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DE2419096A1 - METHOD AND DEVICE FOR AVOIDING CORROSION IN A MULTI-STAGE CONTACT ABSORPTION PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SULFURIC ACID - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR AVOIDING CORROSION IN A MULTI-STAGE CONTACT ABSORPTION PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SULFURIC ACID

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Publication number
DE2419096A1
DE2419096A1 DE19742419096 DE2419096A DE2419096A1 DE 2419096 A1 DE2419096 A1 DE 2419096A1 DE 19742419096 DE19742419096 DE 19742419096 DE 2419096 A DE2419096 A DE 2419096A DE 2419096 A1 DE2419096 A1 DE 2419096A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
temperature
sulfuric acid
heat exchanger
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19742419096
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German (de)
Inventor
Jun Timothy Jones Browder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Parsons Government Services Inc
Original Assignee
Ralph M Parsons Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ralph M Parsons Co filed Critical Ralph M Parsons Co
Publication of DE2419096A1 publication Critical patent/DE2419096A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • C01B17/80Apparatus
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    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
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    • C01B17/7655Multi-stage SO3-conversion with intermediate absorption

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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

Anmelder /.NH: THE RALPH M. PARSONS COMPANY
Aktenzeichen : Neuanmeldung
Applicant /.NH: THE RALPH M. PARSONS COMPANY
File number: New registration

The Ralph M. Parsons Company,
eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Nevada, 617 West Seventh Street, Los Angeles, California 90017 (V.St.A.)
The Ralph M. Parsons Company,
a company incorporated under the laws of the state of Nevada, 617 West Seventh Street, Los Angeles, California 90017 (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von Korrosion in einem mehrstufigen Kontakt-Absorptionsprozess zur Herstellung von Schwefelsäure Method and device for preventing corrosion in a multi-stage contact absorption process for the production of sulfuric acid

Die Erfindung betrifft mehrstufige Kontakt-Absorptions-Prozesse zur Herstellung von Schwefelsäure, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Korrosion in diesen Prozessen.The invention relates to multi-stage contact absorption processes for the production of sulfuric acid, in particular a method and an apparatus for preventing corrosion in these processes.

In den letzten zehn Jahren wurden zahlreiche nach dem mehrstufigen Kontakt-Absorptions-Verfahren arbeitende Anlagen zur Schwefelsäureherstellung konstruiert und gebaut. Bei diesem chemischen Prozess wird ein Schwefeldioxyd und Sauerstoff enthaltender Gasstrom durch mehrere katalytische Konversionsstufen geführt, um einen wesentlichen Anteil des in ihm enthaltenen Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd umzuwandeln; dabei wird die durch die exothermische Aktion erzeugte Wärme durch mehrfache Zwischenkühlung entfernt.In the past decade, many have been using the multi-stage contact absorption method Plants for sulfuric acid production designed and built. During this chemical process a sulfur dioxide is produced and oxygen-containing gas stream passed through several catalytic conversion stages to to convert a substantial portion of the sulfur dioxide it contains into sulfur trioxide; included the heat generated by the exothermic action is removed by multiple intermediate cooling.

Danach passiert der Gasstrom eine Zwischenabsorptionsstufe, in der das gebildete Schwefeltrioxyd aus dem Gasstrom absorbiert wird. Als Absorbermedium wirdThen the gas flow passes through an intermediate absorption stage in which the sulfur trioxide formed is removed from the Gas flow is absorbed. As an absorber medium

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üblicherweise Schwefelsäure mit einer Konzentration von 98 - 99 % verwendet. Bei einigen Prozessen wird die Schwefelsäure mit einer erhöhten Temperatur verwendet, um einen Teil der Wärme zu liefern, die erforderlich i.it, um den nachfolgenden Konversionsstufen zugeführten Restgasstrom auf die zu Einleitung der katalytisehen Reaktion erforderliche Temperatur zu bringen. Nachdem der Restgasstrom auf die erforderliche Temperatur gebracht worden ist, wird er der oder den nächsten Katalytstufen zugeführt, die das restliche Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd umformen, um es anschließend aus dem Gasstrom zu absorbieren; schließlich wird der verbleibende Restgasstrom in die Atmosphäre abgeblasen.Usually sulfuric acid with a concentration of 98-99 % is used. In some processes, the sulfuric acid is used at an elevated temperature in order to supply part of the heat that is required to bring the residual gas stream supplied to the subsequent conversion stages to the temperature required to initiate the catalytic reaction. After the residual gas flow has been brought to the required temperature, it is fed to the next catalytic stage or stages which convert the residual sulfur dioxide into sulfur trioxide in order to then absorb it from the gas flow; finally the remaining residual gas flow is blown off into the atmosphere.

