
- •3. Производство серной кислоты
- •3.1. Области применения серной кислоты
- •3.2. Сырьё.
- •3.3. Производство серной кислоты
- •3.3.1. Химическая схема производства серной кислоты из железного колчедана
- •3.3.2. Принципиальная схема производства серной кислоты
- •3.2.3. Получение обжигового газа из колчедана
- •3.4. Общая и специальная очистка обжигового газа.
- •Контактное окисление оксида серы (IV)
- •3.5.2. Поглощение оксида серы (VI)
- •3.6. Получение серной кислоты серы путём сжигания серы
- •Совершенствование сернокислотного производства
3.6. Получение серной кислоты серы путём сжигания серы
В печном газе при сжигании серы отсутствуют пыль и каталитические яды, технологическая схема производства серной кислоты из серы не содержит отделения очистки газа, отличается простотой и получила название «короткой схемы».
Принципиальная схема производства серной кислоты из серы: плавление серы, сжигание серы в избыточном токе воздуха, охлаждение газа, контактирование, адсорбция триоксида серы (Рис. 3.9).
Лучшим сырьём для производства серной кислоты является природная сера, так как при её сжигании может быть получен газ с более высокой концентрацией, более чистый, не нуждающийся в специальной очистке, что имеет большое значение в контактном способе получения кислоты.
Рис. 3.9. Схема производств серной кислоты, сжиганием серы. 1 - плавильная камера, 2 - фильтр жидкой серы, 3 - печь для сжигания серы, 4 - котел-утилизатор, 5 - контактный аппарат, 6 - система абсорбции SO3 , 7 - холодильники серной кислоты.
Технологический процесс производства серной кислоты из элементарной серы контактным способом, отличается от процесса производства из колчедана рядом особенностей.
К ним относятся:
1) особая конструкция печей для получения обжигового газа;
2) повышенное содержание оксида серы в обжиговом газе;
3) отсутствие стадии предварительной очистки обжигового газа.
Горение серы представляет собой гомогенную экзотермическую реакцию, которой предшествует процесс перехода серы в жидкое состояние и последующее испарение серы.
Sтв. → Sжидк. → Sпар
Таким образом, процесс горения протекает и газовой форме в потоке предварительно высушенного воздуха и описывается уравнением:
S + O2 = SO2 + Q
Перед подачей в печь серу предварительно расплавляют паром в плавильном котле и отфильтровывают от примесей. Так как температура плавления серы сравнительно низка, то путем отстаивания и последующей фильтрации от серы легко отделить механические примеси, не перешедшие в жидкую фазу, и получить исходное сырье достаточной степени чистоты.
Для сжигания чистой серы в настоящее время применяются циклонные печи (Рис. 3.11).
Печь представляет собой стальной цилиндр диаметром 1,5 метра, выложенный огнеупорным кирпичом.
Воздух и сера подаются в печь тангенциально, т. е. по касательной, что приводит к образованию завихрений в обоих потоках. Это позволяет обеспечить исключительно сильное перемешивание паров серы с воздухом и интенсивность сгорания серы увеличивается.
Рис. 3.10. Производство серной кислоты из серы по «короткой схеме»: 1 - печь для сжигания серы; 2 - котёл-утилизатор с пароперегревателем (2а); 3 - пятислойный контактный аппарат; 4 - наружный теплообменник.
|
Рис. 3.11. Циклонная печь для сжигания серы: 1 - форкамера с форсункой для подачи серы и тангенциальным вводом воздуха; 2,4 - камеры сжигания; 3 - пережимные кольца для турбулизации воздуха |
Из печи обжиговый газ поступает в котел-утилизатор и далее в последующие аппараты. Концентрация диоксида серы в обжиговом газе зависит от соотношения серы и воздуха, которые подаются на сжигание. Как правило, воздух берут в избытке, так как в противном случае в печи будет слишком высокая температура. Обычно при сжигании серы получают обжиговый газ, содержащий до 16% SO2.
Производство серной кислоты из сероводорода стр. 176 Соколов т.1