NO811891L - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF SULFUR TRIOXYD. - Google Patents
PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF SULFUR TRIOXYD.Info
- Publication number
- NO811891L NO811891L NO811891A NO811891A NO811891L NO 811891 L NO811891 L NO 811891L NO 811891 A NO811891 A NO 811891A NO 811891 A NO811891 A NO 811891A NO 811891 L NO811891 L NO 811891L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- approx
- catalyst
- fluidized bed
- gases
- stage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title abstract description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 49
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 11
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 2
- CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M potassium bisulfate Chemical compound [K+].OS([O-])(=O)=O CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M bisulphate group Chemical group S([O-])(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000343 potassium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000012041 precatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005287 vanadyl group Chemical group 0.000 description 1
- UUUGYDOQQLOJQA-UHFFFAOYSA-L vanadyl sulfate Chemical compound [V+2]=O.[O-]S([O-])(=O)=O UUUGYDOQQLOJQA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940041260 vanadyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000352 vanadyl sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1809—Controlling processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1836—Heating and cooling the reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
- C01B17/77—Fluidised-bed processes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00044—Temperature measurement
- B01J2208/00061—Temperature measurement of the reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00079—Fluid level measurement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00088—Flow rate measurement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00141—Coils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00256—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles in a heat exchanger for the heat exchange medium separate from the reactor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Fremgangsmåte til fremstilling av svoveltrioksyd etter katalysatorfremgangsmåten under anvendelse av hvirvelsjiktteknikk, hvor SO-,-holdige gasser med en temperatur på ca. 20-700°C og et innhold på inntil 6 6,7% svoveldioksyd, omsettes i et ltrinns hvirvelsjikt av katalysatormateriale med oksygenholdige gasser til over 90% til svoveltrioksyd, de SO-j-holdige reaksjonsgasser tilføres en mellomabsorbsjon og de for svoveltrioksyd befridde gasser omsettes videre i en 1- eller 2-trinns katalysator, idet høyden av 1-trinns hvirvelsjiktet i fluidisert tilstand utgjør ca. 0,1-2 m, den midlere kornstørrelse av katalysatormassen mellom ca. 0,4-2 mm, gasshastigheten i det tomme reaktorrom ca. 0,1-0,6 msek., gasshastigheten etter til-strømningsbunnen før berring med katalysatorkornene mindre/lik 9 msek.,og katalysatormassen termostatiseres over varmeutvekslere.Process for the production of sulfur trioxide according to the catalyst process using a fluidized bed technique, in which SO -, - containing gases with a temperature of approx. 20-700 ° C and a content of up to 6 6.7% sulfur dioxide, is reacted in a one-stage vortex layer of catalyst material with oxygen-containing gases to over 90% to sulfur trioxide, the SO-j-containing reaction gases are fed to an intermediate absorption and the sulfur trioxide-liberated gases is further reacted in a 1- or 2-stage catalyst, the height of the 1-stage fluidized bed in the fluidized state being approx. 0.1-2 m, the average grain size of the catalyst mass between approx. 0.4-2 mm, the gas velocity in the empty reactor space approx. 0.1-0.6 msec., The gas velocity after the inflow bottom before contact with the catalyst grains is less / equal to 9 msec., And the catalyst mass is thermostatized over heat exchangers.
Description
Oppfinnelsens gjenstand er en fremgangsmåte til fremstilling av svoveltrioksyd etter kontaktfremgangsmåten under anvendelse av hvirvelsjikt-teknikken, idet katalysatormassen termostatiseres over varmeutvekslere. The object of the invention is a method for the production of sulfur trioxide by the contact method using the fluidized bed technique, the catalyst mass being thermostatized over heat exchangers.
Ved fremstilling av svoveltrioksyd ved kataly-In the production of sulfur trioxide by catalysis
tisk oksydasjon av svoveldioksyd anvendes storteknisk fast-lagringskatalysatorer. Derved bringes på kjent måte de S02-holdige gasser 2- eller 3-trinnet i berøring med katalysatormassene idet det overveiende kommer til anvendelse vanadinoksyd-katalysatorer. For at reaksjonen forløper med den nødvendige hastighet, må de SC^-holdige gasser foropp-varmes til temperaturer på over 400°C. Fremfor alt ved høyere konsentrerte SC^-holdige gasser frigjøres iløpet av omsetningen i brøkdeler av sekunder store energimengder, som må bortføres på kontrollerbar måte for å unngå en overopp-heting av gassene, samt også av katalysatormassene og kata-lysatorkjelen. Temperaturene som langt overskrider 6 00°C technical oxidation of sulfur dioxide, large-scale solid-storage catalysts are used. Thereby, in a known manner, the SO2-containing gases are brought into contact with the catalyst masses in the 2nd or 3rd stage, mainly using vanadium oxide catalysts. In order for the reaction to proceed at the required rate, the SC^-containing gases must be preheated to temperatures of over 400°C. Above all, with highly concentrated SC^-containing gases, large amounts of energy are released during the conversion in fractions of a second, which must be removed in a controllable manner to avoid overheating of the gases, as well as of the catalyst masses and the catalyst boiler. Temperatures that far exceed 600°C
er å unngå, for at det ikke skal oppstå beskadigelse på katalysatormaterialet. Da den optimale beregnbare likevekts-temperatur i avhengighet av S02~og oksygeninnhold av gassene ligger vesentlig lavere enn ovennevnte temperatur, tilstreber man i siste katalysatortrinn å arbeide ved lavest mulig temperaturer, dvs. ved ca. 420 til 460°C, for å oppnå en høy S02_gassomsetning. Til temperaturregulering avkjøles gassene vanligvis mellom de enkelte trinn ved hjelp av varmeutveksling. is to be avoided, so that no damage occurs to the catalyst material. As the optimal calculable equilibrium temperature depending on S02~ and oxygen content of the gases is significantly lower than the above-mentioned temperature, one strives in the last catalyst stage to work at the lowest possible temperatures, i.e. at approx. 420 to 460°C, to achieve a high S02 gas conversion. For temperature regulation, the gases are usually cooled between the individual stages by means of heat exchange.
I tysk patent 1.9 29.388 omtales allerede en fremgangsmåte til fremstilling av svoveltrioksyd etter katalysatorfremgangsmåten under anvendelse av hvirvelsjiktteknikken, German patent 1.9 29,388 already mentions a method for producing sulfur trioxide according to the catalyst method using the fluidized bed technique,
hvor avkjølingen av reaksjonsrommet foregår ved innblåsing av S02.-holdige gasser med tilsvarende lav temperatur. where the cooling of the reaction space takes place by blowing in SO2-containing gases with a correspondingly low temperature.