Abhängig von der Anzahl der verwendeten Konversionsund Absorptions-Stufen lassen sich extrem.hohe Gesamtkonvers ions stufen erzielen. Schwefeldioxyd zu Schwefeltrioxyd Konversionsraten von z.B. 99,9 % sind erzielbar.Depending on the number of conversion and absorption levels used, extremely high overall conversion levels can be achieved. Sulfur dioxide to sulfur trioxide conversion rates of eg 99.9 % can be achieved.

Ein Problem besteht in der Ausrüstung und den Rohrleitungen zum Rückführen des Gasstromes von einem Zwischenabsorber zu einem sog. "kalten" Wärmetauscher, der allein oder in Verbindung mit anderen Wärmetauschern eingesetzt ist, um den Gasstrom auf die zurEinleitung der nächsten katalytischen Konversionsstufe oder Stufen erforderlichen Temperatur vorzuwärmen.One problem is the equipment and piping to recycle the gas stream from one Intermediate absorber to a so-called "cold" heat exchanger, which is used alone or in conjunction with other heat exchangers to transfer the gas flow to the inlet the next catalytic conversion stage or stages required temperature to preheat.

Infolge des Vorhandenseins von Säurenebel und der Kondensation von in dem Gasstrom enthaltenen Schwefelsäuredampf treten in diesen Rohrleitungen extreme Korrosionsprobleme auf, sowohl durch Kondensation von Schwefelsäuredampf am Eintritt des Wärmetauschers als auch durch Kondensation von Schwefelsäurenebel an Stellen, an denen Schwefelsäurenebel-Eliminatoren unwirksam betrieben werden.Due to the presence of acid mist and the condensation of sulfuric acid vapor contained in the gas stream extreme corrosion problems occur in these pipelines, both due to condensation of Sulfuric acid vapor at the inlet of the heat exchanger as well as through condensation of sulfuric acid mist Places where sulfuric acid mist eliminators operated ineffectively.

Da der den Zwischenabsorber verlassende Gasstrom sich im Gleichgewicht mit der in dem Zwischenabsorber verwendeten Säure befindet, enthält er freie Schwefelsäure, die an kalten metallischen Oberflächen mit Temperaturen unter dem Taupunkt der Schwefelsäure kondensiert und dadurch zu extremen Korrosionsproblemen führt.Since the gas flow leaving the intermediate absorber is in equilibrium with that in the intermediate absorber The acid used is located, it contains free sulfuric acid, which occurs on cold metal surfaces Temperatures below the dew point of sulfuric acid condenses and therefore leads to extreme corrosion problems leads.

Ferner kann sich Schwefelsäurenebel infolge einer unzureichenden Trocknung der Prozessluft bzw. Prozessgases bilden, durch die Wasserdampf mit dem später im Prozess gebildeten Schwefeltrioxyd reagieren kann. Die als Aerosol existierenden freien Partikel des Säurenebels können infolge der Strömungsturbulenz in der Rohrleitung zum "kalten" Wärmetauscher ausfallen und dann an den Innenflächen des Wärmetauschers haften bleiben, wo sie zu zusätzlichen Korrosionsproblemen führen.Furthermore, sulfuric acid mist can form as a result of insufficient drying of the process air or process gas through which water vapor can react with the sulfur trioxide formed later in the process. The free particles of the acid mist, which exist as aerosol, can occur as a result of the flow turbulence fail in the pipeline to the "cold" heat exchanger and then on the inner surfaces of the heat exchanger stick where they lead to additional corrosion problems.

Es ist bekannt, daß viele nach dem mehrstufigen Kontakt-Absorptions-Verfahren arbeitende Anlagen zur Herstellung von Schwefelsäure unter schwerwiegenden Korrosionsproblemen, z.B. in den Rohrleitungen und den "kalten" Wärmetauschern leiden; einige dieser Komponenten wurden bereits nach 6-9 monatigem Betrieb vollständig zerstört. Dadurch treten beträchtliche Verluste sowohl durch die zerstörten Komponenten als auch durch die zum Ersetzen der zerstörten Komponenten erforderliche Ausfallzeit auf.It is known that many by the multi-step contact absorption process working plants for the production of sulfuric acid with serious corrosion problems, e.g. in the pipelines and the "cold" heat exchangers suffer; some of these components were already in operation after 6-9 months of operation completely destroyed. This causes considerable losses both due to the destroyed components as well as the downtime required to replace the destroyed components.

