8.5.Производство серной кислоты из серы

8.5.1. Особенности технологического процесса

Технологический процесс производства серной кислоты из элементарной серы контактным способом отличается от описанного выше процесса производства из колчедана рядом особенностей. К ним относятся:

-особая конструкция печей для получения печного газа;

-повышенное содержание диоксида серы в печном газе;

-отсутствие стадии предварительной очистки печного газа.

Последующие операции контактирования диоксида серы и абсорбции триоксида серы физико-химическим основам и аппаратурному оформлению не отличаются от таковых для процесса на основе колчедана и оформляются обычно по схеме ДКДА. Термостатирование газа в контактном аппарате в этом методе осуществляется обычно путем ввода холодного воздуха между слоями катализатора.

Принципиальная схема производства серной кислоты из серы представлена на рис 8.4.

сера вода абсорбент

в оздух 1 2 3 4 5 H₂SO₄

пар

Рис.8.4. Принципиальная схема производства серной кислоты из серы

1-осушка воздуха, 2-сжигание серы, 3-охлаждение газа, 4-контактирование,

5-абсорбция оксида серы (VI)

8.5.2. Сжигание серы

Горение серы представляет гомогенную экзотермическую реакцию, которой предшествует процесс перехода твердой серы в жидкое состояние и ее последующее испарение:

S тв.→ S жидк.→ S пар.

Таким образом, процесс горения протекает в газовой фазе в потоке предварительно высушенного воздуха и описывается уравнением

S+O₂=SO₂-∆H.

где:∆H = 297,3 кДж в расчете на твердое агрегатное состояние серы.

Для сжигания серы используют печи форсуночного и циклонного типов. В форсуночных печах расплавленная сера распыляется в камере сгорания сжатым воздухом через форсунки, которые не могут обеспечить достаточно полного перемешивания паров серы с воздухом и необходимой скорости горения. В циклонных печах, работающих по принципу центробежных пылеуловителей (циклонов), достигается значительно лучшее смешение компонентов и обеспечивается высокая интенсивность процесса горения серы.

Печной газ при сжигании серы отличается более высоким содержанием оксида серы (IV) и не содержит значительного количества пыли. При сжигании самородной серы в нем также полностью отсутствуют соединения мышьяка и селена, являющиеся каталитическими ядами.

Поскольку в печном газе при сжигании серы отсутствуют пыль и каталитические яды, технологическая схема производства серной кислоты из серы не содержит отделения очистки газа, отличается простотой и получила название «короткой схемы».

Существующие установки по производству серной кислоты из серы, снабженные печами циклонного типа, имеют производительность 100т/сут и более. Разрабатываются новые конструкции производительностью до 500 т/сут.