Ved den i USppatent 2.595.254 omtalte fremgangsmåte arbeides ved lagringstemperaturer fra 4 26 til 5 38°C. In the method mentioned in USppatent 2,595,254, work is carried out at storage temperatures from 4 26 to 5 38°C.
Etter denne kjente fremgangsmåte oppnås også omsetninger iAccording to this known method, sales are also achieved in
det vanlige område av forkatalysatorene, man er imidlertid tvunget til å velge en kornstørrelse av katalysatoren på 50>y. Dette betinger imidlertid enten små ydelser eller et teknisk knapt håndterbart støvproblem ved høye temperaturer og tilsvarende gasshastigheter. Det er også foreslått å avkjøle the usual range of the precatalysts, one is however forced to choose a grain size of the catalyst of 50>y. However, this requires either small outputs or a technically difficult to handle dust problem at high temperatures and corresponding gas velocities. Refrigeration is also suggested
hvirvelsjiktene under SC^-katalysen ved innbygde varmeutvekslere. the fluidized beds during the SC^-catalysis in built-in heat exchangers.
Oppfinnelsens gjenstand er en fremgangsmåte til fremstilling av svoveltrioksyd etter katalysatorfremgangsmåten. med mellomabsorbsjon under anvendelse av hvirvelsjikt-teknikken, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat S02-holdige gasser med en temperatur på ca. 20°C til ca. 700°C The object of the invention is a method for producing sulfur trioxide according to the catalyst method. with intermediate absorption using the fluidized bed technique, the method being characterized by SO2-containing gases with a temperature of approx. 20°C to approx. 700°C
og et innhold på inntil 66,7% S02omsettes i et hvirvelsjikt av katalysatormateriale med oksygenholdige gasser til over 90% til SO^/de SO^-holdige reaksjonsgasser tilføres en mellomabsorbsjon og de for SO^befridde gasser omsettes i en en- eller to-trinns katalysator, idet høyden av hvirvelsjiktet i fluidisert tilstand utgjør 0,1 til 1,5 m, den midlere kornstørrelse av katalysatormassen 0,4 til 2 mm, gasshastigheten i det tomme reaktorrom 0,1 til 0,6 m^/sek., gasshastigheten etter tilstrømningsbunnene før berøring med katalysatormassens korn mindre/lik 9 mN/sek., og katalysatormassen termostatiseres over en i reaksjonsrommet befinnende varmeutveksler. and a content of up to 66.7% S02 is converted in a fluidized bed of catalyst material with oxygen-containing gases to over 90% to SO^/the SO^-containing reaction gases are supplied to an intermediate absorption and the SO^-free gases are converted in a one- or two- stage catalyst, the height of the fluidized bed being 0.1 to 1.5 m, the average grain size of the catalyst mass 0.4 to 2 mm, the gas velocity in the empty reactor space 0.1 to 0.6 m^/sec., the gas velocity after the inflow bottoms before contact with the grains of the catalyst mass is less than/equal to 9 mN/sec., and the catalyst mass is thermostatized over a heat exchanger located in the reaction space.
Fremgangsmåten byr spesielt ved anvendelse av gasser med høyt svoveldioksydinnhold på fordeler, da det ved termostatiseringen ifølge fremgangsmåten kan oppnås et om-trent isotermt reaksjonsforløp. The method offers advantages in particular when using gases with a high sulfur dioxide content, as an approximately isothermal reaction course can be achieved by the thermostatization according to the method.
I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omsettes de S02~holdige gasser i første rekke best mulig, dvs. til ca. In the method according to the invention, the S02-containing gases are primarily reacted as best as possible, i.e. to approx.
90% og mer, i et hvirvelsjikt. De S02~holdige gasser kan ha et innhold på inntil 66,7 T^svoveldioksyd. Ved forarbei-delse av gassene som oppstår ved forbrenning av svovel med luft, innstilles fortrinnsvis et svoveldioksydinnhold fra 10 til 13,5 volum%, spesielt foretrukket fra 11,5 til 12,5 volum%. Ved en konsentrasjon over ca. 13,0 volum% svoveldioksyd, tilsettes oksygen eller med oksygen anriket luft.' For den ifølge oppfinnelsen oppnådde omsetning, på over 90% velges oksygenoverskuddet over den støkiometrisk nødvendige mengde 90% and more, in a fluid bed. The SO2-containing gases can have a content of up to 66.7 T^ sulfur dioxide. When processing the gases produced by burning sulfur with air, a sulfur dioxide content of from 10 to 13.5% by volume is preferably set, particularly preferably from 11.5 to 12.5% by volume. At a concentration above approx. 13.0 volume% sulfur dioxide, oxygen or oxygen-enriched air is added.' For the conversion achieved according to the invention, of more than 90%, the oxygen excess is selected above the stoichiometrically necessary amount
(for reaksjonen: svoveldioksyd pluss oksygen = svoveltrioksyd)(for the reaction: sulfur dioxide plus oxygen = sulfur trioxide)
således at den utgjør ca. 1 til 10 volum%. Fortrinnsvis innstilles oksygenoverskuddet desto høyere jo høyere svoveldi-oksydholdig gassen som skal forarbeides er, f.eks. ved so that it amounts to approx. 1 to 10% by volume. The oxygen excess is preferably set the higher the higher the sulfur dioxide content of the gas to be processed, e.g. by
12 volum% SC>2 ca. 3 volum% oksygenoverskudd, inntil12 volume% SC>2 approx. 3 volume% oxygen excess, up to
62 volum% svoveldioksyd ca. 7-8 volum% oksygenoverskudd over den støkiometrisk nødvendige mengde som da settes i 100. 62 volume% sulfur dioxide approx. 7-8 volume% oxygen excess over the stoichiometrically required quantity which is then set to 100.
