DE1567716B2 - Verfahren zur katalytischen umsetzung von so tief 2 und so tief 3 und schwefelsaeureherstellung - Google Patents
Verfahren zur katalytischen umsetzung von so tief 2 und so tief 3 und schwefelsaeureherstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Umsetzung des SCVGehaltes von Gasen zu SO3 in
Kontaktanlagen mit mehreren Kontakthorden und teilweiser Absorption des gebildeten SOvGehaltes
durch Kühlung und Zwischenabsorption eines Teilstromes der SO3-haltigen Gase zwischen den Kontakthorden
unter Bildung von Schwefelsäure.
Die Verfahren der katalytischen Umsetzung von SO2 zu SO3 unter Herstellung von Schwefelsäure sollen
einerseits einen von den jeweiligen Bedingungen abhängigen hohen Gesamtumsatz von SO2 zu SO3
erzielen, andererseits aber bei der Verarbeitung von Röstgasen zumindestens wärmeautark und bei der
Verarbeitung von Schwefelverbrennungsgasen — und falls möglich auch bei Röstgasen — einen möglichst
großen und verwertbaren Wärmeüberschuß erzielen. Diese Forderungen sollen außerdem mit möglichst
wirtschaftlichen Mitteln, d. h. geringer Kontaktmasse, kleinen Wärmeaustauscherflächen und kleinen Absorptionsvorrichtungen
erzielt werden.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen der SO3-Gehalt der Gase nach einer Kontaktstufe, die
aus einer unterschiedlichen Zahl von Kontakthorden bestehen kann, praktisch vollständig in einer Zwischenabsorption
entfernt wird, wonach die Gase in die nächste Kontaktstufe und anschließend in die Endabsorption
geführt werden (DT-AS M 36 988, 11 39 818, 11 77 117,11 81 680,11 86 838).
Diese Verfahren haben zwar gegenüber den Kontaktverfahren ohne Zwischenabsorption den Vorteil eines
höheren Gesamtumsatzes von SO2 zu SO3, jedoch
benötigen sie noch Zwischenwärmeaustauscher mit beträchtlichen Wärmeaustauscherflächen. Unter Zwischenwärmeaustauschern
sind solche Wärmeaustauscher zu verstehen, in denen das aus der Zwischenabsorption
kommende Gas wieder auf die Arbeitstemperatur der nächsten Kontakthorde aufgeheizt wird.
Es wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Zwischenabsorption nach mehreren Kontaktstufen erfolgen sollte. Dieses Verfahren konnte sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen, da der Zusatz an erforderlicher Fremdwärme so groß war, daß das Verfahren unwirtschaftlich arbeitete (DT-PS 4 79 680).
Es wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Zwischenabsorption nach mehreren Kontaktstufen erfolgen sollte. Dieses Verfahren konnte sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen, da der Zusatz an erforderlicher Fremdwärme so groß war, daß das Verfahren unwirtschaftlich arbeitete (DT-PS 4 79 680).
Für ein Röhrenkontaktverfahren wurde bereits vorgeschlagen, nach der ersten Kontaktstufe einen
Teilstrom der SO3-haltigen Gase abzuzweigen, zu kühlen, einer Zwischenabsorption zu unterwerfen und
dann dem Ausgangsgas vor dem Eintritt in die erste Kontaktstufe zuzumischen. Dieses Verfahren hat die
Nachteile, daß der SCVGehalt des Ausgangsgases erniedrigt wird, das SCVhaltige Gas nach der ersten
Kontaktstufe und vor seinem Eintritt in die zweite Kontaktstufe nicht abgekühlt wird, die zweite Kontaktstufe
innerhalb der ersten Kontaktstufe angeordnet sein muß, und eine genaue, geregelte Temperaturführung
nicht möglich ist (DT-PS 7 49 145).
