТОН. ЗсТРМ Газ ОХлакддот о темплообманнике 15 дотемпературы около 250 С (Г 1) перед входомо ко(денсатор серной кислоты, состоящийиз одной стеклянной колонки 16, имеющейдлину 6 м, Внутренний диаметр 36 мм ивнешний диаметр 40 мм более 5,4 м длиныстеклянной колонки заклочены в большуютрубку, через котору(о охлаждающий Воздухпроходит от ноздуходуоки 17, охлаждая газовый поток о колонке 16, который движетслВ протиоотоке с потоком воздуха во ннешай трубке, Б нешноо трубку изолиру(от 100м минеральной шерсти, Охлаждаощий ооздух мокно вводлть через один из клзпаноо18-21, при этом охлажддемуо зону мокноустанавливать 5,4; 4,95; 4,55 или 1,05 м соОтВЕтСтНЕННО. УСЛООЛЛ тОКа ОХЛаКДДгОЦЕГОвоздуха подбираот таким образом, что обь.ем теплопередзчи(Ь 1) на Ги(ешнай сторо(еколонки такой же, как н соответствуОщейКОЛОНКЕ ПРОМЫШЛЕ(ОГО ПРЕДПРИЛТИгьНз фиг, 4 изобрдже( один из несколькихоозмокных типов фильтроо длл использоод1(ия на экспериманталы(ой уста(ооке. Осостоит из цилиндрпча;кой стекляннойтрубКИ, КатаауО О даЛЫЕЙШаМ (ЗТМасдОт,кзк патРОН фильтэсз 22, имеюЦай Гз(УтРО 11 ий диаметр 46 мл и длину 2001;,1, Пдт,;эофильтра 22 имеет о д(,е горлани(ы 23, о(еи- (ий диаметр который 40 глл, с помо.ць"эОиаШНЕЙ ПЛОТНО ПР ГНДННОЙ .;У ,.г и " З "Рлона" 2/1 к горлооии Грисоад(;1:лют ГГ;(- ллннуо трубку 16, ле ои,уо тако:1 жавнешний диаметр, перепад дзолгии;л о пл",- РО(а (ИЛЬТРс ИЗГ 18 Эс(;ОТ С ПОьссЦЬО О ООГ(1Р (роходлщ. о, аГ.фильтра помещз;От флитру(эи;аа оаи(ас; оо26, ОИО СОСТОИГ ИЗ Оо,гОКОН (Тарсг,с г"0 .Дианных и ткд:ь с толщпой Ок ло 150 л,г,;СО 8 РН/ТОЙ Т(Д(Ь 0 с,би ОТ ЗТ, ОЧ, 31(1СОЕРтОК Имавт та(;СЙ;Ка Д(сз .;ОТ;.Э, Кз; 1 С(;Уре 11(ий дидматэ Гдтсэ,д (ь 1:;,.-,;з (За/с .;, -Ь 1 Ма 18 РИЗЛ Гог 1 Д ,:яа"Т 1.1, Г 1 рИСутстнуЭ,Ьа О ЭЗа, ДОХ: ." Сяс(1 ЗсОВ 8,ЭХ с 8 РОЗ ССВР ГО, 1 Х Улси/,(:ЯОТ, 1 С Исобираотсо и обаз чог бо/1,1,;:1( згл:тОРЫС СГВКаОт СВ 80 ХУ О(1;З О Г ООЭ ссго; (Гс 1 ЗОМ И Г 1 ЭОХОДЛТ ДЗЛ".Ш С О 01 И 1 Л Н НУ(;трубку,С, д:,:;(, зу;.т; - ,УМД ЭКСЭас 11(10 Т(ДЛ Н Ь;( ЭРЗ,Л стз - ; Впредстзоленд о табл(;ца, Гда Т 1 - та;,;,Р . -,э сзз з а н з вО п а Г к р/ 0/ г/, р б и.,скорость гззд при прохож паз50 55 фильтр; Ь р - спад давления в фильтре, мбар (миллибарах); Т, ТА 1 и ТА 2 имеют значения, данные ранее,При повторении этих экспериментов обнаружено, что при других неизвестных условиях фиксируют значительное снижение содержания кислотного тумана после фильтра, когда дым от сигарет, искры от точильного камня или дым от электросварки добавляют к воздуху, направленному на воздуходувку 11 фиг. 3), или когда добавляют дым от сжигания углеводородов с количеством атомов углерода в молекуле более двух при условии, что отношение воздух/топливо устанавливают. таким, чтобы пламя едва светилось. Когда добавляют большее количество дыма, содержание кислотного тумана после фильтра снова резко возрастает. Содержание кислотного тумана после фильтра в экспериментах, представленных в таблице 1, может также сильно меняться при изменении только нагрузки на воздуходувке 11, используемой в этих экспериментах; причем воздуходувка - это обычныйдомашний пылесос марки "НИбзК" снабженный мотором, с коллектором, который охлаждает воздухом, проходящим через воздуходувку, Содержание капелек серной кислоты в газе после фильтров значительно уменьшается, когда нагрузку на мотор увеличивают, прикрывая клапан, пропускающий воздушный поток до и после воздуходувки,При большей нагрузке коллектор больше искрит, вследствие чего большое количество частиц угла и металла поступает в воздух от электрических точек контакта с ротором мотора. Измерения кислотного тумана вь 1 полнены непрерывно действующим фотометрическим измерителем