Ved svoveldioksydholdige gasser som stammer fra svovelforbrenningen, innstilles fortrinnsvis en temperatur mellom ca. 170°C til 550°C. Tilføres idisse gasser i til-legg oksygen eller med oksygen anriket luft, kan disse gasser også ved temperaturer mellom ca. 0°C til 170°C føres inn i katalysereaktoren. Temperaturene i hvirvelsjiktet innstilles mellom ca. 430 til 530°C, fortrinnsvis 460 til 500°C. Gasshastigheten i hvirvelsjiktet skal utgjøre den enkle til dobbelte minimumsfluidiseringshastighet av katalysatormaterialet. Gasshastigheten i hvirvelsjiktet ligger, referert til den tomme reaktor, ved 20°C, ved 0,1 til 0,6 it^/sek., fortrinnsvis ved 0,1 til 0,35 m^/sek. Høyden av hvirvelsjiktet i fluidisert tilstand innstilles mellom 0,1 til 2 m, fortrinnsvis mellom 0,6 til 1,3 m. For tilstrømningsbunnene velges fortrinnsvis en slik konsentrasjon at gasshastigheten på det sted hvor gassen berører katalysatormaterialer ikke er høyere enn 9 m/sek., fortrinnsvis ikke høyere enn 3-4 m/sek. In the case of sulfur dioxide-containing gases originating from sulfur combustion, a temperature is preferably set between approx. 170°C to 550°C. If these gases are supplied with additional oxygen or with oxygen-enriched air, these gases can also at temperatures between approx. 0°C to 170°C is fed into the catalysis reactor. The temperatures in the vortex layer are set between approx. 430 to 530°C, preferably 460 to 500°C. The gas velocity in the fluidized bed should be the single to double minimum fluidization velocity of the catalyst material. The gas velocity in the fluidized bed is, with reference to the empty reactor, at 20°C, at 0.1 to 0.6 m^/sec, preferably at 0.1 to 0.35 m^/sec. The height of the fluidized bed is set between 0.1 and 2 m, preferably between 0.6 and 1.3 m. For the inflow bottoms, a concentration is preferably chosen such that the gas velocity at the point where the gas touches the catalyst materials is not higher than 9 m/sec ., preferably not higher than 3-4 m/sec.
Katalysatormaterialet som anvendes skal ha.en midlere kornstørrelse mellom ca. 0,4 til 2 mm, fortrinnsvis 0, 7 til 1,3 mm. The catalyst material used must have an average grain size between approx. 0.4 to 2 mm, preferably 0.7 to 1.3 mm.
Fremstillingen av slitasjefaste katalysatorbærere for hvirvelsjiktreaksjoner, som er egnet for SC^-katalysen omtales f.eks. i DOS 1.767.754 resp. tysk patent 1.926.564. The production of wear-resistant catalyst supports for fluidized bed reactions, which are suitable for the SC^-catalysis, is discussed e.g. in DOS 1,767,754 resp. German patent 1,926,564.
Vesentlig forbedrede katalysatorer fåes etter et tidligere ikke publisert forslag når ved fremstilling på basis av utfelt kiselsyre det bare tilsettes så meget leirmineraler at den tørre katalysatorbærer inneholder maksimalt 4% A1203, fortrinnsvis ikke mer enn 2% Al-^O^/og kalsineringen foregår ved temperaturer på ikke mer enn 600 C, fortrinnsvis ved 200 til 500°C. Dette bæremateriale impregneres deretter uten foregående syrebehandling med en svakt svovelsur oppløsning av vanadyloksysulfat og tørkes deretter. Ved denne tørknings-prosess er det tilstrekkelig med temperaturer på 15 0 til 250°C. I hvert tilfelle bør det utebli temperaturbehandlinger av bæreren, som også av den ferdige katalysator, som overfører det krystallgitter av leirmineralene inneholdte aluminium i reaksjonsform. Substantially improved catalysts are obtained according to a previously unpublished proposal when, when manufacturing on the basis of precipitated silicic acid, only so much clay minerals are added that the dry catalyst carrier contains a maximum of 4% Al2O3, preferably no more than 2% Al-^O^/ and the calcination takes place at temperatures of no more than 600°C, preferably at 200 to 500°C. This support material is then impregnated without previous acid treatment with a weak sulfuric acid solution of vanadyloxysulphate and then dried. In this drying process, temperatures of 150 to 250°C are sufficient. In each case, there should be no temperature treatments of the carrier, as also of the finished catalyst, which transfers the crystal lattice of the aluminum contained in the clay minerals in reaction form.
Det er også mulig å forene begge temperaturbehandlinger i ett trinn, således at bærematerialet før impregneringen bare tørkes og herdningen deretter foregår på den ferdige katalysator ved temperaturer på under 60 0°C, fortrinnsvis ved temperaturer på 200 til 500°C. It is also possible to combine both temperature treatments in one step, so that the carrier material is only dried before the impregnation and the curing then takes place on the finished catalyst at temperatures below 60 0°C, preferably at temperatures of 200 to 500°C.
Det fåes katalysatormasser som utmerker seg såvel ved sin høye slitasjefasthet, som også ved dens jevnt-blivende høye aktivitet ved langtidsbruk. Catalyst masses are obtained which are distinguished both by their high wear resistance and by their consistently high activity during long-term use.
Fremstilling av bæremassen kan foregå såvel etter fremgangsmåten ifølge tysk patent 1.926.564, som også etter andre kjente granuleringsfremgangsmåter, som f.eks. på granu-leringstallerkner. Det anvendes utfelte kiselsyrefyllstoffer med en spesifikk overflate ifølge BET på 40 til 80 m 2/g, som fortrinnsvis inneholder ca. 5 til 10 vekt% kalsiumoksyd. Fyll-stoffmengdene dimensjoneres således at det i bærematerialet referert til vannfritt granulat, er tilstede ca. 20 til 60 vekt%, fortrinnsvis 35 til 5 0 vekt% fyllstoff. Dette fyllstoff forblandes i en vandig, stabil kiselsyresol med en spesifikk overflate på o 150 til 450 m 2/g ifølge BET, idet gelédannelse foregår på kjent måte under tilsetning av mindre mengder høy-aktivt magnesiumoksyd. Fortrinnsvis tilsettes hydratisert magnesiumoksyd i mengder fra ca. 0,1 til 3 vekt%. Ved suspen-dering av fyllstoffet i kiselsol eller ved granulering tilsettes leirmineraler i mengder fra ca. 10 til 15 vekt%. Som lerrmineraler egner det seg f.eks. kaolinit, montmorillonit, attapulgit, bentonit og/eller kaolin. Production of the carrier mass can take place both according to the method according to German patent 1,926,564, and also according to other known granulation methods, such as e.g. on granulation plates. Precipitated silicic acid fillers are used with a specific surface according to BET of 40 to 80 m 2 /g, which preferably contain approx. 5 to 10% by weight calcium oxide. The amounts of filler are dimensioned so that in the carrier material referred to as anhydrous granules, there is approx. 20 to 60% by weight, preferably 35 to 50% by weight filler. This filler is premixed in an aqueous, stable silicic acid sol with a specific surface area of o 150 to 450 m 2 /g according to BET, gel formation taking place in a known manner with the addition of smaller amounts of highly active magnesium oxide. Preferably, hydrated magnesium oxide is added in amounts from approx. 0.1 to 3% by weight. When suspending the filler in silica sol or when granulating, clay minerals are added in amounts from approx. 10 to 15% by weight. As clay minerals, it is suitable e.g. kaolinite, montmorillonite, attapulgite, bentonite and/or kaolin.
