В производстве серной кислоты контактным способом

Расчет аппарата каталитического окисления диоксида серы

Проблема очистки отходящих газов промышленных предприятий от диоксида серы в настоящее время не имеет универсального решения. Применение того или иного метода зависит от концентрации диоксида серы в газе. Для очистки разбавленных газов с концентрацией от до используются жидкофазные и полусухие методы с получением гипса и жидкого . Для переработки газов с более высокой концентрацией диоксида серы более эффективно и экономично получать серную кислоту методом двойного контактирования с двойной абсорбцией (ДКДА).

Каталитическое окисление диоксида серы осуществляется в многослойных контактных аппаратах с промежуточным теплообменом. Процесс протекает в рабочей зоне (изменения температуры), обеспечивающей наилучшее приближение к линии оптимальных температур. Для роста степени превращения необходимо повышать концентрацию кислорода, отводить получаемый продукт – триоксид серы, понижать температуру (по мере нарастания степени превращения) и увеличивать давление (при давлении выше атмосферного работает ряд зарубежных промышленных схем). Таким образом достигается оптимальный температурный профиль, соответствующий снижению температуры по мере роста степени превращения .

Гомогенное окисление диоксида серы практически невозможно, поэтому его приводят в присутствии катализатора, находящегося в подвижном (кипящем) состоянии или в неподвижном (стационарном, фильтрующем) слое. В состав промышленной контактной массы входит пентоксид ванадия - непосредственно катализатор, активатор и носитель. Примерный состав контактной массы СВД (сульфованадат (калия) на диатомите):

, в котором содержится до .

Рис. 1. Схема контактного узла с четырехслойным контактным

аппаратом: 1 – газодувка; 2 – теплообменники, 3 – контактный аппарат

Обжиговый газ после сухой и мокрой очистки с помощью газодувки 1 через теплообменники 2, в которых он нагревается, на вход в контактный аппарат 3 - его верхнюю часть. Байпасная линия с вентилем (на схеме слева от контактного аппарата) предназначена для регулировки температуры на входе в контактный аппарат. Далее газ проходит сверху вниз в контактном аппарате последовательно через 4 слоя, охлаждаясь после каждого из них в теплообменниках 2. Степень превращения диоксида серы при такой схеме контактного отделения не очень высокая - приблизительно . Но если после четвертого слоя контактной массы газ направить в абсорбер, а затем дополнительно еще на слоя контактной массы (на схеме не показано) и после них на вторую ступень абсорбции, то такая схема организации потоков носит название ДКДА: двойное контактирование с двойной абсорбцией.

При использовании схемы ДКДА степень превращения диоксида серы составляет , что позволяет выбрасывать газ в атмосферу без санитарной очистки.

1. Определение степени превращения диоксида серы