Bisher wurde keine praktische Lösung dieser Probleme gefunden.So far there has been no practical solution to these problems found.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Vermeidung der Korrosion in mehrstufigen Kontakt-Absorptions-According to the invention, a method for avoiding corrosion in multi-stage contact absorption

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Anlagen zur Schwefelsäureherstellung vorgeschlagen, um die Lebensdauer der den Gasstrom von einem Zwischenabsorber zu und durch mindestens einen Wärmetauscher führenden Komponenten auf 10 - 15 Jahre oder mehr zu verlängern.Plants for sulfuric acid production proposed, around the service life of the gas flow from an intermediate absorber to and through at least one heat exchanger Extend leading components to 10-15 years or more.

Es hat sich gezeigt, daß sich Korrosion in den von einem in den Prozess eingesetzten Zwischenabsorber zu dem nächsten zur Vorwärmung des Gases auf seine zum Einleiten der katalytisehen Reaktion erforderlichen Temperatur eingesetzten Wärmetauscher führenden Rohrleitungen vermeiden läßt, wenn den Rohrleitungen soviel externe Wärme zugeführt wird, daß der Prozessgasstrom auf einer Temperatur oberhalb des Taupunktes der Schwefelsäure oder des in dem Gasstrom enthaltenen Schwefeltrioxyd und Wasser gehalten wird.It has been shown that corrosion occurs in the intermediate absorber used in the process to the next to preheat the gas to its required to initiate the catalytic reaction Temperature used in heat exchangers leading to avoid pipelines when the pipelines so much external heat is supplied that the process gas flow at a temperature above the dew point of the sulfuric acid or the sulfur trioxide and water contained in the gas stream will.

Wenn in dem der Zwischenabsorptionsstufe folgenden Wärmetauscher Korrosionsprobleme durch Säurenebel auftreten, wird eine am Eintrittsende des Wärmetauschers angeordnete offene Zone vorgeschlagen, die ein Volumen relativ stagnierend strömenden Gases bei eine Temperatur enthält, die ausre; ht, die Wärmetauscheroberfläche auf einer Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur der Schwefelsäure zu halten, um die Kondensation von Schwefelsäure und Schwefelsäurenebel an den Wärmetauscherflachen zu verhindern.If acid mist corrosion problems occur in the heat exchanger following the intermediate absorption stage, an open zone is proposed which is arranged at the inlet end of the heat exchanger and which has a volume contains relatively stagnant flowing gas at a temperature sufficient; ht, the heat exchanger surface to keep at a temperature above the condensation temperature of sulfuric acid in order to prevent the condensation of Sulfuric acid and sulfuric acid mist on the heat exchanger surfaces to prevent.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ausführlich beschrieben. ;s zeigt:The invention is detailed below with reference to the embodiments shown in the drawings described. ; s shows:

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Fig. 1 Einen Querschnitt der von einem Zwischenabsorber zu Mantelseite des nächsten oder des "kalten" Wärmetauscher führenden Rohrleitung mit Einrichtungen zur Zuführung externer Wärme in den dem Wärmetauscher zuströmenden Gasstrom und einen Querschnitt der Beruhigungszone im Wärmeaustauscher, die eine heiße Zone zur Verdampfung von Schwefelsäurenebel bildet;Fig. 1 A cross section of the from one intermediate absorber to the shell side of the next or the "Cold" heat exchanger leading pipeline with facilities for supplying external Heat in the gas stream flowing into the heat exchanger and a cross section of the calming zone in the heat exchanger, which is a hot zone forms for evaporation of sulfuric acid mist;

Fig. 2 Eine alternative Ausführungsform gem.Fig.1, bei der das Prozessgas durch die Rohre des Wärmetauschers strömt.Fig. 2 An alternative embodiment according to Fig. 1, in which the process gas flows through the tubes of the heat exchanger.

Erfindungsgemäß wird eine Modifikation des mehrstufigen Kontakt-Absorptions-Verfahrens zur Schwefelsäureherstellung vorgeschlagen.According to the invention, a modification of the multi-stage contact absorption process for the production of sulfuric acid is provided suggested.

