2.4 Поглощение серного ангидрида в абсорберах, орошаемых моногидратом

Из контактного отделения газ, содержащий в основном серный ангидрид, направляется в абсорбционное отделение, где серный ангидрид поглощается в насадочных башнях моногидратом.

Серный ангидрид растворяется в серной кислоте, а затем соединяется с содержащейся в ней водой.

Серный ангидрид наиболее полно абсорбируется 98,3%-ной серной кислотой, при меньшей или большей концентрации способность ее поглощать серный ангидрид ухудшается. Над кислотой, содержащей менее 98,3% H₂SO₄. в газовой фазе находятся пары воды; над кислотой, содержащей более 98,3% H₂SO_4, в газовой фазе находится серный ангидрид.

Полнота абсорбции серного ангидрида в значительной степени зависит от температуры серной кислоты: чем ниже температура, тем выше степень абсорбции. При орошении абсорбера кислотой концентрацией менее 98,3% H₂SO₄ часть серного ангидрида соединяется с парами воды, образуя туман серной кислоты, который плохо улавливается в абсорберах, уносится с отходящими газами в атмосферу. При этом на выходе из выхлопной трубы виден туман (абсорбер газит). Чем ниже концентрация серной кислоты и выше ее температура, тем больше выделяется из нее паров воды, образуется больше тумана и выше потери SO₃.

При орошении абсорбера кислотой концентрации более 98,3% H₂SO₄, серный ангидрид поглощается не полностью, так как из этой кислоты выделяется SO₃, в этом случае отходящие газы также уносят в атмосферу часть серного ангидрида, который с влагой воздуха образует туман серной кислоты.

При абсорбции серного ангидрида менее концентрированной кислотой туман образуется непосредственно в абсорбере и виден у самой кромки выхлопной трубы («хвост» белый, сплошной). При орошении абсорбера более концентрированной кислотой туман образуется после смешения отходящих газов с влагой атмосферного воздуха и становится заметным на некотором расстоянии от кромки трубы.

В результате абсорбции паров воды из газа в сушильных башнях происходит разбавление орошающей кислоты, которая передается в абсорбционное отделение, где содержащаяся в ней вода используется для образования серной кислоты из серного ангидрида.

Количество воды, передаваемое в абсорберы, в свою очередь зависит от содержания паров воды в газе, поступающем в сушильную башню из промывного отделения. В увлажнительной башне газ практически полностью насыщается парами воды; а с повышением температуры давление насыщенного пара возрастает, поэтому содержание влаги в газе после промывного отделения фактически зависит от температуры газа. Таким образом, при постоянной концентрации сернистого ангидрида в газе концентрация продукционной кислоты зависит от температуры газа перед сушильной башней.

Если количество воды, поступающей из сушильной башни, недостаточно для получения серной кислоты заданной концентрации, дополнительно вводят воду в сборник кислоты абсорбционного или сушильного отделения.

Для поддержания концентрации циркуляционных кислот производится непрерывный обмен кислот перетоком из системы орошения сушильной башни в систему орошения абсорберов и наоборот.

Циркуляционные кислоты промывного и сушильно-абсорбционного отделений охлаждаются в холодильниках. Температурный режим работы холодильников регулируется количеством или температурой, подаваемой на охлаждение воды. Охлаждающая вода используется в оборотной системе водоснабжения и пополняется свежей водой. Закисленная вода, при аварийных переливах, направляется на станцию нейтрализации, где нейтрализуется известковым молоком до РН = 6.5 – 8.5 и, после отстоя в прудках-отстойниках, используется в обороте [5].

Основные параметры работы абсорбционной башни:

- концентрация орошающей кислоты - 97.8 – 98.7% H₂SO₄

- температура газа на входе - не более 150⁰ С

- температура кислоты на входе - не более 70⁰ С,

- сопротивление абсорберов - до 100 мм. вод. ст.,

- абсорбция серного ангидрида - не менее 99,0%,

- содержание в выхлопных газах SO₂ - не более 0.2%

- содержание тумана H₂SO₄ - не более 27 мг/нм₃

Отходящие газы из абсорберов направляются в электрофильтры типа БВК для очистки от тумана и брызг серной кислоты, после которых сбрасываются в атмосферу через санитарную трубу.(Технологические параметра сушильно-абсорбционого отделения представлены в таблице 2.3)

Таблица 2.3 - Технологические параметры работы сушильно-абсорбционного отделения

Наименование параметров	Единицы измерения	Сушильная башня	Моногидратный абсорбер
1 Температура газа вход выход	ºС	35 – 36 45	120 – 130 65
2 Концентрация орошающей промывной кислоты	% H2SO4	92,5 - 93	98,3 – 98,7
3 Количество орошения	м3/ч	534 - 630	650 – 690
4 Плотность орошения	м3/м2×ч	18 – 21	22 –23
5 Температура орошающей кислоты вход выход	ºС	43 — 45 54 - 58	43 — 45 65 — 68,5
6 Степень осушки гза, содержание водяных паров в газе на выходе	%об. мг/нм3	не более 0,01 80
7 Степень абсорбции SO3	%		99,9
8 Температура оборотной воды в теплообменниках вход выход	ºС	28 40	28 40
9 Коэффициент теплопередачи теплообменников	ккал/м2θчθºС	600	600
Электрофильтры ЭВМТр — 1 — 2,7 — 3,6
10 Содержание тумана и брызг серной кислоты вход выход	г/м3	0,11 0,0022