Nach einem weiteren Vorschlag soll nach der ersten Kontaktstufe — die aus mehreren Kontakthorden
besteht — ein Teilstrom von etwa 50% der SCh-haltigen
Gase abgezweigt werden, nach der zweiten Kontaktstufe — die ebenfalls aus mehreren Kontakthorden besteht
— ein weiterer Teilstrom von etwa 33% abgezweigt werden, und beide Teilströme vereinigt in einen Kühler
und danach in einen Zwischenabsorber geführt werden, wo der SOvGehalt vollständig absorbiert wird. Der
austretende Gasstrom wird über ein Gebläse und einen Wärmeaustauscher geleitet, aufgeteilt und eine den
abgezogenen Teilströmen entsprechende Gasmenge jeweils vor der zweiten und dritten Kontaktstufe dem
Kontaktkreislauf wieder zugeführt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die nach der ersten und zweiten
Kontaktstufe abgezogenen Teilströme, die verschiedene SO2-Gehalte haben, gemischt werden. Bei der
Rückführung geht dementsprechend eine beträchtliche Gasmenge nicht in die zweite Kontaktstufe sondern
sofort in die dritte Stufe. Daraus dürfte sich die große Anzahl von Kontakthorden ergeben. Weiterhin ist die
Abstimmung der jeweils abgezogenen und wieder zugeführten Kreislaufmengen schwierig, das Verfahren
benötigt ein Zwischengebläse, wodurch die Gefahr von Kondensationserscheinungen auftritt, und benötigt auf
jeden Fall Zwischenwärmeaustauscher (US-PS 17 89 460).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Investitionskosten und Betriebskosten der Verfahren
der Zwischenabsorption in Abhängigkeit vom gewünschten Gesamtumsetzungsgrad von SO2 zu SO3 zu
verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus der ersten und zweiten Kontakthorde
austretenden SCVhaltigen Gase jeweils in einem geschlossenen Kreislauf in die nächste Kontakthorde
geführt werden, wobei ein Teilstrom des jeweiligen Kreislaufes nach einer Kühlung einer bei einer
Arbeitstemperatur von 110 bis 220° C durchgeführten Zwischenabsorption unterworfen wird und vor dem
Eintritt in die nächste Kontakthorde mit dem restlichen Kreislaufgas gemischt wird, und das Gasvolumen des
Teilstromes so bemessen wird, daß der Wärmeinhalt des Teilstromes nach erfolgter Zwischenabsorption plus
dem Wärmeinhalt des nichtabsorbierten Kreislaufgases eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten
Arbeitstemperatur der nächsten Kontakthorde entspricht.
Das Volumen des Teilstroms, der in die Zwischenabsorption geführt wird, richtet sich nach dem SCVGehalt
und SCVCh-Verhältnis der Ausgangsgase, dem gewünschten
Gesamtumsatz von SO2 zu SO3, der Arbeitstemperatur der Kontaktmasse sowie der Arbeitstemperatur
der Zwischenabsorption. Bei konstantem Gesamtumsatz muß das Volumen des Teilstromes
mit steigendem SC>2-Gehalt und fallender Arbeitstemperatur der Zwischenabsorption erhöht werden. Bei
Verringerung des Gesamtumsatzes kann das Volumen verkleinert werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß das Volumen des Teilstromes zwischen der ersten und
zweiten Kontakthorde 40 bis 60% des Kreislaufvolumens beträgt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß das Volumen des Teilstromes zwischen der zweiten und
dritten Kontakthorde 20 bis 40% des Kreislaufvolumens beträgt.
Besonders geeignet ist ein sogenannter Venturi-Umlauf-Wirbelabsorber.