аэрозоля, которь 1 й . обычно калибруют по газам, содержащим химически определенное количество Нг 304. Что касается условий процесса, таких как поток, температуры, длина охлаждаемой зоны и перепад давления, их вь 1 брали из таблицы и повторили здесь, варьируя содержание активных центров. При повторении эксперимента 1-1 было обнаружено следующее содержание НАДБО в газе после фильтра:1, От б до 10 миллионных долей при использовании чистого вводимого воздуха и такой же нагрузки мотора, как в исходном эксперименте,2. Содержание кисдотного тумана падения до величины около 1 миллионной доли при увеличении нагрузки до величины, близ 5 10 15 20 25 30 35 кой к предельной нагрузке мотора, после чего количество кислотного тумана снова заметно увеличится при перегрузке мотора.3, От 5 до 100 миллионных долей с чистым воздухом, когда вместо упомянутого выше пылесоса применяли воздуходувку, в которой воздух не контактирует с мотором. Очистка вводимого воздуха на мешочном фильтре незначительно меняет содержание кислотного тумана. В следующих экспериментах применяли воздуходувку, в которой воздух не контактирует с мотором,4. Добавка нескольких см/с дьма от электросварки например, с железными электродами, к газу, подаваемому со скоростью 14 нм ч, снова вызывает уменьшение содержания кислотного тумана от 0 до 1 миллионной доли Н 2304. Однако большое количество дыма сварки резко увеличивает кислотнь 1 й туман. При добавке около 100 нм с дьма от сварки содержание кислотно зго тумана растет до 1000 млн. долей, это означает, что почти вся Н 2504 их вводимого в колонку газа проходит через аэрозольный фильтр А. Фильтр другой конструкции, помеченный В 1, с таким же спадом давления, как в фильтре А, не является более эффективным, чем фильтр А, в то время, как фильтр В 2 удаляет кислотный туман до уровня ниже 50-100 млн долей после фильтра при передозировке дыма от сварки. 5. Кислотный туман также исчезает до уровня ниже 1 млн, доли Н 2504 при добавке к поступающему газу аэрозоля из частиц сульфата железа, который готовят из воздушного аэрозоля, капель 20;4 раствора сульфата железа, который атомизируют с помощью сжатого воздуха, после чего испаряют воду, содержащуюся в капельках, при 300 С перед тем, как твердый остаток добавляют к газу, Раствор сульфата железа необходимо атомизировать со скоростью 5-10 см /мин, чтобы подучить оптимальноезудаление кислотного тумана.6, Добавка к газу 502 перед реактором дыма от сжигания дизельного топлива на нефтяной горелке дает эффект по уменьшению содержания кислотного тумана после аэрозольного фильтра, показанный на фиг, 2, Добавка около 5 нефтяного дыма в газ, проходящий на конденсационную колонку, уменьшает кислотный туман до 0-1 млн доли, в то время, кэк добавка больших количеств нефтяного дыма вызывает повышение содержания кислотноо тумана после фильтра до нескольких сотен миллионных долей Н 2304, Поникая избыток воздуха в пламени так, чтобь 1 установить более желтое пламя, до появления копоти. снижаютколичество нефтяного дыма, необходимое для понижения содержания кислотного тумана до минимума в 0-1 млн, долей(штриховая линия на фиг. 2). Это указывает, что очень маленькие частицы в дыме действуют как активные центры, что частицы полностью или частично проходят через реактор для каталитического окисления 302, не окисляясь,7, Дым от сжигания пропана или бутана оказывает в основном такое же действие на кислотный туман, как и дым от сжигания нефти, Дым от сжигания этана дает слабый эффект и активен только в случае дефицита воздуха. Дым от сжигания метана не дает эффекта на кислотный туман даже при дефиците воздуха, предполагают потому, что в метановом