Granulatene tørkes og herdes deretter enten ved temperaturer på ikke over 600°C, fortrinnsvis ved 200 til 500°C eller tilføres etter tørking umiddelbart til impregnering. The granules are dried and then hardened either at temperatures of no more than 600°C, preferably at 200 to 500°C or added after drying immediately for impregnation.
Impregneringen foregår med en svovelsur oppløs-ning av vanadyloksysulfat, som fortrinnsvis ikke inneholder over 6 vekt%, spesielt foretrukket ikke over 3 vekt%, fri svovelsyre. Impregneringsoppløsningen inneholder vanadyloksysulfat, hvor vanadium foreligger i oksydasjonstrinn + IV i mengder fra 5 til 30 vekt%, fortrinnsvis fra 12 til 23 vekt% og 15 til 40, fortrinnsvis 20 til 30 vekt% kaliumhydrogensulfat, hver gang referert til den samlede oppløsning. Disse oppløs-ninger lar seg sterkt overmette, således at de kan påføres såvel koldt, som også varmt på bærematerialet. The impregnation takes place with a sulfuric acid solution of vanadyloxysulphate, which preferably does not contain more than 6% by weight, particularly preferably not more than 3% by weight, of free sulfuric acid. The impregnation solution contains vanadyloxysulfate, where vanadium is present in oxidation stage + IV in amounts from 5 to 30% by weight, preferably from 12 to 23% by weight and 15 to 40, preferably 20 to 30% by weight of potassium hydrogen sulfate, each time referred to the overall solution. These solutions can be greatly supersaturated, so that they can be applied both cold and hot to the carrier material.
Konsentrasjonen av vanadium og kalium i den sure oppløsning er å velge således at i den tørre katalysator foreligger et molforhold mellom kalium og vanadin på 3 til 1: 2 til 1 og vanadininnholdet utgjør, beregnet som vanadinpentoksyd, The concentration of vanadium and potassium in the acidic solution is to be chosen so that in the dry catalyst there is a molar ratio between potassium and vanadium of 3 to 1: 2 to 1 and the vanadium content, calculated as vanadium pentoxide, is
4 til 9, fortrinnsvis 4 til 6 vekt%.4 to 9, preferably 4 to 6% by weight.
Som salter av fireverdige vanadin anvendes vanadyl-salter, fortrinnsvis sulfater. For den ifølge oppfinnelsen foretrukne fremstilling av impregneringsoppløsningen i et eneste trinn, has den nødvendige vannmengde, den for reduk-sjon og for bisulfattilberedningen nødvendige syremengde tilsettes,deretter suspenderes den beregnede mengde vanadinpentoksyd og oppløsningen reduseres deretter med svoveldioksyd eller svoveldioksydhoIdig gass så lenge, inntil samtlig vanadinpentoksyd foreligger oppløst som vanadylsulfat (VOSO^). Deretter innføres, ved en temperatur på minst 4 0°C, fortrinnsvis fra 60 til 90°C, kaliumsulfat i den sure oppløsning. Vanadyl salts, preferably sulfates, are used as salts of tetravalent vanadium. For the preparation of the impregnation solution preferred according to the invention in a single step, the required amount of water is added, the amount of acid required for reduction and for the bisulphate preparation is added, then the calculated amount of vanadium pentoxide is suspended and the solution is then reduced with sulfur dioxide or sulfur dioxide-containing gas until all vanadium pentoxide is present dissolved as vanadyl sulfate (VOSO^). Then, at a temperature of at least 40°C, preferably from 60 to 90°C, potassium sulfate is introduced into the acidic solution.
Etter avsluttet bisulfatdannelse foreligger bare et lite svovelsyreoverskudd. Denne oppløsning kan anvendes med en gang til impregnering av bærematerialet. After completion of bisulphate formation, there is only a small excess of sulfuric acid. This solution can be used immediately to impregnate the carrier material.
Fortrinnsvis foregår impregneringen i hvirvelsjikt. Materialet fluidiseres med en tilstrekkelig fluidise-ringshastighet og sprøytes deretter med impregneringsoppløs-ning. Deretter foregår fortrinnsvis en etterbehandling med varm luft (150 til 300°C) inntil materialet ikke mer avgir fuktighet. Preferably, the impregnation takes place in a fluidized bed. The material is fluidized at a sufficient fluidization rate and then sprayed with impregnation solution. After that, a finishing treatment with hot air (150 to 300°C) takes place until the material no longer emits moisture.
Spesielt når bærematerialet før impregnerings-prosessen ble herdnet ved temperaturer inntil 600°C, fortrinnsvis ved temperaturer ved rundt 400°C, kan det anvendes umiddelbart uten reduserende forbehandling i hvirvelsjikt-katalysatoren for oksydasjon av SC>2til SO^. Den viser ved de vandlige driftstemperaturer på ca. 380 til 500°C en vesentlig høyere aktivitet enn andre hvirvelsjiktkatalysatorer, og har også etter flere års drift ennu en høy slitasjefasthet og en uendret aktivitet. Especially when the carrier material before the impregnation process was hardened at temperatures up to 600°C, preferably at temperatures of around 400°C, it can be used immediately without reducing pretreatment in the fluidized bed catalyst for oxidation of SC>2 to SO^. It shows at the aqueous operating temperatures of approx. 380 to 500°C a significantly higher activity than other fluidized bed catalysts, and even after several years of operation still has a high wear resistance and an unchanged activity.
Foregår herdningen ikke før impregneringen, kan If the curing does not take place before the impregnation, can
den også foregå i tilknytning til impregneringen.it also takes place in connection with the impregnation.
