Подготовка обжигового газа к контактному окислениюзаключается в удалении из него примесей, присутствие которых может вызватьзатруднения при проведении последующий стадий, а также нагрев (или охлаждение)до температуры, при которой начинается контактное окисление.
Обжиговый газ, полученный сжиганием колчедана в печах КСсодержит большое количество огарковой пыли, соединения мышьяка, селена и фтора.Очистка обжигового газа начинается в печном отделении, где в циклонах и сухихэлектрофильтрах осаждают огарковую пыль. Содержание пыли в газе после этихаппаратов сухой очистки не должно превышать 50 мг/м³. Затем газ направляютна стадию мокрой очистки (в промывное отделение), где из обжигового газаудаляют остатки пыли, каталитические яды (соединения мышьяка и фтора), а такжесоединения селена.
Наличие в газе пыли, даже в небольших количествахоставшихся после сухой очистки, может привести к повышению гидравлическогосопротивления аппаратов и отравлению катализатора соединениями Аs, адсорбированными на огарковой пыли. Отравлениекатализатора произойдет в том случае, если в газовой фаза останутся оксидымышьяка As2O3 или соединенияфтора (HF и SiF4). Диоксидселена SeO2 не является ядом для катализатораконтактного окисления, однако он представляет собой ценное исходное сырье дляпромышленности полупроводников.
Мокрая очистка обжигового газа заключается в промывке егоразбавленной серной кислотой. При этом происходит ряд физических процессов:конденсация, абсорбции и т. д.
Основные примеси обжигового газа (As2O3, SeO2 и др.), находящиеся в газо — и парообразном состоянии, выделяются при промывке серной кислотой, имеющейболее низкую температуру, чем очищенный газ. Примеси частично растворяются всерной кислоте, но большая их часть переходит в состав сернокислотного тумана.Появление тумана объясняют тем, что кроме SO2 обжиговыйгаз содержит небольшое количество триоксида серы и паров воды, которые приохлаждении газа взаимодействуют с образованием паров серной кислоты. В первойпромывной башне газ очень быстро охлаждается; при этом пары серной кислотыконденсируются в объеме в виде тумана – мелких взвешенных в газе капель.
Суммарное поверхность капель тумана серной кислоты весьмавелика, поэтому в них растворяется большое количество As2O3 и SeO2 и других примесейвыделяющихся из газа вместе с туманом в промывных башнях и электрофильтрах.Тщательная очистка газов от тумана необходима для выделения не только примесей,отравляющих контактную массу, но и содержащейся в каплях серной кислоты, иначепри прохождении газа через аппаратуру и трубопроводы будет происходить коррозия.При плохой очистке газа особенно большое количество тумана серной кислоты можетвыделяться в нагнетателях, так как высокая окружная скорость газа в нихблагоприятствует выделению мелких капель кислоты. Наибольшее разрушительноедействие производит туманообразная серная кислота в контактном отделении.Продукты коррозии, образующиеся при взаимодействии серной кислоты с металломтруб контактных аппаратов, подогревателей и теплообменников, увеличиваютсопротивление аппаратуры, уменьшают коэффициенты теплоотдачи и вызываютотложение твердых корок на первых слоях контактной массы.
Для того чтобы мокрая очистка прошла эффективно, ееосуществляют в нескольких аппаратах. Первая промывная башня – полая, так как внасадочной или тарельчатой колонне будет происходить забивание контактныхэлементов осаждающейся пылью. Во второй (насадочной) промывной башне происходитукрупнение и частичное осаждение капель тумана. Окончательно туман улавливают вмокрых электрофильтрах.
Для улучшения условий выделения тумана в мокрыхэлектрофильтрах снижают температуру газа и концентрацию орошающей кислоты вовторой промывной башне, а после первого электрофильтра пропускают газ черезувлажнительную башню, орошаемую очень слабой (5% — ной) серной кислотой. Приэтом повышается относительная влажность газа, что приводит к поглощению паровводы каплями тумана и увеличению их размера.
Во второй промывной и увлажнительной башнях газпрактически полностью насыщается парами воды. Присутствие паров воды в газеприводит к конденсации кислоты в теплообменниках контактного отделения иобразованию тумана в абсорбционном отделении. При этом возможны большие потерисерной кислоты с отходящими газами, так как туман очень плохо улавливается вобычной абсорбционной аппаратуре. Этим объясняется необходимость тщательнойосушки обжигового газа в очистном отделении. Осушку газа производят внасадочных башнях, где пары воды абсорбируются концентрированной сернойкислотой. Содержание влаги в газе, выходящим из сушильных башен, не долженпревышать 0,08г/м³(0,01%).
Подготовка к контактному окислению газа, полученного присжигании серы, значительно проще. Сера практически не содержит примесей,которые при ее сжигании могли бы стать каталитическими ядами. Поэтому очисткагаза заключается лишь в его осушке. Так как осушка концентрированной сернойкислотой происходит при низких температурах, целесообразно подвергать осушке необжиговый газ, который пришлось бы специально охлаждать, а холодный воздух,подаваемый на сжигание серы. Обжиговый газ в этом случае будет содержать лишьминимальное (допустимое) количество паров воды и для проведения контактногоокисления его нужно лишь охладить в котлах – утилизаторах до температурызажигания катализатора.
В связи с отсутствием громоздкой очистной аппаратуры схемыпроизводства серной кислоты из серы называют «короткими».
При подготовке данной работы были использованы материалы ссайта www.studentu.ru