пламени не получаются частицы угля в этом эксперименте.8, Помещение на пути газового потока перед реактором очень эффективно мешоцного фильтра, имеющего мембраны из "тефлона В" которые задеркивают все частицы с размером выше, чем приблизительно 0,01 мкм, и дает содержание Н 230 л после аэрозольного фильтра от 50 до 100 лл долей Н 2504, независимо от того, сколько воздуха добавили перед мешочным фильтром от искрящего мотора, с коллектором, или дыма сварки, или дыма от сжигания углеводородов (см, и. 6 или 7), Это показывает, что частицы, а не другие параметры, относящиеся к представленным экспериглентам, оказывают эффект, проявляющийся на содержании н 250 л в газе после аэрозольного фильтра.Добавка частиц к газу изменяет только ширину температурного интервала и минимальное содержание Н 2 ЯОл, получаемое после аэрозольного фильтра, Это происходит вследствие того, что присутствие в подаваемом газе либо оцень маленького, либо очень большого количества частиц вызывает сужение температурного интервала и увеличивает минимальное содеркание Н 2304, получаемое после фильтра, и/или увеличивает спад давления на фильтре, необходилый для получения определенного минимального содержания Н 230 л. Между прочим, установили, что удаление кислотного тумана имеет самую высокую чувствительность к изменениям частиц в газе при концентрации Н 250 л в подаваемом газе ниже 0,5, и, что оптимальная концентрация частиц увеличивается почти пропорционально концентрации Н 2304 до 0,5Н 2504 в подаваемом газе. При более высоких концентрациях н 25 Ол необходимо увеличение концентрации твердых частиц для минимизации кислотного тумана приблизительно до нуля. При 6;6, Н 2 ЯОл в подаваемом газе эффект от концентрации частиц еще виден, и, по-видимому концентрация имеет оптимальное значение между двукратной и десятикратной концентрацией частиц, оптимальной для 0,5 оН 250 л, При бф Н 2504 и потоке подаваемого в стеклянную колонку (имеющую внутренний диаметр 36 мм) газа ниже 11 нм (ч, оптимальных темпе 3"0 ратурных условиях и оптимальном содержании частиц наблюдают возможность получения содержания Н 2504 в выпускаемом из колонки газе ниже 10 млн, долей без фильтрации газа в или после колонки.15 В экспериментах, проводимых до сихпор, невозможно было осуществить абсолютные измерения колицества или размера частиц, добавляемых в течение описанных экспериментов. Снижение частиц в опти мальном дыме, получаемом при сжиганииуглеводородов, не дает совсем или дает лишь слабую туманность в дыме, в то время как, активный дым от сварки или сигареты синеватый, что указывает на то, что частицы 25 могут быть меньше 0,6 мкм. Фильтр с "тефлоновой" мембраной (п. 3) по данным производителя, удаляет частицы с размерами меньше 0,01 мкм, но при излучении частиц от нефтяного дыма и дыма сварки попытка 30 задержать эти частицыа таком фильтрепотерпели неудачу, веротно, потому, что эти частицы проникают через фильтр, Однако можно определить оптимальную концентрацию частиц на основании следукщего 35 обсуждения метода управления частицами,Во время конденсации серной кислотыв колонке пэры в слое газа у стенки колонки переохлаждаются. В случае реальной пленки конденсируемые пары серной кис лоты диффундируют через этот переохлажденный слой газа и конденсируются на стенках. Повидимому, пары серной кислоты (из-за низкого поверхностного натяжения серной кислоты) нельзя пеоеохладить ниже, 45 чем до 10-30 С, ниже точки росы, не вызывая спонтанного образоь,:ния капелек серной кислоты в переохлажденном слое, Переохлажденные пары кислоты продолжают конденсироваться на этих капельках и 50 затем, проходя по колонке вверх, они увеличиваются до таких