Erfindungsgemäß wird zunächst die Korrosion in den Rohrleitungen eliminiert, die den Gasstrom vo.n einer Zwischenabsorption des gebildeten Schwefeltrioxyds zu einem nächsten oder "kalten" Gas/Gas-Wärmetauscher führen, in dem der Gasstrom vor seiner Einspeisung in eine nächste katalytische Oxydationsstufe vollständig oder teilweise auf seine zum Einleiten der katalytischen Oxydation erforderlichen Temperatur aufgeheizt wird.According to the invention, the corrosion in the pipelines is first eliminated, which the gas flow from a Intermediate absorption of the sulfur trioxide formed to a next or "cold" gas / gas heat exchanger lead, in which the gas stream is completely before being fed into a next catalytic oxidation stage or partially heated to its temperature required to initiate the catalytic oxidation.

Erfindungsgemäß werden ferner Maßnahmen vorgeschlagen, um das Ablagern oder Ablagerungen von' Schwefelsäure um Schwefelsäurenebel in dem Wärmeaustauscher selbst durch die Schaffung einer stagnierenden oder quasistagnierenden Hochtemperaturzone elimiinert. Die Hochtemperaturzone verhindert sowohl die Kondensation von Schwefelsäure als auch die Ablagerung von Schwefelsäurenebel auf ausgewählten Wärmetauscherflächen und damit die Korrosion dieser Flächen.According to the invention, measures are also proposed about the deposition or deposits of sulfuric acid around sulfuric acid mist in the heat exchanger itself eliminated by creating a stagnant or quasi-stagnant high temperature zone. The high temperature zone prevents both the condensation of sulfuric acid and the deposition of sulfuric acid mist on selected heat exchanger surfaces and thus the corrosion of these surfaces.

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Die zu lösenden Probleme sind aus einer Betrachtung der typischen Betriebsfunktion einer mehrstufigen Kontakt-Absorptions-Schwefelsäureanlage ersichtlich. Nachdem ein Schwefeldioxyd und Sauerstoff enthaltender Gasstrom mehrere katalytische Konversionsstufen mit Zwischenkühlung zwischen den Stufen passiert hat, wird er einer Zwischenabsorptionskolonne zugeführt, die als Absorbermedium 98 - 99 %ige Schwefelsäure enthält.The problems to be solved are from a consideration of the typical operational function of a multi-level Contact absorption sulfuric acid plant can be seen. After containing a sulfur dioxide and oxygen Gas flow has passed several catalytic conversion stages with intermediate cooling between the stages it is fed to an intermediate absorption column which contains 98-99% sulfuric acid as the absorber medium.

In der Zwischenabsorptionskolonne wird dem Gasstrom das gebildete Schwefeltrioxyd entzogen; danach passiert der Gasstrom einen Gas/Gas-Wärmetauscher, um ihn vollständig oder teilweise auf eine zum Einleiten der Konversion des restlichen Schwefeldioxyds in Schwefeltrioxyd in einer oder mehrerer katalytischer Konversionsstufen erforderliche Temperatur vorzuwärmen. Abschließend wird das aus dem restlichen Schwefeldioxyd gebildete Schwefeltrioxyd in einer Endabsoptionsstufe oder Stufen dem Gasstrom entzogen.The sulfur trioxide formed is removed from the gas stream in the intermediate absorption column; happened after that the gas flow has a gas / gas heat exchanger in order to feed it completely or partially to one of the Conversion of the remaining sulfur dioxide into sulfur trioxide in one or more catalytic conversion stages preheat the required temperature. Finally, this is done from the remaining sulfur dioxide sulfur trioxide formed is withdrawn from the gas stream in a final absorption stage or stages.

Als Beispiel wird eine Anlage mit einer Kapazität von 1.200 t/d Schwefelsäure beschrieben. Sie besitzt eine von dem Zwischenabsorber zu dem nächsten oder "kalten" Gas/Gas-Wärmetauscher führende Rohrleitung. Der Wärmetauscher wärmt den Gasst. m nach der erfolgten Zwischenabsorption vollständig oder teilweise auf die zum Einleiten der katalytj sehen Konversion in der oder den nächsten Katalytstufen erforderlichen Temperatur vor.A plant with a capacity of 1,200 t / d sulfuric acid is described as an example. she owns a pipe leading from the intermediate absorber to the next or "cold" gas / gas heat exchanger. The heat exchanger warms the gas. m after the Intermediate absorption completely or partially due to the initiation of the catalytic conversion required in the next catalytic stage or stages Temperature before.