Bei diesem Absorber wird das SO3-haltige Gas am Kopf eines aufrecht stehenden,
nach unten gerichteten Venturirohres in den Absorber eingeleitet, im Venturirohr mit eingespritzter Schwefelsäure
befeuchtet, nach Durchströmen und Verlassen des Venturirohres auf ein Bad von Schwefelsäure geleitet,
wobei der Flüssigkeitsgehalt der Gase weitgehend von diesem Bad aufgenommen wird. Das Gas wird auf der
Oberfläche des Bades nach oben umgelenkt und tritt durch eine gasdurchlässige Platte, die ein Stück
oberhalb der Oberfläche des Bades und um das untere Ende des Venturirohres herum angeordnet ist. Auf
dieser Platte befindet sich eine in wallender Bewegung befindliche Schicht aus Schwefelsäure, die von den
Gasen durchströmt wird, wobei der restliche SO3-Gehalt
absorbiert wird. Das am Boden des Absorbers befindliche Bad ist mit der wallenden Schicht aus
Schwefelsäure oberhalb der gasdurchlässigen Platte mittels Steigvorrichtungen verbunden. Die wallende
Schwefelsäure ist mit einem Überlauf versehen, so daß die Oberfläche des Schwefelsäurebades auf dem Boden
des Absorbers und die Oberfläche der Schicht auf der gasdurchlässigen Platte praktisch eine konstante Höhe
haben. Das von SO3 befreite Gas tritt aus dem oberen Teil des Absorbergehäuses aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit drei Kontakthorden mit je 80 bis 1101 Kontaktmasse pro
tato erzeugtem Monohydrat betrieben werden, wobei handelsübliche Kontaktmassen eingesetzt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die zur Aufheizung des vereinigten Kreislaufgases auf die
Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde fehlende Wärmemenge in einem Zwischenwärmeaustauscher
dem Teilstrom des Kreislaufgases nach der Zwischenabsorption zugeführt wird.
Werden sehr hohe Gesamtumsätze von über etwa 99,3% gefordert, so wird ein Zwischenwärmeaustauscher
mit geringer Wärmeaustauscherfläche eingeschaltet. Die Arbeitsweise erfolgt dann so, daß die aus der
ersten Kontakthorde austretenden SO3-haltigen Gase wie vorstehend beschrieben behandelt werden, und die
aus der zweiten Kontakthorde austretenden SO3-haltigen Gase in einem geschlossenen Kreislauf in die dritte
Kontakthorde geführt werden, ein Teilstrom dieses Kreislaufs nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption
unterworfen und anschließend in einem Zwischenwärmeaustauscher aufgeheizt wird und mit dem
restlichen Kreislaufgas vor dem Eintritt in die dritte Kontakthorde gemischt wird, wobei die zur Aufheizung
des vereinigten Kreislaufgases auf die Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde fehlende Wärmemenge im
Zwischenwärmeaustauscher zugeführt wird. Das Volumen der Teilströme richtet sich nach den bereits
genannten Gesichtspunkten. Vorzugsweise beträgt das Volumen des Teilstromes nach der zweiten Kontakthorde
bis zu 90% des Kreislaufvolumens.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß das Volumen des Teilstromes nach der zweiten Kontakthorde
bis zu 90% des Kreislaufvolumens beträgt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß das Volumen des Teilstromes nach der ersten Kontakthorde
bis zu 90% des Kreislaufvolumens beträgt, der Teilstrom nach erfolgter Absorption in einem Zwischenwärmeaustauscher
aufgeheizt wird, wobei die zur Aufheizung des vereinigten Kreislaufgases auf die
Arbeitstemperatur der zweiten Kontakthorde fehlende Wärmemenge zugeführt wird. Bei geforderten Gesamtumsätzen
von über 99,3% kann die Arbeitsweise auch so erfolgen, daß das Volumen des Teilstromes nach der
ersten Kontakthorde bis zu 90% des Kreislaufvolumens beträgt und der Teilstrom nach erfolgter Absorption in
einen Zwischenwärmeaustauscher aufgeheizt wird, wobei die zur Aufheizung des vereinigten Kreislaufgases auf die Arbeitstemperatur der zweiten Kontakthorde
fehlende Wärmemenge in diesen Zwischenabsorber zurückgeführt wird, und die aus der zweiten Kontakthorde
austretenden SO3-haltigen Gase in einem geschlossenen Kreislauf in die dritte Kontakthorde
geführt werden, ein Teilstrom dieses Kreislaufs nach einer Kühlung einer Zwischenabsorption unterworfen
und vor dem Eintritt in die dritte Kontakthorde mit dem restlichen Kreislaufgas gemischt wird, wobei das
Gasvolumen des Teilstromes so bemessen wird, daß der Wärmeinhalt des Teilstromes nach erfolgter Absorption
plus dem Wärmeinhalt des nichtabsorbierten Kreislaufgases
eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde entspricht.
Das Volumen des Teilstromes nach der zweiten Kontakthorde beträgt vorzugsweise 20 bis 40% des
Kreislaufvolumens.