размеров, что отбрасываются к стенкам колонки, или их легко удалить грубым капельным фильтром на конце колонки, это при условии что образу ется не слишком много капель относительноколичества паров кислоты при возможности прекращения роста капель, Угеличение разницы температур между газом в колонках и хладагентом с другой стороны колонок вызывает увеличе 1 ие переохлаж 1838232дения слоя и в то же время увеличение количества капель; исключительно при низком содержании Н 2804 в подаваемом газе это является причиной того, что капельки не достигают размера, по крайней пере 2 мкм, что имеет существенное значение для их отделения на капельном фильтре, в то.же время, вызывая спад давления ниже 10 мбар, Трудно контролировать это спонтанное образование активных центров в газовой фазе, и это имеет серьезное ограничение в управлении процессом; эти ограничения устраняют контролируемую добавку к подаваемому газу частиц, действующих как активные центры, давая точно оптимальное количество капелек серной кислоты. Когда присутствует очень много частичек, образуется очень много капель и, следовательно, трудно фильтруемый кислотный туман; если, с другой стороны, присутствует очень мало частичек, то высокое перенасыщение/переохлаждение вызывает спонтанное образование активных центров.Кажется, что не существует ограничений, касающихся химического состава твердых частиц или относительно их размера,позволяющих им действовать в качестве активных центров. Однако, они должны бытьтакими маленькими, как только возможно,чтобы проходить, например, каталитический реактор для окисления 302, чтобы невызывать заметного загрязнения получаемой серной кислоты,Основываясь на предложении, что каждая частица образует одну капельку кислоты, можно легко сосчитать по формуле,приведенной ниже, что тзоебуется, например 2,6 10" частиц/нм для концентрации 0,1 % Н 2804 в подаваемом газе в видекапелек серной кислоты, имеющих размер 3мкм, капелек, которые отделяют на фильтрепри концентрации 75% серной кислоты, иплотность 1,6 г/см . Что касается порядказвеличины, она согласуется с экспериментом(и, 4), представленным выше и выполненным с дымом от сварки, Дым от сварки может содержать около 1 г окиси железа нанм, вероятно, имея средний диаметр частиц 0,1, мкм. Соответственно дзым содержитоколо 6 10 частиц на 1 нм, что соответ 14ствует добавке около 1,6 см дыма от сваркив 1 с, чтобы получить 2,6 10 частиц/нм11 зпри подаче газа в колонку 14 нм /ч. Несмотзря на большую непосредственность в такихподсчетах, они согласуются с величинами,определенными экспериментально. Покрайне мере, с высокой степенью определенности можно заключить, что для опти 10 15 20 25 30 35 40 5055 мального отделения капель серной кислоты нужно добавить 10 -10 частиц на 1 нм12газа, подаваемого в колонки, с 0,1% содержанием Н 2304 в газе. Для чистоты конденсированной серной кислоты важно, чтобы частички - активные центры были маленькими. Например, 2,6 10 частиц, имеющих размер 0,1 мкм, для 0,1% Н 250 л в газе дают содержание 80 млн. долей по весу (окиси железа в конденсированной серной кислоте, в то время, как частицы имеющие размер 0,05 мкм, дает 10 млн. долей в кислоте,В соответствии с предпочтительной конструкцией изобретения газовую смесь, следовательно, охлаждают в колонках, в основном в вертикальных, с внешним охлаждением, где отдаваемый газ течет ото дна вверх в противотоке с внешним хладагентом, предпочтительно газообразным,Удобно, чтобы внутри или на конце каждой колонки к тому же было вмонтировано в газонепроницаемую муфту устройство для отделения капелек серной кислоты, присутствующей в газе, Устройство должно быть таким, чтобы капельки стекали вниз через колонку.