Med det nye katalysatormateriale ble det f.eks. ved en driftstemperatur i hvirvelsjiktet på ca. 470°C og en gass, som inneholdt 12 volum% svoveldioksyd., i et eneste hvirvelsjikttrinn oppnådd en omsetning på over 93% fra svoveldioksyd til svoveltrioksyd. With the new catalyst material, e.g. at an operating temperature in the fluidized bed of approx. 470°C and a gas containing 12% by volume of sulfur dioxide, in a single fluidized bed stage a conversion of over 93% from sulfur dioxide to sulfur trioxide was achieved.
Tilstrømningsbunnene for hvirvelsjiktet må være konstruert således at på den ene side oppnås en jevn gass-fordeling over den samlede bunn, på den annen side imidlertid inntrer minst energitap ved trykktap ved bunnen. Det har vist seg at ved hvirvelsjikt under 6 m i diameter er et trykktap på 0,2 bar tilstrekkelig, ved 8 m i diameter var et trykk-tap på 0,3 bar nødvendig. Den jevne fordeling av gassen over en hvirvelsjiktbunn oppnås f.eks. ved et flertall dyseutboringer i hvirvelsjiktbunnen. The inflow bottoms for the fluidized bed must be constructed so that on the one hand a uniform gas distribution over the overall bottom is achieved, on the other hand, however, the least amount of energy loss occurs due to pressure loss at the bottom. It has been shown that in the case of a vortex layer below 6 m in diameter a pressure loss of 0.2 bar is sufficient, in the case of 8 m in diameter a pressure loss of 0.3 bar was necessary. The even distribution of the gas over a fluid bed bottom is achieved, e.g. by a plurality of nozzle bores in the vortex bed bottom.
Den avgjørende fordel ved anvendelse av en hvirvelsjiktkatalysator ligger deri at den katalytiske reak-sjon kan forløp ved definert, presis valgt temperatur og temperaturinhomogeniteter og overoppvarminger p.g.a. frigjort reaksjonsvarme kan unngås ved tilsvarende varmeutvekslerinn-bygninger. The decisive advantage of using a fluidized bed catalyst lies in the fact that the catalytic reaction can take place at a defined, precisely chosen temperature and temperature inhomogeneities and overheating due to released heat of reaction can be avoided by corresponding heat exchanger buildings.
Katalysatormassen termostatiseres over et rør-register ved hjelp av vanndamp og/eller luft resp. SC^- eller SO-j-holdige gasser. Hvis den under reaksjonen frigjorte varmemengde er større enn nødvendig til å oppvarme de inntredende gasser til den ønskede hvirvelsjikttemperatur, må over registeret i hvirvelsjiktet varme bortføres. Herved har det vist seg fordelaktig å fordele registerrørene jevnt i sjiktet og å Bortføre varme over vanndamp og/eller luft resp. S02-holdige gasser. Fortrinnsvis gjennomstrømmes registeret av gassene nedenifra og oppad, dvs. av retning i likestrøm med reaksjonsgassen for spesielt den øvre del av hvirvelsjiktet ikke å danne temperaturgradienter mellom register og hvirvelsjiktkatalysator over 100°C, fortrinnsvis ikke over 5 0°C. Det er nødvendig å bortføre meget store varmemengder fra hvirvelsjiktet, f .eks. ved reaksjonen av gasser som er varmere enn hvirvelsjiktets driftstemperatur. Arbeides det med rent oksygen eller med oksygenanriket luft, drives ifølge oppfinnelsen i den nedre del av sjiktet et fordamperregister i hvirvelsjiktet. Det av hvirvelsjiktet, f.eks. ved hjelp av overopphetet luft eller fortrinnsvis overopphetet vanndamp bortførte varme, kan da utvinnes på et så høyt temperaturnivå at i en ytterligere varmeutveksler kan overopphetningsvarme utvinnes som nyttevarme. Drives hvirvelsjiktanlegget med sterkt svingende gasskonsentrasjoner slik dette f.eks. er tilfelle ved røstanlegg, spalteanlegg og avgassutnyttelsesanlegg, må hvirvelsjiktet termostatiseres over registeret. I dette tilfelle bør de gjennomstrømte enkeltrør i hvirvelsjiktet ikke være for lange for at oppholdstiden av den varme gass i rørene til neste avkjølingsprosess, f.eks. i en fordampertrommel ikke påvirker temperaturkonstansene i hvirvelsjiktet. Er de ved gassblandinger med lav SO^-konséntrasjon og lav inntredelses-temperatur frigjorte reaksjonsvarme ikke tilstrekkelig til å opprettholde den ønskede hvirvelsjikttemperatur, må inntredende gass oppvarmes til hvirvelsjiktets temperatur. En slik termostatisering er lett mulig over det innbygde rørregister. The catalyst mass is thermostated over a pipe register using water vapor and/or air or SC^- or SO-j-containing gases. If the amount of heat released during the reaction is greater than necessary to heat the incoming gases to the desired fluidized bed temperature, heat must be removed above the register in the fluidized bed. Hereby, it has proven advantageous to distribute the register tubes evenly in the layer and to remove heat via water vapor and/or air or S02-containing gases. Preferably, the gases flow through the register from below upwards, i.e. in a direction in direct current with the reaction gas so that, in particular, the upper part of the fluidized bed does not form temperature gradients between the register and the fluidized bed catalyst above 100°C, preferably not above 50°C. It is necessary to remove very large amounts of heat from the vortex layer, e.g. by the reaction of gases that are hotter than the fluidized bed's operating temperature. If working with pure oxygen or with oxygen-enriched air, according to the invention, an evaporator register is operated in the lower part of the layer in the vortex layer. That of the vortex layer, e.g. with the help of superheated air or preferably superheated water vapor, heat carried away can then be extracted at such a high temperature level that in a further heat exchanger, superheating heat can be extracted as useful heat. If the fluidized bed plant is operated with strongly fluctuating gas concentrations, as this e.g. is the case with voice systems, split systems and exhaust gas utilization systems, the fluidized bed must be thermostatized above the register. In this case, the flow-through individual tubes in the fluidized bed should not be too long so that the residence time of the hot gas in the tubes for the next cooling process, e.g. in an evaporator drum does not affect the temperature constants in the fluidized bed. If the heat of reaction released by gas mixtures with a low SO^ concentration and low entry temperature is not sufficient to maintain the desired fluidized bed temperature, the entering gas must be heated to the temperature of the fluidized bed. Such thermostatization is easily possible via the built-in pipe register.