Bei beiden Arbeitsweisen mit Gesamtumsätzen über etwa 99,3% erfolgt die Kühlung der SCb-haltigen Gase
vor dem Eintritt in die Zwischenabsorption bei der Verarbeitung von kalt anfallenden SO2-haltigen Gasen
mittels dieser SO2-haItigen Gase, die dabei aufgeheizt
werden, und bei der Verarbeitung von heiß anfallenden SO2-haItigen Gasen mittels Luft oder in Abhitzekesseln.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Zwischenwärmeaustauscher — d. h. Wärmeaustauscher,
in denen das aus der Zwischenabsorption kommende Gas wieder auf die Arbeitstemperatur der
nächsten Kontakthorde aufgeheizt wird — ganz wegfallen können und nur bei geforderten sehr hohen
Gesamtumsetzungsgraden von SO2 zu SOj geringe
Zwischenwärmeaustauscherflächen benötigt werden. Weiterhin sind nur drei Kontakthorden mit geringeren
Mengen an Kontaktmasse erforderlich.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für die Druckkatalyse geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Figuren und von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Fig. 1 und Ausführungsbeispiel 1 zeigen eine Anwendung für Gesamtumsätze über etwa 98,8%;
Fig. 2 und Ausführungsbeispiel 2 zeigen eine Anwendung für Gesamtumsätze über etwa 99,3% unter
Verwendung eines Zwischenwärmeaustauschers mit geringer Wärmeaustauscherfläche.
Ausführungsbeispiel 1
Die Anlage wurde für die Umsetzung von Schwefelverbrennungsgasen bei einer Leistung von lOOtato
Monohydrat berechnet und ist in F i g. 1 dargestellt.
Über Leitung 1 und Filter 2 werden 10 35ONmVh
atmosph. Luft mit 20° C, 80% gesättigt in den Trockner 3
gesaugt und mittels Schwefelsäure von 96,0 Gew.-% H2SO4 und einer Temperatur von 65° C getrocknet.
Über Tropfenabscheider 4, Gebläse 5 und Leitung 6 wird die getrocknete Luft mit einer Temperatur von
8O0C und einem Druck von 2600 mm WS über den
LUVO 7 geführt. Die auf 210°C vorgewärmte Luft gelangt als Verbrennungsluft über Leitung 8 in den
S-Verbrennungsofen 9. Über Leitung 10 werden 1,375 kg/h flüssiger Schwefel eingedüst und mit der
2100C heißen Luft verbrannt. Über Leitung 11 werden
10 350 Nm3/h Verbrennungsgase mit einem SO2-Gehalt
von 9 Vol.-% und einer Temperatur von 1030° C in den
Abhitzekessel 12 geführt, auf 450°C.abgekühlt und über Leitung 13 in die erste Kontakthorde 14 geführt. Über
Leitung 15 wird die gesamte Gasmenge, es sind dies 10 014 NnvVh, mit einem Umsetzungsgrad von 72% und
einer Temperatur von 635° C aus der Kontakthorde 14 abgeführt. Ein Teil der vorkatalysierten Gase, und zwar:
4014 Nm3/h=40% der Gesamtgasmenge werden über Leitung 16 mittels Regulierschieber 16a direkt, d. h.
ohne Absorption des in Kontakthorde 14 gebildeten SO3, in die Mischvorrichtung 17 geführt. Der Rest der in
Kontakthorde 14 vorkatalysierten Gase, das sind 6000 Nm3/h=60% der Gesamtgasmenge, werden über
die Leitungen 18 und 20 nach Abkühlung auf 140° C im
Dampferzeuger 19, welcher auch mit einem Economizerteil ausgerüstet ist, in den ersten Zwischenabsorber
21 geleitet. Die vom SO3 befreiten Gase verlassen mit einer Temperatur von 200°C über den Tropfenabscheider
22 und Leitung 23 den ersten Zwischenabsorber und werden ohne Vorheizung in der Mischvorrichtung 17
den nichtabsorbierten heißen Gasen zugemischt. Über Leitung 24 wird das Gasgemisch in die zweite
Kontakthorde 25 geführt. Über Leitung 26 werden die weiterkatalysierten Gase, es sind dies 9492 NmVh, mit
einer Temperatur von 478°C und einem Gesamtumsetzungsgrad von 97,0% aus der Kontakthorde 25
abgeführt. Ein Teilstrom, und zwar 5692 NnWh = 60% der Gesamtgasmenge, wird über Leitung 27 mittels
Regulierschieber 27a ebenfalls direkt in die Mischvorrichtung 28 geführt. Die Restgasmenge, das sind
3800 Nm3/h = 40% der Gesamtgasmenge, wird über die Leitungen 29 und 30, nach Abkühlung auf 140° C, im
LUVO 7 in den zweiten Zwischenabsorber 31 geleitet. Die vom SO3 befreiten Gase verlassen mit einer
Temperatur von 200°C über den Tropfenabscheider 32 und Leitung 33 den zweiten Zwischenabsorber und
werden ebenfalls ohne Vorheizung in der Mischvorrichtung 28 den nichtabsorbierten heißen Gasen zugemischt,
wodurch sich eine Temperatur von 377°C einstellt. Über Leitung 34 wird das Gasgemisch in die
dritte Kontakthorde 35 geführt. Die fertig katalysierten Gase verlassen mit einer Temperatur von 383° C und
einem Gesamtumsetzungsgrad von 99,2% die letzte Kontakthorde 35, werden im Economizer 36 auf 140°C
abgekühlt und über Leitung 37 in den Endabsorber 38 geführt. Die vom SO3 befreiten Endgase verlassen über
Tropfenabscheider 39 und Leitung 40 die Anlage mit einerTemperaturvon 100° C.
Die Trockensäure wird mit einer Konzentration von 96,0 Gew.-% H2SO4 und einer Temperatur von 65°C
über Leitung 41 aus dem Trockner 3 abgezogen, im Mischbehälter 42 mit der heißen, aus den Zwischenabsorbern
21 und 31 ablaufenden, vorgekühlten, hochkonzentrierten Säure gemischt. Mit der Pumpe 43 wird die
Säure über den Säurekühler 44 geführt und dort von 100°C auf 63° C abgekühlt und über die Leitungen 45,
46, 47 und 48 auf die Zwischenabsorber 21 und 31 und den Trockner 3 gefördert und dort eingedüst. Die in den
beiden Zwischenabsorbern 21 und 31 produzierte Säure wird über die Leitung 49 abgezogen. Die aufkonzentrierte
Absorbersäure wird über Leitung 50 und 51 aus den Zwischenabsorbern 21 und 31 abgeführt, im
Speisewasservorwärmer 52 auf 140° C abgekühlt und über Leitung 53 zum Mischbehälter 42 geleitet, in
welchem außerdem noch über Leitung 54 noch 455 kg/h Verdünnungswasser zur Einstellung der Konzentration
auf 96 Gew.-% zugegeben werden. In einem zweiten Säurekreislauf wird die vom Endabsorber 38 über
Leitung 55 ablaufende Säure in den Mischbehälter 56 geleitet, dort über Leitung 57 320 kg/h Verdünnungswasser zugegeben, mit der Pumpe 58 über Säurekühler
59 geleitet, wo die Säure auf 51°C abgekühlt wird und über Leitung 60 in den Endabsorber 38 eingedüst wird.
Die restliche Produktion wird über Leitung 61 abgegeben. In den Dampferzeugern bzw. Economizern
12, 19 und 36 werden bei der Abkühlung der SO2- und SO3-Gase 7150 kg/h Sattdampf, 22 atü, erzeugt. Im
Speisewasservorwärmer 52 werden 7150 kg/h Wasser von 20 auf 70° C vorgewärmt.
Bei kalt anfallenden gereinigten Röstgasen wird der Dampferzeuger 19 durch einen Wärmeaustauscher
ersetzt und dient zusammen mit dem Wärmeaustauscher 7 zum Aufheizen der SO2-haltigen Gase auf die
Arbeitstemperatur der Kontakthorde 14.
Ausführungsbeispiel 2
Die Anlage wurde für die Umsetzung von Röstgasen bei einer Leistung von lOOtato Monohydrat berechnet
und ist in F i g. 2 dargestellt.
Über Leitung 1 werden 10 350Nm3/h SO2-GaS mit
400C wasserdampfgesättigt, gereinigt und entnebelt in
den Trockner 2 gesaugt und mittels Schwefelsäure von 96,7 Gew.-% H2SO4 und einer Temperatur von 65° C
getrocknet.
