Амелин А.Г. Производство серной кислоты
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ. Производство серной кислоты нитрозным методом
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ БАШЕННЫМ СПОСОБОМ
На рис. 1 изображена принципиальная схема производства серной кислоты башенным способом. Первая башня, в которую поступает горячий обжиговый газ, предназначена для выделения окислов азота из кислоты, орошающей башню. Этот процесс называется денитрацией серной кислоты, а башня 1 носит название денитрационной. Около 1/3 денитрованной кислоты, вытекающей из этой башни, передается на склад как готовая продукция, а остальное поступает на орошение последней башни 4.
1 – денитрационная башня; 2 – продукционная башня; 3 – окислительная башня; 4 – абсорбционная башня; 5 – холодильники кислоты
Рисунок 1 – Принципиальная схема башенной системы
Денитрационная башня орошается небольшим количеством серной кислоты, поэтому кислота в ней сильно нагревается, что способствует выделению окислов азота. Одновременно с денитрацией кислоты в башне 1 сернистый ангидрид частично абсорбируется серной кислотой и окисляется окислами азота. По характеру протекающих процессов первую башню можно схематически разделить на три зоны. В нижней зоне происходит упаривание серной кислоты с выделением водяных паров в газовую фазу, в средней зоне окислы азота выделяются из нитрозы вследствие наибольшего ее разбавления, в верхней зоне конденсируются поступающие снизу пары воды и, следовательно, происходит разбавление нитрозы и частичное окисление растворяющегося в ней SO2. Строгого разделения перечисленных процессов по зонам провести нельзя, так как частично они совмещаются друг с другом. Кроме этих процессов, в первой башне из газа улавливаются также остатки пыли, поглощаются мышьяковистый ангидрид и двуокись селена, конденсируются пары серной кислоты (образуются из SO3, присутствующего в обжиговом газе), происходит образование сернокислотного тумана и др. Туман лишь частично поглощается в первой башне, большая его часть поступает в последующие башни системы, где вследствие большой суммарной поверхности частиц тумана он существенно влияет на протекающие в башнях процессы.
Готовую продукцию в башенных системах отводят только из денитрационной башни, где почти полностью улавливаются все примеси обжигового газа, поэтому башенная кислота загрязнена мышьяком, селеном, огарковой пылью и другими примесями.
Основное назначение второй башни — абсорбция сернистого ангидрида из обжигового газа серной кислотой и окисление SO2 нитрозой. В этой башне образуется большая часть серной кислоты (70 — 80% продукции системы), поэтому ее часто называют продукционной башней. Процесс кислотообразования протекает по всей высоте башни 2, однако основное количество сернистого ангидрида окисляется в ее нижней части, где условия наиболее благоприятны для этого процесса. Окислы азота, выделяющиеся из нитрозы при окислении SO2, частично поглощаются в верхней части башни орошающей ее нитрозой, но большая часть окислов поступает вместе с газовым потоком в окислительную башню 3. Здесь окисляется такое количество окиси азота, которое требуется, чтобы соотношение между NO и NO2 было наиболее благоприятным для поглощения их в абсорбционных башнях.
В башне 3 NO окисляется кислородом, содержащимся в газе. Степень окисления окислов азота в этой башне регулируют, пропуская часть газа по обводному газопроводу помимо башни (байпас). Из окислительной башни газ поступает в башню 4, где окислы азота поглощаются орошающей ее серной кислотой; эту башню называют абсорбционной или поглотительной.
При охлаждении обжигового газа и образовании серной кислоты выделяется большое количество тепла, поэтому в денитрационной и продукционных башнях орошающая кислота нагревается и перед возвратом на орошение ее приходится охлаждать. Для этого установлены холодильники 5. В процессе производства башенной кислоты неизбежны потери окислов азота с отходящими газами, с продукционной кислотой и др. Для восполнения этих потерь в продукционную башню 2 подается азотная кислота. Вода, необходимая для образования серной кислоты, вводится в денитрационную и продукционную башни 1 и 2.
ДонНТУ
Портал магистров ДонНТУ
Реферат
Библиотека
Ссылки
Отчет о поиске
Индивидуальное задание