Для разогрева печи в ней сжигается генераторный или коксовый газ, который поступает в печь также при достаточно большом давлении воздуха в сети и тоже через мембранный клапан.
В случае взрыва газа в печи из фланцев вырывается взрывная заглушка 6 и газы выводятся в атмосферу (сгорают в свече). Пламя не проникает в газопровод, подводящий в печь сероводородный газ, так как оно гасится сеткой Деви.
Котел – утилизатор выполняется в виде кирпичной камеры, разделенной на две части перегородкой, не доходящей до верха. В камере расположены змеевики, присоединенные к водяному коллектору и коллектору для выхода пароводяной эмульсии. Иногда змеевики заключают в кожухи из чугунных колец для защиты труб от коррозии при конденсации серной кислоты. Давление пара, образующегося в котлах – утилизаторах на установках мокрого катализа, составляет 6 или 13 атм.
Поскольку печь и котел работают под давление, а в газе, выходящем из печи, содержатся пары воды и некоторое количество SO3, весьма существенное значение имеет качество футеровочных и сварочных работ. При наличии зазоров в фуреровке и неплотностей в кожухе печи и корпусе котла – утилизатора газ проникает к наружным поверхностям этих аппаратов, имеющим сравнительно низкую температуру, и охлаждается. Образующиеся пары серной кислоты конденсируются на стенках аппаратов и разрушают их.
4. Получение диоксида серы из элементарной серы и олеума
Представляет интерес технологическая схема установки для сжигания элементарной серы в токе кислорода. Используя этот метод, можно получить газ, содержащий 80-90% диоксида серы. Распыление серы в камере сжигания производят под давлением газовой смеси, состоящей из одного объема кислорода и пяти объемов двуокиси серы. Чтобы в процессе сжигания температура в камере не превышала 12000С, используют охлажденный в трубчатых холодильниках сернистый газ (ретурный).
Для получения сернистого газа повышенной концентрации (до 100%) используют обработку твердой и жидкой серы 20%-ным олеумом. При взаимодействии олеума с элементарной серой протекает реакция:
2SO3 + S = 3SO2
При этом концентрация олеума снижается до 12% и его выводят из цикла для насыщения. Технологическая схема процесса получения 100%-ой двуокиси серы из элементарной серы и олеума приведена на рис. 1-16.
20%-ный олеум из сборника 1 погружными насосами 2 нагнетают в трубчатый подогреватель 3, в котором нагревают до 70-800С, затем подают в реактор 4. Дробленую серу из склада загружают в подвижную емкость (кюбель), поднимают по шахте с помощью электроталии и ссыпают в бункер 5 шнекового питателя 6, из которого подают в реактор 4. 100%-ная двуокись серы, полученная в результате взаимодействия серы с олеумом, направляется в башню 7, заполненную кусками серы. В этой юашне процесс взаимодействия серы с олеумом завершается. Моногидратный абсорбер 8 служит для поглощения двуокиси серы, увлекаемой газом из башни 7. Для очистки от брызг серной кислоты газ пропускают через башню 9, насаженную коксом. 100%0ная двуокись серы, освобожденная от трехокиси серы и брызг серной кислоты собирается в газгольдере 10, откуда направляется потребителю.
Усовершенствование производства
В основном диоксид серы применяется в производстве серной кислоты. За последнее десятилетие почти во всех станах мира (особенно в ряде развивающихся стан) производство серной кислоты значительно увеличилось, что обусловлено развитием отраслей промышленности, потребляющих серную кислоту (производство минеральных удобрений, химическая, нефтеперерабатывающая промышленности, черная и цветная металлургия и др.). Увеличение выпуска серной кислоты сопровождалось техническим прогрессом производства. Например, применение повышенного давления на всех стадиях производства серной кислоты является наиболее перспективным направлением развития сернокислой промышленности, так как при этом обеспечиваются следующие положительные факторы улучшения технологических показателей:
1. возрастает степень использования сырья, уменьшаются выбросы вредных веществ (SO2) в атмосферу.
2. Может быть достигнута степень конверсии диоксида серы 99,95-99,99%. Становиться возможным создание практически безотходного производства серной кислоты.
3. Объемы перерабатываемого газа уменьшаются пропорционально давлению, что позволяет создавать мощные системы с малыми размерами аппаратов.
В НИУИФ совместно с организациями-соисполнителями – ЛТИ им. Ленсовета и др. – на основе проведенных исследований всех процессов технологии серной кислоты и опытных работ разработаны эффективные сернокислые системы на сере под повышенным давлением – прямоточная и циклическая с применением кислорода.
В случае сжигания серы в кислороде при любых концентрациях диоксида серы, вплоть до 60%, можно сохранить постоянное (необходимое) соотношение O2:SO2.
Для производства высококонцентрированного диоксида серы сжиганием серы в кислороде разработан принципиально новый способ, предусматривающий газификацию серы в барботажном слое и последующее сжигание паров серы в кипящем слое инертного материала, охлажденном при помощи теплообменной насадки.
Заключение
Концентрированный газообразный и жидкий диоксид серы широко используется в промышленности для получения сульфитов, в производстве моющих средств, в холодильной технике, в легковой, пищевой и других отраслях промышленности. Диоксид серы предназначенный для этих целей, получают главным образом из отходящих газов, и лишь в отдельных случаях - из газов, образующихся при сжигании серы или при обжиге серного колчедана.
Список литературы
1. Амелин А.Г., Производство серной кислоты., Издательство «Химия». М. 1967 г, 472с.
2. Васильева Б.Г., Отвагина М.И., Технология серной кислоты. - М.: Химия, 1985 г, 384 с., ил.
3. Амелин А.Г., Производство серной кислоты из сероводорода по методу мокрого катализа. – М.: 1960 г, Государственное Научно-Техническое Издательство Химической литературы, 174с.
4. Под редакцией доктора техн. наук профессора К.М Малинина, Справочник сернокислотчика., Издательство «Химия», М., 1971 г. 744с.
5. Шварцштейн Я. В., Кузьмин Г.А., Получение сернистого газа из элементарной серы., Издательство «Химия», М., 1972 г. 160с.