2.1 Описание разработанной технологической схемы

Измельченный колчедан подается через тарельчатый питатель Т-1 в печь кипящего слоя П-1. Туда же подается топочный газ и - центробежным вентилятором ЦВ-1 - воздух. Образовавшийся в результате обжига колчедана обжиговый газ с содержанием SO2 14%, имеющий температуру 900°С, поступает в котел-утилизатор КУ-1, применяемый для утилизации выделившегося тепла, где охлаждается до 450°С. Очистку от пыли осуществляют в циклоне Ц-1 и сухом электрофильтре Э-1.

Далее газ поступает в промывные башни, где происходит охлаждение газа, образование и улавливание тумана, освобождение газа от пыли, мышьяка и селена. При первой (полой) промывной башне ПБ-1, орошаемой 60%-ной серной кислотой, холодильников кислоты нет, и охлаждение газов в ней происходит за счет упаривания кислоты. Их температура на выходе из башни устанавливается в пределах 120 - 150°С. Кислота, образующаяся в промывном отделении (из SO3, присутствующего в обжиговых газах), отводится из сборника первой башни и, освободившись от содержащихся в ней окислов селена, непосредственно используется в других производствах. Во вторую промывную башню сернистый газ подается центробежным вентилятором ЦВ-2. Вторая промывная башня (с насадкой) ПБ-2 орошается 20% серной кислотой при температуре 30 - 35°С. При ней находится холодильник Х-1, где происходит конденсация паров воды, приносимых газом из первой башни. При этом газ окончательно очищается от пыли, фтора, селена и мышьяка. Находящиеся в газе капли тумана при большой концентрации паров воды с понижением температуры укрупняются, что значительно улучшает последующее улавливание тумана в мокром электрофильтре Э-2, который предусмотрен для очистки газа от аэрозоля серной кислоты, образующегося в промывных башнях.

Для удаления паров воды газ пропускают через сушильную башню с насадкой СБ-1, орошаемой охлажденной в холодильнике Х-2 концентрированной 98%-ной серной кислотой, и брызгоуловитель БУ-1. В контактное отделение сернистый газ подается центробежным вентилятором ЦВ-3 при температуре 40°С. Перед поступлением на контактную массу исходный сернистый газ нагревается в теплообменнике ТО-1 за счет тепла реакционного газа. Для поддержания оптимального температурного режима применяются газоходы с задвижками, регулирующими количество исходного газа, поступающего в теплообменники.

При использовании метода двойного контактирования оптимальная концентрация исходного газа достигает 9 - 10% SO2. В теплообменнике газ подогревается до 420 - 450°С благодаря теплу газа, поступающего с первой стадии конверсии. Нагретый диоксид серы поступает в контактный аппарат на первый слой катализатора, где частично SO2 окисляется до SO3. За счет выделившегося в результате реакции тепла температура газа повышается до 600°С [2]. Для снижения температуры после каждого контактирования газ направляется в холодильники Х-3, Х-4, где охлаждается до 450°С и ТО-1, где охлаждается до 200°С. Прошедший таким образом три слоя катализатора сернистый ангидрид, окисленный на 92-95% в серный, идет на первую стадию абсорбции в олеумный и моногидратный абсорберы ОА-1, МА-1, где происходит поглощение SO3.

Абсорбцию серного ангидрида водой осуществлять нецелесообразно, так как реакция SO3 + H2O = H2SO4 будет протекать в газовой фазе (за счет тепла вода превращается в пар) с образованием мельчайших капелек тумана, который очень трудно улавливается. Поэтому серный ангидрид поглощается серной кислотой в две стадии.

На первой стадии в олеумном абсорбере ОА-1 SO3 поглощается олеумом, содержащим около 18% свободного серного ангидрида. Из олеумного абсорбера часть олеума выводится как готовый продукт, содержащий 20% свободного серного ангидрида, другая часть возвращается на орошение олеумного абсорбера. Поскольку процесс поглощения сопровождается выделением тепла, орошающие растворы охлаждаются в холодильниках Х-5 и Х-6. В моногидратном абсорбере МА-1 поглощаются остатки серного ангидрида [7].

Далее газ с содержанием SO2 ~ 0,5% из моногидратного абсорбера через брызгоуловитель БУ-2 поступает на вторую стадию конверсии, которая протекает на одном слое катализатора. Предварительно газ нагревается в теплообменнике ТО-2 до 420°С благодаря теплу газов, идущих со второй стадии катализа. После отделения SO3 на второй стадии абсорбции во втором моногидратном абсорбере МА-2 газ выбрасывается в атмосферу, а охлажденная в холодильнике Х-7 серная кислота, разбавленная водой до 93%, поступает на склад.