Способ получения серной кислоты

(57) Изобретение отнсерной кислоты контжет быть использовамышленности. Цпроизводительностивыброса сернистогоЦель достигается темчающем осушку обжи ЕНИЯ СЕРНОИ КИСк производству методом и моимической проповышение сса,и снижениев атмосферу. способе, вклюгаза циркулируосится дктным новх ель працегаза , что в гового к производствуметодом и моимической про вляется повышероцесса и снижеаза в атмосферу. стигается тем, что сушку обжигового нцентрированной ие осушенного гаго серного ангиднцентрированной д продукционной осушки, осушку иислотой, диспери обьемном соотГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится серной кислоты контактным жет быть использовано в х мышленности. Целью изобретения я ние производительности и ние выброса сернистого г Поставленная цель до в способе, включающем о газа циркулирующей ко серной кислотой, окислен за и абсорбцию полученно рида циркулирующей ко серной кислотой и выво серной кислоты со стадии абсорбцию ведут серной к гированной воздухом, прющей концентрированной серной кислотой, окисление осушенного газа и абсорбцию полученного серного ангидрида циркулирующей концентрированной серной кислотой и вывод продукционной серной кислоты со стадии осушки, осушку и абсорбцию ведут серной кислотой, диспергированной воздухом при обьемном соотношении 1:(1,6-2,5) соответственно, При этом на стадию осушки кислоту подают в центральную верхнюю часть аппарата с концентрацией 98%, а в периферийную часть - с концентрацией 93%, причем из серной кислоты. подаваемой на стадию абсорбции, предварительно десорбируют 302 диспергированным аэрированным потоком воды, На стадию абсорбции в верхнюю центральную часть аппарата подают кислоту с концентрацией 97%, а в периферийную - с концентрацией 98%. 1 з.п, ф-лы, 2 табл,ношении 1:1,6 - 2,5 соответственно, при этом на стадию осушки кислоту подают в центральную верхнюю часть аппарата с концентрацией 98%, а в периферийную часть - с концентрацией 93%, причем серной кислоты, подаваемой на стадию абсорбции, предварительно десорбируют ЯО 2 диспергированным аэрированным потоком воды. На стадии абсорбции в верхнюю центральную часть аппарата подают кислоту с концентрацией 97%, а в периферийную -с концентрацию 98%,П р и м е р. 75000 м Воздуха. содержа 3щего 15744 кг (7,35 об,%) сернистого газа и 3200 кг (5,3.об,%) паров воды, имеющего температуру 32 С, обрабатывают в сушильном аппарате рециркулируемым потоком, 1717536состоящим из смеси 1023624 кг (560 м) частиц 93%-ной серной кислоты, диспергированных 900 м воздуха и температуре 50 С при объемном соотношении воздуха к серной кислоте в смеси 1,6:1, которую подают на периферию рециркулируемого потока, и 59520 (32,4 м) частиц 98%-ной серной кислоты, диспергированных 82 м воздуха и температуре 60 С при объемном соотношении воздуха к серной кислоте в смеси 2,5:1, которую подают в центр рециркулируемого потока, при этом в дисперсной фазе созданного газожидкостного потока организуют переменную концентрацию серной кислоты с изменеием концентрации в циркулирующем потоке ат 98% Н 2504 в центральной :асти потока до 93% Н 2504 на его периферии, при этом объемное соотношение центрального и периферийного потоков серной кислоты составляет 1:17,После обработки воздух в количестве 72000 м, содержащий 15744 кг 502 (7,65 % об) и 0,005 об,% влаги, направляют на контактирование в контактный аппарат, а из сушильного аппарата в виде продукта выводят 25909 кг (14 м ) 93%-ной Н 2304 с температурой 50 С, при этом получение обедненной по содержанию растворенного сернистого ангидрида серной кислоты осуществляют обработкой диспеагированнай серной кислоты диспергированным потоком 140 кг воды и 25 м воздуха и объемном отношении серной кислоты к воздуху, равным 1:1,8,При этом получают 26049 кг 92,5% серной кислоты, нагретой до 61 С, которую выводят на склад, и 31 кг сернистого ангидрида, выделившегося за счет изменения его растворимости в смеси, с воздухом при концентрации 30,3 об,% 502 возвращаат на стадию осушки, а 36811 кг 93% Н 2 ЯО возвращают в моногидратный цикл,В контактном аппарате сернистый газ в количестве 15744 кг(из сушильноо аппарата) и 321 кг(возвращенного со стадии абсорбции сернистого ангидрида и выделения растворенного в серной кислоте серн 1 лстага ангидрида) акисляют кислородом воздуха, в результате чего получают газ в количестве 70000 м, содержащий 19680 кг серного ангидрида и 321, кг непраконтактировавшега сернистого ангидрида, который направля 1 от на абсорбцию.