Ifølge et annet hittil ikke publisert forslag kan termostatiseringen gjennomføres som følger: Som kjølemedium uttas vanndamp fra en fra reaksjonsrommet adskilt anordnet, med kokende vann fylt liketrykks-varmelagrer og føres i tvangsgjennomføring i flere rekker i reaksjonsrommet, overopphetes der og hver gang deretter til-bakekjøles i varmelagreren ved indirekte fordampningsavkjøling, iidet i varmelagreren holdes vanndampen på samme trykk, idet antall av overopphetnings- og tilbakekjølingsrekker velges således at forholdet av summen av Enthalpie-differansen av tilbakekjølingstrinnene til Enthalpie-differansen mellom mettet According to another proposal that has not yet been published, the thermostatization can be carried out as follows: As a cooling medium, water vapor is taken from a direct-pressure heat reservoir, which is arranged separately from the reaction chamber, filled with boiling water, and is forced through several rows in the reaction chamber, superheated there and cooled each time thereafter in the heat store by indirect evaporative cooling, since in the heat store the water vapor is kept at the same pressure, since the number of superheating and recooling rows is chosen so that the ratio of the sum of the Enthalpie difference of the recooling stages to the Enthalpie difference between the saturated
i damp og tilført matevann utgjør minst 1,1.in steam and supplied feed water amounts to at least 1.1.
Det foreslåtte system består av i reaksjonsrommet eller produktveien anordnede overopphetningsvarmeflater og en utenfor reaksjonsrommet eller produktveien anordnet, indirekte oppladet liketrykk-varmelagrer, slik det er vist på fig. 3a. The proposed system consists of superheating heating surfaces arranged in the reaction space or the product path and an indirectly charged direct pressure heat reservoir arranged outside the reaction space or the product path, as shown in fig. 3a.
i Heri betyr:i Here means:
Funksjonsmåten er som følger: The mode of operation is as follows:
Fra varmelagreren 4 uttas over ledning 5,regulert ved temperaturføler 6 og ventil 7, mettet damp og overopphetes i flere rekker hver gang i ett av de i hvirvelsjiktet 2 minst 4, fortrinnsvis 6-12, spesielt foretrukket 8-10, anordnede overopphetningstrinn 8, og tilbakekjøles deretter i et av de i varmelagreren 4 anordnet tilbakekjølingstrinn 9. Saturated steam is taken from the heat storage 4 via line 5, regulated by temperature sensor 6 and valve 7, and superheated in several rows each time in one of the at least 4, preferably 6-12, especially preferred 8-10, arranged superheating stages 8 in the fluidized bed 2, and is then cooled back in one of the cooling stages 9 arranged in the heat store 4.
Likevekt mellom den fra lagreren 4 i form av damp for avkjøling av hvirvelsjiktet uttatte varme og den indirekte over tilbakekjølingstrinn 9 i lagreren 4 tilbakeførte varme er da tilstede, når summen av Enthalpie-differansen av den i tilbakekjølingstrinn 9 tilbakekjølte damp er lik Enthalpie-dif feransen mellom de over ledning 10 tilførte matevann og den over ledning 5 uttatte damp. Equilibrium between the heat extracted from the storage 4 in the form of steam for cooling the fluidized bed and the heat returned indirectly via the recooling stage 9 in the storage 4 is then present, when the sum of the Enthalpie difference of the steam cooled in the recooling stage 9 is equal to the Enthalpie difference between the feed water supplied via line 10 and the steam withdrawn via line 5.
Denne likevekt innstilles ifølge oppfinnelsen uav-hengig av de gitte eller valgte damptilstander over antall av overopphetnings- og tilbakekjølingsrekker. According to the invention, this equilibrium is set independently of the given or selected steam conditions over the number of superheating and recooling rows.
Over antallet av overopphetnings- og tilbake-kjølingsrekker lar det seg imidlertid også innstille vilkårlig andre forhold større enn 1. Ved disse forholdsregler ifølge oppfinnelsen, frembringes i varmelagrer 4 alltid mere damp enn det uttas for kjøleformål. Above the number of superheating and back-cooling rows, however, it is also possible to set arbitrarily other ratios greater than 1. With these precautions according to the invention, more steam is always produced in heat stores 4 than is withdrawn for cooling purposes.
Jo større forholdet mellom summen av Enthalpie-differansen av den i tilbakekjølingstrinnet tilbakekjølte damp og Enthalpie-differansen mellom damp og matevann velges, desto mer elastisk reagerer systemet på svingende varmemengder som må bortføres. The greater the ratio between the sum of the Enthalpie difference of the steam recooled in the recooling step and the Enthalpie difference between steam and feed water is chosen, the more elastic the system reacts to fluctuating amounts of heat that must be removed.
Den for avkjøling ikke nødvendige overskuddsdamp avgis over ledning 13 trykkregulert gjennom ventilen 12. The excess steam not required for cooling is released via line 13, pressure-regulated through valve 12.
For å få den over ledning 20 avgitte nyttedamp i den ønskede overopphetningsgrad, oppvarmes en del av den til avkjøling av hvirvelsjiktet anvendte dampmengde etter det siste av tilbakekjølingstrinnene 9 temperaturregulert ved hjelp av ventil 15 til det siste av overopphetningstrinnene 8, således at etter sammenføring av ledningene 16 og 17 frem-kommer blander 18 og videreledning over ledning 19 gjennom sammenføring av kjøledamp med overskytende mettet damp den ønskede tilstand. In order to get the useful steam released via line 20 to the desired degree of superheating, part of the amount of steam used to cool the fluidized bed after the last of the recooling stages 9 is temperature-regulated by means of valve 15 to the last of the superheating stages 8, so that after joining the lines 16 and 17 emerges mixer 18 and forwarding via line 19 through the combination of cooling steam with excess saturated steam the desired state.
Den på ovennevnte måte passerende damptilstander er vist på fig. 3b. The vapor states passing in the above-mentioned manner are shown in fig. 3b.
Deri betyr:There means:
tw = matevanntemperaturtw = feed water temperature
ts^= mettedamptemperaturts^= saturated vapor temperature
tu = overopphetningstemperaturtu = superheat temperature
tk = hvirvelsjiktets temperaturtk = temperature of the vortex layer
tD = temperatur etter siste overopphetningstrinn tA = temperatur av avgitt nyttedamp i = Enthalpie ved de eventuelle temperaturer. tD = temperature after the last superheating stage tA = temperature of released useful steam i = Enthalpy at the possible temperatures.