Über Tropfenabscheider 3, Gebläse 4 und Leitung 5 wird das getrocknete SO2-GaS mit einer Temperatur
von 80° C und einem Druck von 2500 mm WS über den Wärmeaustauscher 6 geführt. Ein Teilstrom, und zwar
5990Nm3/h SO2-GaS wird mit 120°C über Leitung 7
mittels Schieber 7a abgezweigt und parallel zum Wärmeaustauscher 6 im Wärmeaustauscher 8 vorgeheizt.
Die in beiden Wärmeaustauschern über Leitung 9 und 10 vorgeheizten SO2-Gase werden in Leitung 11
vereinigt und gelangen mit einem SO2-Gehait von 9
Vol.-% und einer Temperatur von 450°C in die erste Kontakthorde 12. Über Leitung 13 wird die gesamte
Gasmenge, es sind dies 10 050Nm3/h, mit einem
Umsetzungsgrad von 64% und einer Temperatur von 6200C aus der Kontakthorde 12 abgeführt. Ein Teil der
vorkatalysierten Gase, und zwar 4550 NnWh = 45% der Gesamtgasmenge werden über Leitung 14 mittels
Regulierschieber 14a direkt, d. h. ohne Absorption des in Kontakthorde 12 gebildeten SO3, in die Mischvorrichtung
15 geführt. Der Rest der in Kontakthorde 12 vorkatalysierten Gase, das sind 5500 Nm3/h = 55% der
Gesamtgasmenge, werden über die Leitungen 16 und 17 nach Abkühlung auf 200°C im Wärmeaustauscher 8 in
den ersten Zwischenabsorber 18 geleitet. Die vom SO3 befreiten Gase verlassen mit einer Temperatur von
200°C über den Tropfenabscheider 19 und Leitung 20 den ersten Zwischenabsorber und werden ohne
Vorheizung in der Mischvorrichtung 15 den nichtabsorbierten heißen Gasen zugemischt. Über Leitung 21 wird
das Gasgemisch in die zweite Kontakthorde 22 geführt. Über Leitung 23 werden die weiterkatalysierten Gase,
es sind dies 9584 Nm3/h, mit einer Temperatur von 500° C und einem Gesamtumsetzungsgrad von 93,0%
aus der Kontakthorde 22 abgeführt. Ein Teilstrom, und zwar 1984 Nm3/h = 20% der Gesamtgäsmenge, wird
über Leitung 24 mittels Regulierschieber 24a ebenfalls direkt in die Mischvorrichtung 25 abgeführt. Die
Restgasmenge, das sind 7600 Nm3/h = 80% der Gesamtgasmenge,
wird über die Leitungen 26 und 27, nach Abkühlung auf 200° C in den Wärmeaustauschern 28
und 6 in den zweiten Zwischenabsorber 29 geleitet. Die vom SO3 befreiten Gase verlassen mit einer Temperatur
von 200°C über den Tropfenabscheider 30 und Leitung 31 den zweiten Zwischenabsorber und werden nach
Vorheizung auf 330°C im Zwischen-Wärmeaustauscher 28 über Leitung 32 in der Mischvorrichtung 25 den
nichtabsorbierten heißen Gasen zugemischt, wodurch sich eine Temperatur von 370° C einstellt. Über Leitung
33 wird das Gasgemisch in die dritte Kontakthorde 34 geführt.
Die fertig katalysierten Gase verlassen mit einer Temperatur von 388°C und einem Gesamtumsetzungsgrad
von 99,6% die letzte Kontakthorde 34, werden im Economizer 35 auf 14O0C abgekühlt und über Leitung
36 in den Endabsorber 37 geführt. Die vom SO3 befreiten Endgase verlassen über Tropfenabscheider 38
und Leitung 39 die Anlage mit einer Temperatur von 100°C.
