Методы окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе
Перед поступлением на ванадиевый катализатор газ должен быть тщательно очищен от пыли и примесей, которые могут отравить ката- лизатор. Последнее является общим недостатком этих методов.
Метод “Пенелек”
Разработан Пенсильванской электрической компанией. Схема процесса приведена на рис. 9.18. Дымовой газ после очистки в цикло- нах и электрофильтрах поступает в контактный аппарат 1, где прохо- дит через тонкие слои ванадиевого катализатора. Температура газа
450-480 оС. Степень конверсии достигает 90 %. Газ, выходящий из конвертера с температурой 430 оС, охлаждается в экономайзере и воз- духоподогревателе 2. Здесь начинается конденсация образовавшейся серной кислоты. Часть кислоты оседает и отводится из блока воздухо- подогревателя в хранилище, а часть тумана уносится дымовыми газами и отделяется в электрофильтрах 3. Концентрация кислоты 70 %, темпе- ратура выбросных газов 90-100 оС.
Рис. 9.18. Метод «Пенелек»
1 - контактный аппарат; 2 - экономайзер; 3 - электрофильтр
Для получения более концентрированной кислоты отходящие га- зы после экономайзера с температурой 270 оС поступали в нижнюю часть скруббера-испарителя, заполненного кольцами Рашига. На оро- шение скруббера противотоком подавалась 80-85 % серная кислота, которая упаривалась в нем за счет тепла охлаждаемого газом до 94 %. Газ, выходящий из испарителя, направлялся в нижнюю часть абсорбе- ра, где улавливался серный ангидрид. При этом концентрация серной кислоты достигала 80-85 %. Эта кислота направлялась на упаривание, и цикл замыкался.
Методы восстановления диоксида серы
В связи с интенсификацией технологических процессов увеличи- вается количество отходящих газов с высокой концентрацией SО2. Пе- реработка этих газов на серную кислоту не всегда желательна из-за от- сутствия потребителя в непосредственной близости от завода. В этом случае целесообразна утилизация SО2 с получением элементарной се- ры.
Доказана возможность восстановления SО2 природным газом с получением в качестве основного продукта сероуглерода. Потребление последнего в связи с интенсивным развитием производства вискозы, будет увеличиваться.
Процессы восстановления SО2 с получением элементарной серы и сероуглерода (СS2) могут быть использованы также при переработке вторичного высококонцентрированного сернистого газа после регене- рации поглотителей в установках газоочистки, работающих по цикли- ческим регенеративным методам.
Восстановление sо2 твердыми углеродсодержащими сорбентами
SО2 восстанавливается углеродом по уравнению:
SO2 + C = CO2 + S.
Процесс осложнен протеканием побочных реакций, в результате которых образуется большое количество сероокиси углерода и сероуг- лерода. В присутствии воды образуется также сероводород. Выход се- ры не превышает 20-25 %. Для снижения влияния побочных реакций, и, следовательно, повышения удельного выхода элементарной серы, рекомендуется иметь в газовой фазе непрореагировавший SО2 или ки- слород. Показано, что при добавлении к газовой смеси после реакции с углем избытка SО2 выход серы получается теоретическим.
Таким образом, количественное восстановление SО2 углеродом до элементарной серы в одноступенчатом процессе практически не- возможно и требуются дополнительные стадии для превращения про- дуктов побочных реакций по следующей схеме:
2COS + SO2 2CO2 + 3S;
2CO + SO2 2CO2 + S; CS2 + SO2 CO2 + 3S.
Для осуществления этих процессов с достаточной скоростью ис- пользовали в качестве катализатора боксит, оптимальная температура на котором 50 оС.