Другие способы получения серной кислоты контактным методом

При обжиге колчедана и других сульфидных руд могут быть созданы условия, при которых мышьяк остается в огарке. В этом случае представляется возможным не охлаждать обжи­говый газ, как это предусматривается в классическом способе (см. рис. 7-9), а направлять его после очистки от пыли непо­средственно в контактный аппарат, как это осуществляется при; получении серной кислоты из серы (см. рис. 8-2). Такой процесс получил название способ СО (сухая очистка), его схема показана на рис. 8-14.

Рис. 8-14. Схема производства серной кислоты по способу СО-1:

1 — электрофильтр; 2 — теплообменник; 3 — контактный аппарат; 4 — конденсатор; 5 — стеклосетчатый фильтр;

6 — мокрый электрофильтр; 7 — нагнетатель.

Обжиговый газ после очистки от пыли направляют в теп­лообменник 2 и затем в контактный аппарат 3, загруженный кольцеобразной ванадиевой контактной массой. Снижение тем­пературы газа между слоями контактной массы достигается либо добавлением атмосферного воздуха, либо в результате теплообмена в пароперегревателях.

Из контактного аппарата газ направляется в конденсаторе, представляющий собой башню с насадкой, орошаемую 93— 95%-ной серной кислотой. После конденсатора газ освобожда­ется от тумана в стеклосетчатом фильтре 5 и в электрофильт­ре 6, а затем нагнетателем 7 выводится в атмосферу.

Показатели работы опытно-промышленного цеха СО произ­водительностью 150 т/сут серной кислоты при работе его на цинковом концентрате (средние данные за 6 лет работы):

На рис. 8-15 изображена схема получения серной кислоты из топочных газов ТЭЦ, работающих на угле с повышенным со­держанием серы. Топочные газы, образующиеся при сжигании пылевидного угля в топке парового котла 1, после очистки от пыли (золы) в механическом фильтре 2 и электрофильтре 3 при температуре 470 °С направляются в контактный аппарате, загруженный пластинчатым катализатором на керамической основе. Газы, поступающие на катализатор, содержат 0,2% SO₂ и 0,02% SO₃, после катализатора в газе остается 0,02% SO₂. Таким образом, степень окисления S02 на катализаторе составляет 90%.

После контактного аппарата газы охлаждаются в теплооб­меннике-конденсаторе 6 до 95 °С воздухом, поступающим в топ­ку парового котла. При охлаждении газов в теплообменнике-конденсаторе триоксид серы взаимодействует с парами воды. После конденсации образуется серная кислота концентрацией 70% H₂SO₄. Часть паров серной кислоты образует туман, который выделяется из газов в мокром электрофильтре 7. В отходящих газах содержится 0,02% SO₂ и 85 мг/м³ серной кис­лоты (или 0,002% SO₃).

Рис. 8-15. Схема процесса получения серной кислоты из топочных газов:

1 — паровой котел; 2 — механический отделитель ныли; 3 — сухой электрофильтр; 4 — контактный аппарат; 5 — воздуходувка; 6 — конденсатор-теплообменник; 7— мокрый электрофильтр.

Получение серной кислоты из концентрированного so2 и отработанных кислот

В отходящих газах некоторых производств концентрация SO₂ невелика. Однако, поскольку объем этих газов очень боль­шой, нельзя не учитывать содержащееся в них огромное ко­личество серы. К ним относятся газы цветной металлургии, аг­ломерационные, топочные и другие газы. В соответствии с тре­бованиями Санитарной инспекции отходящие газы таких про­изводств должны быть обезврежены, при этом могут применять­ся методы, обеспечивающие извлечение SO₂ и получение его в конденсированном (жидком) виде. Жидкий SO₂ выгодно пе­ревозить на большие расстояния и перерабатывать в серную кислоту на месте ее потребления (очень часто предприятия* выбрасывающие большие количества SO₂, находятся р чо> нах, где потребность в серной кислоте невелика).

Технологическая схема переработки концентри SO₂ может быть очень простой, поскольку в систе вует печное отделение. Исключается также опер' газа, так как уже в процессе извлечения S02 из г бождается от примесей, оказывающих вредное тивность ванадиевой контактной массы.

В случае применения технологического кг для обжига серосодержащего сырья дости центрация S02 в обжиговом газе (80—90 содержится пыль и другие примеси, пг

очистке по обычной схеме (см. рис. 7-9) и лишь затем направ­ляется в контактное отделение.

Кислород, необходимый для окисления концентрированного SO₂, вводится с воздухом или в виде 95%-ного технологическо­го кислорода. Оптимальная концентрация диоксида серы в га­зовой смеси при смешении 100%-ного SO₂ с воздухом составля­ет около 20%, однако такую смесь нельзя направить непосред­ственно в первый слой контактной массы, так как при этом произойдет значительный разогрев катализатора и он разру­шится. Чтобы избежать перегрева контактной массы, на прак­тике применяют следующий прием: поток 100%-ного диоксида серы делят на два примерно равные потока, в один из них вво­дят весь необходимый по расчету воздух. При этом концентра­ция SO₂ в газовой смеси снижается примерно до 7,5%. Такую тазовую смесь нагревают в теплообменниках до 440 °С и пода­ют в первый слой контактной массы. К газу, выходящему из этого слоя, присоединяют второй поток 100%-ного SO₂ (или часть потока). Газовую смесь охлаждают до 460—470 °С и на­правляют во второй и последующие слои контактной массы.

При проведении процесса окисления диоксиды серы в пи­лящем слое катализатора опасность перегрева контактной мас­сы уменьшается, поэтому концентрация SO₂ в газе может быть значительно повышена (стр. 163).

Абсорбционное отделение в данной схеме обычное. Благо­даря высокой концентрации SO₃ в контактном газе можно полу­чать высокопроцентный олеум.

Для получения контактной серной кислоты используются также отработанные кислоты. Кислоту, содержащую примеси, которые не могут быть предварительно выделены и не позволя­ют ее непосредственно использовать, подвергают термическому разложению. Переработка отработанных кислот этим методом состоит в том, что кислоту вместе с топливом подают в печь. При температуре в печи до 1200 °С серная кислота под дейст­вием содержащихся в ней органических соединений разлагается

2H₂SO₄ + С = 2SO₂ + 2Н₂O + СO₂

Образующиеся газы охлаждаются в рекуператоре, нагревая воздух, поступающий в печь, а затем перерабатываются в сер­ную кислоту по схеме, близкой к обычной (см. рис. 7-9).

При отсутствии в отработанной кислоте примесей, отравля­ющих ванадиевую контактную массу, газы из печи разложения можно направлять непосредственно в контактный аппарат, оформив процесс по методу мокрого катализа (см. рис. 8-3).