Die Trocknersäure wird mit einer Konzentration von 96,7 Gew.-% H2SO4 und einer Temperatur von 65°C
über Leitung 40 aus dem Trockner 2 abgezogen, im Mischbehälter 41 mit der heißen, aus den Zwischenabsorbern
18 und 29 ablaufenden, vorgekühlten, hochkonzentrierten Säure gemischt. Mit der Pumpe 42 wird die
Säure über den Säurekühler 43 geführt und dort ein Teilstrom von 830C auf 650C abgekühlt und über die
Leitungen 44,45,46 auf die Zwischenabsorber 18 und 29
gefördert und eingedüst. Ein Teilstrom wird über den Säurekühler 46 geführt und dort von 83° C auf 49° C
abgekühlt, und über die Leitungen 47 und 48 in den Trockner 2 gefördert und eingedüst. Die in den beiden
Zwischenabsorbern 18 und 29 produzierte Säure wird über die Leitung 49 abgegeben. Die aufkonzentrierte
Absorbersäure wird über Leitung 50 und 51 aus den Zwischenabsorbern 18 und 29 abgeführt, im Speisewasservorwärmer
52 auf 150° C abgekühlt und über Leitung 53 zum Mischbehälter 41 geleitet, in welchem außerdem
noch über Leitung 54 noch 176 kg/h Verdünnungswasser
zur Einstellung der Konzentration auf 96,7 Gew.-% zugegeben werden.
In einem zweiten Säurekreislauf wird die vom Endabsorber 37 über Leitung 55 ablaufende Säure in
den Mischbehälter 56 geleitet, dort über Leitung 57 170 kg/h Verdünnungswasser zugegeben, mit der
Pumpe 58 über Säurekühler 59 geleitet, wo die Säure auf 70° C abgekühlt wird und über Leitung 60 in den
Endabsorber 37 eingedüst wird. Die restliche Produktion wird über Leitung 61 abgegeben. In dem
Economizer 35 wird bei der Abkühlung der SO3-Gase 6750 kg/h Speisewasser von 1030C auf 255° C vorgewärmt.
Im Speisewasservorwärmer 52 werden 6750 kg/h Wasser von 20 auf 88° C vorgewärmt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 709 507/390
Claims (6)
1. Verfahren zur katalytischen Umsetzung des SO2-GehaItes von Gasen zu SO3 in Kontaktanlagen
mit mehreren Kontakthorden und teilweiser Absorption des gebildeten SO3-Gehaltes durch Kühlung
und Zwischenabsorption eines Teilstromes der SO3-haltigen Gase zwischen den Kontakthorden
unter Bildung von Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten und
zweiten Kontakthorde austretenden SCh-haltigen Gase jeweils in einem geschlossenen Kreislauf in die
nächste Kontakthorde geführt werden, wobei ein Teilstrom des jeweiligen Kreislaufes nach einer
Kühlung einer bei einer Arbeitstemperatur von 110 bis 2200C durchgeführten Zwischenabsorption unterworfen
wird und vor dem Eintritt in die nächste Kontakthorde mit dem restlichen Kreislaufgas
gemischt wird, und das Gasvolumen des Teilstromes so bemessen wird, daß der Wärmeinhalt des
Teilstromes nach erfolgter Zwischenabsorption plus dem Wärmeinhalt des nichtabsorbierten Kreislaufgases
eine Mischtemperatur ergibt, die der geforderten Arbeitstemperatur der nächsten Kontakthorde
entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Teilstromes zwischen
der ersten und zweiten Kontakthorde 40 bis 60% des Kreislaufvolumens beträgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des
Teilstromes zwischen der zweiten und dritten Kontakthorde 20 bis 40% des Kreislaufvolumens
beträgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufheizung des
vereinigten Kreislaufgases auf die Arbeitstemperatur der dritten Kontakthorde fehlende Wärmemenge
in einem Zwischenwärmeaustauscher dem Teilstrom des Kreislaufgases nach der Zwischenabsorption
zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Teilstromes nach der
zweiten Kontakthorde bis zu 90% des Kreislaufvolumens beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Teilstromes nach der
ersten Kontakthorde bis zu 90% des Kreislaufvolumens beträgt, der Teilstrom nach erfolgter Absorption
in einem Zwischenwärmeaustauscher aufgeheizt wird, wobei die zur Aufheizung des vereinigten
Kreislaufgases auf die Arbeitstemperatur der zweiten Kontakthorde fehlende Wärmemenge zugeführt
wird.
Priority Applications (12)
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