Соотношение межд и - количеством частиц или капелек в нм газа, с = содержанием частицз или капелек в газе, выраженному в г/нм, д - плотностью частиц или капелек, выраженной в г/см, и б - диаметзром частиц или капелек, выраженным в см (1 см = 10000 мкм) таково;(4) и = 6 с/( д б ) частиц/нмз) частиц/нм Концентрацию с капелек серной кислоты в газе считали по выражению(5) с(капли серной кислоты) = 4380 а /Р г капель/нмгде а - обьемный процент паров Н 230 л, соответствующий с в предложении, что испарили все капли, и Р - весовой процент Н 2 ЯОл в каплях (,В обычно 75% Н 2804 по весу).Чтобы избежать очень большого количества частиц в газе во время конденсации, можно очищать газ от содержащихся в нем твердых частиц(перед добавкой твердых частиц, как описано) предпочтительно, с помощью мешочного фильтра,В практике. в соответствии с изображением, добавлять твердые частицы к газовому потоку, содержащему и стехиометрический избыток Н 20 и затем пропускать газовый поток с добавкой через слой сернокислого катализатора при температуре 360-500 С для окисления 502 до 80 з, который гидратируют при воздействии водяного пара, и, если требуется, охладить газовый поток до 0-200 С (выше точки росы510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 серной кислоты) перед его поступлением в сернокислую башню.Целесообразно добавлять частицы, подмешивая дым от сжигания углеводородов, предпочтительно. по крайней мере, с 2 атомами углерода в молекуле, при этом регулируют или отношение воздух-топливо Л на горелке, или добавляемое количество углеводородов с помощью автоматического регулирующего контура, содержащего анализер для измерения содержания капелек серной кислоты в газе после того, как он покидает сернокислую башню, или устройство для отделения капелек серной кислоты, причем по сигналам от анализера непрерывно регулируют и корректируют Лдобавляемое количество дыма так, чтобы обеспечить содержание капелек серной кислоты в газе такое малое, какое только возможно, и предпочтительно ниже 10 млн, долей К 2304 выпускаемом газе,Когда дымовой газ от котла содержит высокую концентрацию частиц с размером меньше 1 мкм, что часто бывает в случае сжигания угольной пыли, в соответствии с изобретением можно даже позволить газу внести в конденсатор серой кислоты требуемое количество активных частиц при контролируемой добавке малых частиц от дымового газа следующим образом: газ, содержащий летающую сажу (от котла) делят на потоки, обычно, основной поток, из которого удалены все или почти все частицы на эффективном мешочном фильтре, например, на мешочном фильтре с мембранными иэ "тефлона", и на другой поток, обычно, меньший, который регулируют описанным выше образом, и который обходит фильтр и затем смешивается с основным потоком перед конденсатором серной кислоты. Особенно удобно подмешивать указанный второй поток в первый перед реактором, чтобы содержащий в нем 502 окислялся до 50 з и. кроме того, чтобы удалить содержание в меньшем потоке грубые частицы с размером больше 1 мкм, например, на циклонном или маленьком электростатическом фильтре, т.к. грубые частицы оседают в реакторе, а также загрязняют конденсированную серную кислоту без существенного вклада в образование активных центров. Однако также может быть выгодно доба вля , частицы в виде дыма от металла или оки,гов металла, который получают от электг ,еской дуги, причем количество добзвля в единицу времени частиц регулируют с ,ем, чтобы получить минимальное содержание капелек серной кислоты в газе, покидающем колонку, или среднюю величину для отделяемых капелек серной кислоты.