Абсорбцию серного и сернистого ан гидрида осуществляют в абсарбере рециркулируемым потоком, состоящим из смеси 454108 кг (247,3 мз) частиц 98%-най серной кислоты, диспергированных 600 м воздухаз с температурой 60 С при объемном соотношении воздуха в серной кислоте в смеси10 2,4;1, которую подают на периферию рециркулируемага потока, и смеси 510922 кг (278 м") частиц 97%-най серной кислоты, диспергированных 500 м воздуха при объемном соотношении воздуха в серной кислоте всмеси 1,8;1, которую подают в центр рециркулируемого потока, при этом в дисперснай фазе созданного гэзажидкастного потокаорганизуют переменную концентрациюсерной кислоты с, изменением канцентрации в циркулирующем потока от 97% Н 2504 в центральной части потока до 98% Н 2504 на его периферии, Объемное соотношение центрального и периферийного потоков серной кислоты составляет 1:1.При этом в центр рециркулируемога потока подают объединеннуо по содержанию растворенного сернистого ангидрида серную кислоту. Обедненную по содержанию20 растворенного сернистого ангидрида сернуюкислоту получают путем смешения предварительно диспергироеенных 471072 кг 1256,4 ичестно 95% 14 т 504. дисперги роллиных 500 ывоздуха с температурой 60 С и при объемном25 соотношении воздуха к серной кислоте 1,95:1,патака 36811 кг (20 мз) частиц 93% Н 2504(рециркулируемай со стадии осушки), диспергированных 55 м воздуха с температурой 56 С при объемном соотношении30 воздуха к серной кислоте 2,75;1 и потока3039 кг(З 04 м") частиц воды, диспергированных 5 м воздуха с температурой 25 Спри объемном соотношении воздуха к воде1,6;1,35 В результате такой обработки получают510922 кг 97% серной кислоты с температурой 72 С и 321 кг сернистого ангидрида,десорбированного из раствора за счетуменьшения растворимости сернистого ан 40 гидрида в полученной серной кислоте из-заповышения температуры и уменьшения ееконцентрации,510922 кг 97% Серной кислоты с пониженной концентрацией растворенного в45 ней сернистого ангидрида. направляют наабсорбцию серного и сернистого ангидридав моногидратный абсорбер, а смесь 321 кг(112 мз) сернистого ангидрида с 560 мвоздуха с концентрацией 16,7 об.% 50250 направляют на смешение с газом, подаваемым в контактный аппарат. В результатеабсорбции 19670 кг сернистого ангидрида(степень абссрбции 99,95%) и 321 кг сернистого ангидрида улавливается раствором сер 55 ной кислоты, 64500 м Газа, содержащего 10кг серного ангидрида, в виде выхлопных газовнаправлвот на очистке, а 59520 кг 98% серной кислоты направляют на стадию осушки,Пределы объемного соотношения воздуха к серной кислоте в смеси от 1,6 до 2,5 к510 ного и сернистого ангидрида периферийная часть циркулирующего потока имеет среднюю плотность 0,53 т/м с концентрацией диспергированной серной кислоты 98% 15 Н 2 ЯОд, а центральная часть потока имеетсреднюю плотность 0,66 т/м при концентрации диспергированной серной кислоты 97% Н 2 Я 04.При этом в зоне центрального факела 20 происходит абсорбция серного и сернистого ангидрида и смещение газового потока в область пониженной плотности периферийного потока с концентрацией 98% Н 2 Я 04, в которой упругость паров сернистого ангид рида минимальна, что обеспечивает практически полное улавливание последнего до и редел ьно допустимых кон центра ций.Сравнительная характеристика отходящих газов приведена в табл,2,30 Как видно из табл.2, в предлагаемомспособе потери сернистого газа в виде выбросов в атмосферу отсутствуют, а потери серной кислоты в виде ссрного ангидрида меньше, чем в прототипе.35 Что касается потерь серного ангидри 40 50 1 обеспечивает необходимую среднюю плотность диспергированной среды, позволяющую в выбранных пределах давлений проводить процессы массо-теплопередачи в заданных р жимах. При обьемном соотношении воздуха к серной кислоте меньшем, чем 1,6;1, увеличивается средняя плотность диспергированной среды, что ухудшает процессы тепломассопередачи на стадиях абсорбции и осушки, Увеличение обьемного соотношения воздуха к серной кислоте в смеси больше, чем 2,5:1 приводит к увеличению расхода воздуха. что приводит к необоснованному увеличению энергозатрат.