1 КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Процесс получения серной кислоты из сероводорода коксового газа по методу мокрого катализа осуществлен в отечественной и зарубежной промышленности на ряде установок различной производительности - от одной до ста тонн моногидрата в сутки. Аппаратура этих установок различна, но в основе процесса лежит одна и та же принципиальная технологическая схема, общая для всех установок. Эта схема включает следующие основные операции:

а) сжигание сероводородного газа в сернистый газ;

б) охлаждение сернистого газа (обычно в котле-утилизаторе);

в) окисление сернистого газа в серный ангидрид в контактном аппарате;

г) конденсация серного ангидрида и паров воды с образованием серной кислоты;

д) охлаждение серной кислоты;

е) очистка хвостовых газов от сернокислотного тумана.

Производство кислоты методом мокрого катализа сводится к сжиганию сероводорода в сернистый ангидрид и последующему окислению его в серный в присутствии ванадиевого катализатора.

Затем смесь газообразного серного ангидрида и паров воды охлаждается и конденсируется в серную кислоту:

Концентрированный сероводородный газ нагнетается вакуум - насосом в котлы для сжигания сероводородного газа. Необходимый для сжигания сероводорода воздух подается в котлы вентилятором. Для предотвращения образования при этом окислов азота, процесс горения ведется с недостатком воздуха и в котлы подается 95% воздуха от необходимого по реакции. Цианистый водород, входящий в состав сероводородного газа, сгорает до элементарного азота .

Температура газовой смеси понижается экраном котла и оставшийся сероводород, при более низкой температуре, дожигается в камере дожига, куда подается необходимое количество воздуха.

Съем тепла от газовой смеси производится экраном котла с образованием пара, который используется для нужд завода.

Питание котлов осуществляется химочищенной деаэрированной водой из водоподготовки ТЭЦ.

Для предотвращения отложения солей жесткости в барабане и трубах котла - непрерывно и периодически продувают котел питательной водой, стекающей в продувочный бак, где она охлаждается технической водой и потом отводится в канализацию.

При сгорании оставшегося количества сероводорода температура газовой смеси после камеры дожига повышается.

Для понижения температуры газовой смеси до рабочей ее величины 440оС, производится вдувание холодного воздуха в камеры смешения.

Охлажденный до 440оС сернистый газ поступает в четырехслойные контактные аппараты, где происходит контактное окисление сернистого ангидрида в серный.

Окисление сернистого ангидрида сопровождается выделением значительного количества тепла и разогревом газа. При повышении температуры снижается равновесная степень окисления сернистого ангидрида.

Для ведения процесса в диапазоне оптимальных температур (440-450оС) газ, после первого, второго и третьего слоев контактной массы, охлаждается в трубчатых теплообменниках, встроенных в контактные аппараты, циркулирующим нагретым (до 230оС) воздухом, подаваемым в трубки теплообменников дымососами.

Серный газ с температурой 440-450оС поступает в скрубберы для улавливания серной кислоты. В скруббере газ охлаждается циркулирующей серной кислотой. При этом происходит охлаждение газов и образование серной кислоты в парообразном состоянии, за счет реакции соединения серного ангидрида с парами воды, а затем конденсация паров серной кислоты.

Сконденсировавшаяся кислота вместе с циркулирующей кислотой отводится в оросительные холодильники серной кислоты, где охлаждается технической водой, а затем стекает в циркуляционный сборник.

Избыток кислоты, образовавшейся в скрубберах за счет конденсации паров, постоянно отводится от линии подачи серной кислоты на орошение скрубберов в продукционный сборник, а из него насосами периодически откачивается в склады реактивов цехов улавливания батарей № 7-10 и № 1- 6

Хвостовые газы, выходящие из скрубберов, содержат большое количество брызг и тумана серной кислоты. Для их удаления хвостовые газы проходят электрофильтры, а затем отводятся в атмосферу. Уловленная в электрофильтрах кислота стекает в специальный сборник для кислоты.

Нагретая техническая вода, стекающая из оросительного холодильника, перетекает в резервуар нагретой технической воды, а из него насосами подается на градирню.

В случае течи серной кислоты в оросительных холодильниках предусмотрен автоматический сброс закисленной технической воды из соответствующей группы секций, в резервуар закисленной воды. В резервуаре закисленная вода нейтрализуется содовым раствором, а затем отводится в канализацию.