Производство серной кислоты
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
.
1.3.2 Контактный метод
По контактному методу окисление двуокиси серы осуществляют на поверхности твердого катализатора. Образующаяся трехокись серы непосредственно соединятся с водой, превращаясь в серную кислоту. Принципиальная схема производства серной кислоты по контактному методу изображена на рисунке 5.
Рисунок 5 - Схема производства серной кислоты контактным методом [1]
-промывная башня; 2-электрофильтр; 3-сушильная башня; 4-теплообменник; 5-контактный аппарат; 6-холодильник; 7, 8-поглотительные башни; 9-сборники; 10-холодильники для кислоты.
Сернистый газ из печей, прошедший через сухие электрофильтры, поступает для окончательной очистки от пыли в промывную башню 1.
Для освобождения от соединений мышьяка и сернокислотного тумана газ проходит через мокрый электрофильтр 2. При этом газ увлажняется. Для освобождения от влаги газ осушается концентрированной серной кислотой в сушильной башне 3. Очищенный сухой газ, подогретый в теплообменнике 4 за iет тепла газов, идущих из контактного аппарата 5, поступает в контактный аппарат 5, заполненный контактной массой (катализатором), где SO2 окисляется в SO3. Газ, идущий из контактного аппарата 5, пройдя теплообменник 4 и холодильник 6, проходит далее через две поглотительные башни 7,8, где трехокись серы поглощается серной кислотой. В башне 7 образуется олеум, а в башне 8 - 98% кислота H2SO4. Для сохранения постоянства концентрации кислоты, орошающей поглотительные башни 7,8 и сушильную башню 3, в башни 7 и 3 добавляется часть кислот из башни 8, а в башню 8 добавляется часть кислоты из башни 3. Если влаги, поступающей с газом, недостаточно для образования продукционной кислоты, в систему добавляют воду. В зависимости от того, какой концентрации желают получить готовую кислоту, продукцию отбирают из сушильной башни 3 или из поглотительных башен 7,8.
Таким образом, основными стадиями контактного процесса являются:
специальная очистка газа;
осушка газа;
контактное окисление двуокиси серы;
поглощение трехокиси серы.
2. Технологическая схема получения серной кислоты контактным методом на колчедане
На рисунке 6 изображена технологическая схема получения серной кислоты контактным методом на колчедане.
Рисунок 6 -Технологическая схема получения серной кислоты контактным методом на колчедане [1] 19
1,2-промывные башни; 3,5-мокрые электрофильтры; 4 -увлажнительная башня; 6,7-сушильные башни; 8-компрессоры; 9-пусковой подогреватель; 10-топка пускового подогревателя; 11-теплообменник; 12-контактный аппарат;
-холодильник трехокиси серы; 14-олеумная поглотительная башня;
-поглотительная башня для безводной серной кислоты; 16-отстойники для кислоты; 17,18,19-сборники кислоты; 20,22,24,26,28,29-холодильники для кислоты;
21,23,25,27-напорные баки; 30-башня для выдувания двуокиси серы.
Обжиговый газ, после очистки в сухих электрофильтрах, последовательно проходит две промывные башни 1,2, а затем через первые два мокрых электрофильтра 3, увлажнительную башню 4 и вторые два электрофильтра 5.
Очищенный увлажненный газ последовательно проходит через две сушильные башни 6,7 и компрессором 8 подается в контактный узел.
Подогретый в теплообменнике 11, за iет тепла газа, идущего из контактного аппарата 12, газ поступает в контактный аппарат и возвращается из него через теплообменник 11.
Во время пуска подогрев газа осуществляется в подогревателе 9 за iет тепла топочного газа, получаемого в топке 10.
После теплообменника 11 газ дополнительно охлаждается в воздушном холодильнике 13 и проходит две поглотительные башни: 14 - для олеума, 15 - для безводной серной кислоты, в которых трехокись серы поглощаются орошающей кислотой. В соответствии с растворимостью сернистого газа в серной кислоте, в сушильной башне поглощается кислотой некоторое количество двуокиси серы. Для освобождения сушильной кислоты двуокиси серы кислота из первой сушильной башни пропускается через небольшую башню 30, в которой она продувается воздухом. Воздух вместе с выделенной из кислоты двуокисью серы направляют в трубопровод, подводящий газ к первой сушильной башне.
3. Технологические раiеты оборудования
.1 Технологический раiет печи обжига колчедана
.1.1 Исходные данные:
- Производительность по пириту, т/суткитАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..350
Состав пирита, % мас.:
FeS2 тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.тАжтАжтАжтАж......92
SiO2тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж...тАжтАжтАж.тАжтАж..7
Al2O3тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж....1
Состав окислителя (воздуха), % мас.:
O2 тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАж тАжтАжтАж.20,5
N2тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАж..79,5
Избыток воздуха составляет, % от стехиометриитАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.20
Степень реагирования пирита,%тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.....98
- Температура поступающих в печь продуктов, оСтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.23
- Температура отходящих из печи продуктов, оСтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..830
Хладоагент для отвоза избыточного тепла(воздух):
TH, оСтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..23
TH, оСтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАж.120
Пылеунос с твердого продукта, % мас. тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж. тАж.14
Тепловые потери, % от выделяющихся по реакции (I)тАжтАжтАжтАжтАжтАж...3
Теплоемкость шлака, С шлака,кДж/(кгК)тАжтАжтАжтАжтАжтАж.тАжтАжтАж..,тАж.0,71
Теплоемкость воздуха, Свозд, кДж/(кгК)тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж,тАжтАж.1
Теплоемкость пирита, Спирита, кДж/(кгК)тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж0,52
Теплоемкость двуокиси серы, Сso2