Diagrammet viser også tydelig at ved valg<u>. av antall overopphetnings- og tilbakekjølingsrekker kan tempera-turområdet av den til avkjøling anvendte damp velges etter ønske. The diagram also clearly shows that by choice<u>. of the number of superheating and recooling rows, the temperature range of the steam used for cooling can be selected as desired.
Spesielt er ved mindre Enthalpie-differanse i trinnene ved tilsvarende økning av antall trinn mulig med en 'videst gående termostatisering av reaksjonsprosessen. In particular, with a smaller enthalpy difference in the steps, a corresponding increase in the number of steps is possible with a more extensive thermostatization of the reaction process.
Fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av noen eksempler. The method according to the invention will be explained in more detail with the help of some examples.
Eksempel 1 (sml. fig. 1)Example 1 (cf. Fig. 1)
I tilstrømningskammeret av et hvirvelsjikt 1 strømmer det 23.000 Nm 3 svovelbrenngass (gass fremstilt ved forbrenning av svovel med luft) med 12,3 volum% SC>2med en temperatur på 330°C. I et hvirvelsjikt av 6,4 m diameter ble det innstilt et til tomrommet referert normhastighet på 20 Nem/sek. Hvirvelsjikthøyden i rolig tilstand utgjør 100 cm, i fluidisert tilstand ca. 115 cm. Hvirvelsjiktet ble termo-statisert til 475°C ved hjelp av vannrett innbygde, jevnt fordelte rør, hvorigjennom damp strømmet. Dampen trådte inn med ca. 200°C i flere rørslynger nedenifra og trådte oventil ut med ca. 420°C. Dampens overopphetningsvarme ble avgitt i en damptrommel ved hjelp av varmdampkjøler og hermed ble det utvunnet pr. time ca. 3,2 tonn damp av 6 bar som nyttevarme. SC>2 ble omsatt i hvirvelsjikt til 92%. Gassen fra reaktoren ble avkjølet som kjent i kryssgassvarmeutvekslere 2 og luft-forvarmer eller matevannforvarmer 3 og tilført mellomabsorbsjon 4. Etter gjenoppvarming i kryssgassvarmeutveksler 2 ble det ved etterkatalysator resterende SC^ omsatt til en samlet omsetning på over 99,6 til 99,8%. I et anlegg ble det pr. dag produsert 310 tonn 98%-ig svovelsyre. In the inflow chamber of a fluidized bed 1, 23,000 Nm 3 of sulfur combustion gas (gas produced by burning sulfur with air) flows with 12.3% by volume SC>2 with a temperature of 330°C. In a vortex layer of 6.4 m diameter, a standard velocity of 20 Nem/sec, referred to the void, was set. The vortex layer height in a calm state is 100 cm, in a fluidized state approx. 115 cm. The fluidized bed was thermostated to 475°C by means of horizontally built-in, evenly spaced tubes, through which steam flowed. The steam entered with approx. 200°C in several pipe coils from below and exited above with approx. 420°C. The superheating heat of the steam was given off in a steam drum by means of a hot steam cooler and with this it was extracted per hour approx. 3.2 tonnes of steam at 6 bar as useful heat. SC>2 was converted in the fluidized bed to 92%. The gas from the reactor was cooled as is known in cross-gas heat exchangers 2 and air preheater or feed water preheater 3 and supplied with intermediate absorption 4. After reheating in cross-gas heat exchanger 2, the remaining SC^ was converted by post-catalyst to a total conversion of over 99.6 to 99.8%. In one facility, per day produced 310 tonnes of 98% sulfuric acid.
Eksempel 2 (sml. fig. 2)Example 2 (cf. Fig. 2)
I et luftflytendegjøringsanlegg 8 ble det fremstilt rent oksygen som ble anvendt i ovnen?9 til forbrenning av svovel. Fra ovnen ble det etter flere gangers tilsetning av svovel 10 uttatt 3000 Nm 3 gass som inneholdt ca. 60 volum% SC>2og ca. 39 volum% 0^- Denne gass ble etter at den var blitt avkjølt med ECO 11 til ca. 200°C ført inn i tilstrømnings-kammere av hvirvelsjiktet 12. I hvirvelsjiktet med 2,5 m diameter var det anordnet tre varmeutvekslingsregistere over hverandre, i det nederste 13 ble det fordampet vann ved 32 bar, i det midterste 14 og øverste register 15 ble varme bortført ver overopphetning av damp. Hvirvelsjiktet hadde en høyde på ca. 150 cm. I den øverste tredjedel ble det innstilt en temperatur på 450°C, i området for de to nedre registere ble det arbeidet ved temperaturer fra 480 til 550°C. Etter av-kjøling av gassen etter en omsetning fra 90 til 97% av S02, ble i en overoppheter 16 og en ECO 17 i en 3-trinns absorb-sjon i første rekke fremstilt 60-65%-ig oleum 18, deretter 20-35 %-ig oleum 19 og tilslutt 98%-ig svovelsyre 20. Den største del av gassen som forlot mellomabsorbsjonen ble over en trykkøkningsvifte 21 tilblandet igjen direkte til be-skikningen av S-forbrenningsovnen, en mindre delstrøm 22 ble innmatet i luftflytendegjøringsanlegget 8. In an air fluidization plant 8, pure oxygen was produced which was used in the furnace?9 for burning sulphur. After several additions of sulfur 10, 3000 Nm 3 of gas containing approx. 60 vol.% SC>2 and approx. 39 vol% 0^- After it had been cooled with ECO 11, this gas was reduced to approx. 200°C fed into the inflow chambers of the fluidized bed 12. In the fluidized bed with a diameter of 2.5 m, three heat exchange registers were arranged one above the other, in the bottom 13 water was evaporated at 32 bar, in the middle 14 and top register 15 heat removed ver superheating of steam. The vortex layer had a height of approx. 150 cm. In the upper third, a temperature of 450°C was set, in the area of the two lower registers, work was done at temperatures from 480 to 550°C. After cooling the gas after a conversion of 90 to 97% of S02, 60-65% oleum 18 was first produced in a superheater 16 and an ECO 17 in a 3-stage absorption, then 20- 35% oleum 19 and finally 98% sulfuric acid 20. The largest part of the gas that left the intermediate absorption was mixed again via a pressure-increasing fan 21 directly to the charge of the S incinerator, a smaller partial flow 22 was fed into the air liquefaction plant 8.
