Технологическое оформление процесса окисления диоксида серы.
Технологическая схема и аппаратура контактного узла зависит от вида применяемого сырья, способов отвода тепла реакции, производительности установки и других факторов.
На рис. представлена схема контактного узла с одинарным контактированием, включая 4-слойный аппарат с промежуточными теплообменниками. Очищенный и осушенный сернистый газ подается газодувкой, нагревается во внешнем и промежуточных теплообменниках и поступает на I слой контактного аппарата. Пройдя все слои катализатора с промежуточным охлаждением в теплообменниках, прореагировавший газ покидает контактный аппарат, охлаждается во внешних теплообменниках и поступает на абсорбцию образовавшегося SO3. оптимальный температурный режим поддерживается с помощью байпасных газоходов с задвижками на теплообменниках, которые обычно устанавливают последовательно по ходу газа, иногда – параллельно перед двумя последними слоями. Максимальная степень превращения в контактном аппарате 98,0 – 98,5%.
При двойном контактировании после первой стадии катализа из газовой смеси поглощается образовавшийся SO3 и на вторую стадию катализа поступает неокисленная часть исходного SO2. Степень превращения 99,5 – 99,8%.
В современном сернокислотном производстве наиболее широко применяются контактные аппараты с горизонтальными стационарными слоями катализатора и отводом тепла в выносных теплообменниках. Применяются также контактные аппараты с внутренними теплообменниками либо с поддувом воздуха или газа.
При работе по короткой схеме на газах от сжигания серы или сероводорода применяется охлаждение газа между слоями в пароперегревателях, в газовоздушных теплообменниках или поддувом воздуха, что значительно упрощает конструкцию контактного узла.
Для устойчивой работы контактного аппарата необходимо равномерное распределение газа и температур по сечению аппарата, достаточная мощность теплообменников, надежная схема регулирования, простота обслуживании и ремонта и др. Наибольшая равномерность температур и концентраций газа в аппарате достигнута при использовании выносных теплообменников.
Использование аппарата ОТС – с отводом тепла серой позволяет путем использования высокотемпературного теплоносителя увеличить степень конверсии по сравнению с традиционными методами конверсии на 1,5 – 1,8% вследствие снижения градиента температур между стенками трубок и серединой слоя. Рабочая температура охлаждающего агента в ОТС совпадает с температурой зажигания катализатора, что позволяет исключить возможность инактивации катализатора при возрастании скорости газов. При этом в два раза меньше, чем у ПНР, расход металла.
Также используются кассетные аппараты (катализатор помещен в кассеты из проволоки).
По условиям осуществления процесса окисления SO2 и принципу теплоотвода контактные аппараты можно разделить на:
аппараты со стационарными слоями катализатора и промежуточным теплообменом (наиболее широко применяемые);
аппараты со стационарными слоями катализатора и непрерывным теплообменом;
аппараты с кипящими слоями катализатора и непрерывным теплообменом;
аппараты с нестационарным режимом окисления и теплоотвода в слоях катализатора.
Смотрите также
Хром
К металлам побочных подгрупп периодической системы Д. И. Менделеева
относятся все d-элементы. Таких
подгрупп 10: скандия, титана, ванадия, хрома, марганца ...
Энергия активации
Химическая кинетика - это наука о
скоростях и механизмах химических превращений, о явлениях, сопровождающих эти
превращения, и о факторах, влияющих на них.
Механизм реакции - это последо ...
Агрегатные состояния химических
веществ.
В химии, а
еще больше в химической экологии, важное значение имеет агрегатное состояние
вещества. Раньше считали, что существует три агрегатных состояния: твердое,
жидкое и газообразное. Не так дав ...