Пределы изменения концентраций в дисперсной фазе газокидкостного потока на стадии осушки газа в поперечном сечении циркулирующего потока от 93% Н 2 ЯОд на периферии до 98% Н 2 Я 04 в центральной части потока определены из условий достижения в осушенном газе концентрации влаги до 0,005 об,%, При концентрации серной кислоты ниже, чем 93% Н 2 Я 04, не удается достигнуть величины конечной концентрации 0,005% влаги в осушаемом газе из-за высокой упругости паров воды над серной кислотой. Концентрация в 98% Н 2 Я 04 определяется кислотооборотом между сушильно-абсорбционным отделением и связана с материальным балансом процесса получения серной кислоты,Пределы изменения концентраций в дисперсной фазе газожидкостного потока на стадии абсорбции ЯОз и Я 02 в поперечном сечении циркулирующего потока от 97% Н 2 Я 04 в центральной части потока до 98% Н 2 Я 04 на его периферии определяются условиями абсорбции ЯОз и Я 02. Снижение концентрации серной кислоты ниже 97% Н 2 Я 04 в центральной части потока уменьшает степень абсорбци ЯОз ниже 99,95% из-за увеличения упругости паров серной кислоты, что приводит к необоснованным потерям серной кислоты., Концентрация серной кислоты выше 98% Н 2 Я 04 не целе сообразна из-за увеличения вязкости растворов серной кислоты, что приводит к увеличению расхода воздуха на диспергирование, что увеличит обьемное соотношение воздуха к серной кислоте больше, чем 2,5:1,В табл,1 приведены основные характеристики диспергированных потоков серной кислоты на различных стадиях обработки газового потока. 5Как следует из табл.1, на стадии осушки периферийная часть циркулируемого потока имеет среднюю плотность 0,7 т/м, при концентрации диспергированной серной кислоты 93% н 2 Я 04, а центральная часть потока имеет среднюю плотность 0,52 т/м при концентрации диспергированной серной кислоты 98% Н 2 ЯО, При этом в созданном газожидкостном потоке происходит направленное перемещение обрабатываемого газового потока в менее плотную центральную часть, в которой упругость паров воды над серной кислотой минимальна, что позволяет достигать степень осушки газа до 0,005 об,% влаги. На стадии абсорбции серда в виде тумана при абсорбции ЯОз серной кислотой с концентрацией меньше, чем 98,3%, то эти потери связаны не только с концентрацией кислоты, но и ее температурой, Абсорбция серного ангидрида в способе осуществляется в дисперсной системе,имеющей переменную концентрацию серной кислоты от 97% в центре и 98% на периферии и температуру 60 С,В процессе абсорбции Я 02 повышается общая концентрация серной кислоты, которой улавливается серный ангидрид,При 60 С степень абсорбции серного ангидрида 97% серной кислотой практически равна 100%, что исключает туманообразование серной кислоты и, следовательно, потерь в виде тумана.формула изоб ретения 1, Способ получения серной кислоты, включаюший осушку обжигового газа циркулирующей концентрированной серной кислотой, окисление осушенного газа и абсорбцию полученного серного ангидрида циркулирующей концентрированной серной кислотой и вывод продукционой серной1717536 Периферийная часть циркулирующего потока Стадия Концентрация сернойкислоты,Х НОЕ Массадиспергированных частиц, т Суммарныйобъем, м3 Плотностьпотока,.т/м Объемвозду"ха м Объемсернойкисло".Эты, м ОсушкаН О 900 160 бсорбция ои во 5 одолжение табл Стадия я часть циркулирующего потока нтралиСуммарный бъем, м Плотностпотока,т/м Объем Объемсерной воздуха,окисло- мты, м Концентрация сернойкислоты,3 н во сс ован ных час иц,ОсушкаН О 98 0,5 59,5 Абсорбци ВОи 50 0,66 9 278 5 лица 2 Количество газов,мз/ч Количество 3,00 й,0 кислоты со стадии осушки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса и снижение выброса сернистого газа в атмосферу, осушку и абсорбцию ведут серной кислотой, диспергированной воздухом, при объемном соотношении 1:1,6-2,5 соответственно, при атом на стадию осушки кислоту подают в/центральную верхнюю часть аппарата с концентрацией 98, а в периферийную часть - с концентрацией 93 Д, причем из серной кислоты. подаваемой на стадию абсорбции. предварительно десорбируют 502 диспергированным азрированным потоком 5 воды.2, Способ поп.1, отл ич ающи йсятем, что на стадии абсорбци в верхнюю центральную часть аппарата подают кислоту с концентрацией 97 а в периферийную - с 10 концентрацией 98 Д,