Стадия сжигания серы в производстве серной кислоты (стр. 3 из 5)

Сырьем для получения серной кислоты может служить природная элементная сера. Она не содержит вредных для контактной массы примесей, поэтому схема ее переработки значительно упрощается. На рис. 3.2 изображена такая схема, называемая короткой схемой производства серной кислоты из природной серы.

Воздух, осушенный в сушильной башне 1 подастся в печь 7, куда одновременно распыляется через форсунки расплавленная в плавилке с отстойником 4 и отфильтрованная в фильтре 5 жидкая сера. Продолжением сер-ной печи служит котел-утилизатор (испаритель) 8 и пароперегреватель Р. Температура сернистого газа после печи снижается в котле-утилизаторе с 1100—1200 до 440—450°С. Затем газ поступает в первый слой контактной массы (второй снизу), охлаждение газа, выходящего после первого слоя, проводится в пароперегревателе Я после второго слоя (он расположен внизу контактного аппарата) газ охлаждается в теплообменнике И, после третьего и четвертого слоев — поддувом холодного осушенного воздуха. Абсорбционное отделение аналогично рассмотренному ранее, в него газ поступает через ангидридный холодильник 12.

При содержании в элементной сере битумов и керосина (остаток флотореагента) они сгорают в печи с образованием паров воды. Так как осушки газа в короткой схеме нет, в абсорбционном отделении образуется туман серной кислоты. Для уменьшения его количества проводят абсорбцию при «горячем» режиме. При этом абсорбер орошается 98,3%-ной кислотой при температуре ее на входе 80—90, на выходе 110—120° С. Повышение температуры ведет к снижению возникающего пересыщении, и туман или не образуется вообще или количество его значительно уменьшается. С этой же целью на некоторых зарубежных заводах в ангидридных холодильниках (экономайзерах) поддерживают температуру воды 120°С при 392- 104 Па (40 ат), что приводит к конденсации паров серной кислоты, образующихся из Н₂О и SO₃, до абсорбции и позволяет использовать тепло газа после контактного аппарата.

Рис. 3.2. Схема производства серной кислоты из элементной серы:

1 - сушильная башня, 2- брызгоуловители, 3 - воздуходувка (нагнетатель), 4 –отстойник, 5 –фильтр, 6 -сборник чистой серы, 7-печь, 8-котел, 9- пароперегреватель, 10 - контактный аппарат, (I-V - слои контактной массы), 11 - теплообменник, 12 - ангидридный холодильник, 13 -олеумный абсорбер, 14 - моногидратный абсорбер, 15 — циркуляционное сборники

Приведенная на рис. 5 схема довольно распространенная, все другие существующие схемы отличаются от нее лишь некоторыми деталями оформления.

Стадии производства серной кислоты:

1. подготовка сырья: очистка и плавление серы; очистка, сушка и дозировка воздуха;

2. сжигание серы: S + O₂ = SO₂ (1) .Процесс ведут с избытком воздуха;

3. контактное окисление SO₂ в SO₃: SO₂ + 0,5O₂ = SO₃ (2).Процесс идет на ванадиевом катализаторе при температуре 420-550*С;

4. абсорбция SO₃ : SO₃ + H₂O = H₂SO₄ (3). Абсорбционная колонна орошается 98,3% H₂SO₄. Перед отправкой на склад кислота разбавляется до ~93% H₂SO₄ в соответствии с требованиями ГОСТа.

Исходные данные для расчета

Показатель	Значения
Степень превращения серы в SO2, %	92.0
Степень превращения SO2 в SO3, %	99.0
Степень абсорбции SO3, %	99.8
Содержание SO2 в газе, поступающем в контактный аппарат, % (по объему)	8.0
Содержание H2SO4 в целевом продукте, % по массе	92.5
Базис расчета, кг H2SO4	2000

Блок-схема производства