Доказано, что особенно выгодно добавлять частицы сжигаемых на горелке силиконовых масел в смеси с жидким углеводородным топливом (в этом определении "жидкий" означает либо жидкий, либо газообразный) при этом дым от горелки содержит частицы 302. Этот дым смешивают с дымовым газом перед входом в сернокислую башню, предпочтительно между пыльными фильтром 4 и воздуходувкой 11 на фиг, 1, При сжигании таким способом дизельного топлива в смеси с 0,05-0,5% по весу силиконового масла или при смешивании паров силоксанов, имеющих давление пара выше 0,01 мбар, с воздухом, поступающим на горелку, необходимо только добавлять около 4 10 г 3102 на 1 нм дымового газа, содержащего 0,1% паров Н 2304, для получения оптимального отделения кислотного тумана; это соответствует диаметру частиц ЯЮ 2 около 50 А. Ожидают; что это изобретение будет важным для промышленности, особенно для удаления двуокиси серы из процессов обжига и из топочных газон силовых установок, особенно средних и больших силовых установок, и таким высокоэффективным образом, что в атмосферу почти не выбрасывают кислотный туман. Следовательно, изобретение делает большой вклад в уменьшение загрязнения воздуха в промышленных районах,Формула изобретения 1, Способ конденсации серной кислоты из парогазовой смеси, содержащей 0,01-10 об,% паров серной кислоты и 0,0-50% паров воды, включающий охлаждение исходной смеси при непосредственном или косвенном контакте с хладагентом в сернокислотной башне, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в исходную парогазовую смесь перед подачей на охлаждение вводят твердые частицы в количестве 10 -,10 на н/м из расчета на9 120,1%-ное содержание паров серной кислоты в газе при входе в башню и при условии полной гидратации триоксида серы до сер- НОЙ КИСЛОТЫ.2, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что Охлаждение ведут в башне с насадкой в прототипе к циркулирующей серной кислоте в количестве хладагента,3, Способ поп,1, отлича ю шийся тем, что косвенное охлаждение ведут газообразным хладагентом в противотоке.4, Способ поп,3,отличающийся тем, что температуру подаваемых парогазо. вых смесей и хладагента поддерживают на уровне, соответствующем условию70 70 ЕО 1 О 1 3,2 20 3.2Э,Э 00 00 9 та ТА 2 Т,а - 30-10 а С,где ТА 2 - температура входящего агента;Т, - точка росы серной кислоты;а - содержание серной кислоты приусловии полной гидратации триоксида серы 5до серной кислоты.5. Способ по пп, 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в исходную смесь вводят частицы, имеющие диаметр менее 1 мкм,б. Способ поп.5,отличающийся 10тем, что вводят твердые частицы, предпочтительно, с диаметром от 0,002 до 0,1 мкм,7. Способ пои. 1, отл и ч а ю щи й с ятем, что газ подвергают предварительнойочистке от избыточного содержания твердых частиц,8. Способ по пп. 1-8, отл ич а ю щи йс я тем, что в качестве источника твердыхчастиц используют дым, полученный при20 250 250 250 250 250 250 280 250 250 250 250 270 270 сжигании углеводородов, причем количество дыма автоматически регулирую 1,9, Способпоп,й,атлича ю 1 цийся тем, что используют дым, полученный при сжигании углеводородов, содержащих па крайней мере 2 атома углерода в молекуле,10, Способ по пп. 1-9, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве твердых частиц используют частицы металлов или оксидов металлов, образующихся при электрической дуге.11. Способпоп,1,отличающийся тем, что твердые частицы вводят в виде аэрозоля раствора соли металла или суспензии,12, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве твердых частиц используют продукты совместного сжигания жидкого топлива с кремнийсодержащим компонентом, выбранным из класса, содержащего силиконовые масла или силоксаны.