Anlegget produserte ca. 150-160 tato S03. Det ble utvunnet mer energi enn det som var nødvendig for det tilsluttede luftflytendegjøringsanlegg. The plant produced approx. 150-160 tattoos S03. More energy was extracted than was necessary for the connected air liquefaction plant.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803022814 DE3022814A1 (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | METHOD FOR PRODUCING SULFUR TRIOXIDE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO811891L true NO811891L (en) | 1981-12-21 |
Family
ID=6104881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO811891A NO811891L (en) | 1980-06-19 | 1981-06-03 | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF SULFUR TRIOXYD. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0042538B1 (en) |
| JP (1) | JPS5727907A (en) |
| AU (1) | AU545189B2 (en) |
| BR (1) | BR8103825A (en) |
| CA (1) | CA1159223A (en) |
| DE (2) | DE3022814A1 (en) |
| DK (1) | DK268381A (en) |
| ES (1) | ES503155A0 (en) |
| FI (1) | FI69441C (en) |
| NO (1) | NO811891L (en) |
| PT (1) | PT73159B (en) |
| ZA (1) | ZA814116B (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04258643A (en) * | 1991-02-14 | 1992-09-14 | Shinto Paint Co Ltd | Coated polyolefin molding |
| DE4443774A1 (en) | 1994-12-08 | 1996-06-13 | Basf Ag | Device and method for carrying out exothermic reactions |
| CN114210274B (en) * | 2021-11-30 | 2024-08-23 | 武汉搜优数字科技有限公司 | Sulfur trioxide gas generating device with determined concentration and generating method thereof |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3013773A (en) * | 1954-10-11 | 1961-12-19 | Sinclair Refining Co | Heat exchange apparatus |
| FR1395732A (en) * | 1964-03-04 | 1965-04-16 | Pechiney Saint Gobain | Process and apparatus for the preparation of gases with high sulfur trioxide contents |
| US3712369A (en) * | 1970-12-07 | 1973-01-23 | Gnii Tsvetnykh Metallov | Method for removing heat from fluidized bed of roasting furnace and device for effecting the same |
-
1980
- 1980-06-19 DE DE19803022814 patent/DE3022814A1/en not_active Withdrawn
-
1981
- 1981-06-03 NO NO811891A patent/NO811891L/en unknown
- 1981-06-09 PT PT73159A patent/PT73159B/en unknown
- 1981-06-10 EP EP81104433A patent/EP0042538B1/en not_active Expired
- 1981-06-10 DE DE8181104433T patent/DE3165762D1/en not_active Expired
- 1981-06-15 AU AU71827/81A patent/AU545189B2/en not_active Ceased
- 1981-06-16 JP JP9164381A patent/JPS5727907A/en active Pending
- 1981-06-17 CA CA000380009A patent/CA1159223A/en not_active Expired
- 1981-06-17 FI FI811903A patent/FI69441C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-17 ES ES503155A patent/ES503155A0/en active Granted
- 1981-06-17 BR BR8103825A patent/BR8103825A/en unknown
- 1981-06-18 DK DK268381A patent/DK268381A/en not_active Application Discontinuation
- 1981-06-18 ZA ZA814116A patent/ZA814116B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5727907A (en) | 1982-02-15 |
| PT73159B (en) | 1982-07-16 |
| FI69441C (en) | 1986-02-10 |
| DE3022814A1 (en) | 1982-01-14 |
| ZA814116B (en) | 1982-07-28 |
| EP0042538A1 (en) | 1981-12-30 |
| EP0042538B1 (en) | 1984-08-29 |
| FI811903L (en) | 1981-12-20 |
| BR8103825A (en) | 1982-03-09 |
| ES8203796A1 (en) | 1982-04-16 |
| DK268381A (en) | 1981-12-20 |
| PT73159A (en) | 1981-07-01 |
| AU545189B2 (en) | 1985-07-04 |
| CA1159223A (en) | 1983-12-27 |
| FI69441B (en) | 1985-10-31 |
| DE3165762D1 (en) | 1984-10-04 |
| ES503155A0 (en) | 1982-04-16 |
| AU7182781A (en) | 1981-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070274901A1 (en) | Processes and apparatus for the production of chlorine by gas phase oxidation | |
| AU2007315318A1 (en) | Process and apparatus for the catalytic oxidation of SO2-Containing gases by means of oxygen | |
| JP2013517218A5 (en) | ||
| US3392110A (en) | Method for the utilization of highly active hydrocarbon conversion catalysts | |
| RU2012135558A (en) | ENERGY REGENERATION IN THE PRODUCTION OF SULFURIC ACID | |
| US4368183A (en) | Process of producing concentrated sulfuric acid | |
| US4296088A (en) | Heat exchange techniques for the catalytic oxidation of gaseous sulfur compounds to sulfur trioxide | |
| US3536446A (en) | Production of sulfuric acid | |
| US4333917A (en) | Process of producing sulfuric acid | |
| JP7041443B1 (en) | Regeneration process for endothermic reaction equipment and endothermic materials that use endothermic reaction to remove heat of reaction | |
| NO811891L (en) | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF SULFUR TRIOXYD. | |
| US2497095A (en) | Recovery of elemental sulfur from acidic gases | |
| US3473887A (en) | Aluminum fluoride production | |
| US2758913A (en) | Process for sulfur recovery | |
| WO2022075336A1 (en) | Methanation reaction device using endothermic reaction for removal of reaction heat and regeneration process for heat-absorbing material | |
| US3875294A (en) | Process for catalytically reacting gases having a high sulfur dioxide content | |
| NO154364B (en) | ELECTRICAL SOCKET. | |
| US3653828A (en) | Dual absorption sulfuric acid process | |
| NO170148B (en) | PROCEDURE FOR CATALYTIC HYDROGENATION OF A NITRIL TO AN AMINE | |
| JPS5918103A (en) | Method and device for preparing sulfuric acid | |
| JPS5943402B2 (en) | Method for producing sulfuric acid | |
| PL81364B1 (en) | ||
| FI57088B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID | |
| JPS60200810A (en) | Method and apparatus for manufacturing sulfuric acid from sulfur dioxide | |
| US3362786A (en) | Sulfur trioxide production |