Bei einer Anlage dieser Kapazität besitzt die Rohrleitung üblicherweise einen Durchmesser von ungefähr 2 m und eine Länge von ungefähr 20 m; sie bildet dadurch eine externe Wärmeaustauschfläche von ungefährIn a system of this capacity, the pipeline will typically have a diameter of approximately 2 m and a length of about 20 m; it thereby forms an external heat exchange surface of approximately

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ο
13Om, durch die Wärmeverluste durch Konvektion und
ο
13Om, due to the heat losses due to convection and

Strahlung an die Umgebung auftreten.Radiation to the environment occur.

Unter normalen Betriebsbedingungen strömt von dem Zwischenabsorber eine Gasmenge von ungefähr 2.ooo Nm /min bzw. ungefähr 150 t/h durch die Rohrleitung. Bei einer üblichen Gastemperatur am Zwischenabsorberaustritt von ungefähr 80 0C, einer Umgebungstemperatur von 0 0C und einer Windgeschwindigkeit von ungefähr 8 km/h in der Normalen zur Rohrleitung und einer spezifischen Wärme des Prozessgases von 0,56 joule/gr wird der Prozessgasstrom in Abhängigkeit von anderen klimatischen Bedingungen, wie z.B. Wolkendecke, Tageszeit, Nachtzeitbedingi
abgekühlt.
Under normal operating conditions, a gas quantity of approximately 2,000 Nm / min or approximately 150 t / h flows from the intermediate absorber through the pipeline. With a usual gas temperature at the intermediate absorber outlet of approximately 80 ° C., an ambient temperature of 0 ° C. and a wind speed of approximately 8 km / h in the normal to the pipeline and a specific heat of the process gas of 0.56 joule / gr, the process gas flow is dependent from other climatic conditions, such as cloud cover, time of day, night time conditions
cooled down.

Zeitbedingungen o.dgl., um mindestens 2 C oder mehrTime conditions or the like to be at least 2 C or more

Unter diesen Bedingungen betragen die Wärmeverluste der Rohrleitung selbst ungefähr 360 W/m oder ungefähr 100 kW für·die gesamte Länge von 20 m . Der die Zwischenabsoptionskolonne verlassende Gasstrom befindet sich naturgemäß im Sättigungszustand mit dem Schwefelsäur eab sorber. Aus den bekannten Zustandsdaten für sich im Sattdampfzustand befindliche Schwefelsäure ist ersichtlich, daß bei einer 98,6 %ige H2SO^ enthaltenden Absorptionskolonne durch eine Abkühlung des Gases in der Rohrleitung um ungefähr 2 0C der Dampfdruck der Schwefelsäure von 0,04 mmllg auf ungefähr 0,035 mmHg reduziert wird.Under these conditions the heat losses of the pipeline itself are about 360 W / m or about 100 kW for the entire length of 20 m. The gas stream leaving the intermediate absorption column is naturally in a state of saturation with the sulfuric acid absorber. From the known state data in the saturated steam condition sulfuric located that 2 SO ^ absorption column containing mmHg by a cooling of the gas in the pipeline to about 2 0 C the vapor pressure of the sulfuric acid of 0.04 at a 98.6% H is seen to is reduced by approximately 0.035 mmHg.

Das entsprich: einer Reduktion eines lar.tialdruckes des Schwefelsäuredampfes um ungefähr 0,005 mmHg.That corresponds to: a reduction of a lar.tialdruckes of sulfuric acid vapor by about 0.005 mmHg.

Die Wnrmeverluste wirken sich auf zwei Arten aus; 1. als Reduktion der Eigenwärme des Prozesngases durch eine Abkühlung des Prozessgasstromes undThe heat losses work in two ways; 1. as a reduction in the inherent heat of the process gas by cooling the process gas flow and

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2. als eine Reduktion der latenten Verdampfungswärme durch eine Kondensation von Schwefelsäure aus der Gasphase in die Flüssigkeitsphase im Gasstrom.2. as a reduction of the latent heat of evaporation through a condensation of sulfuric acid the gas phase into the liquid phase in the gas flow.

Unter diesen Bedingungen lassen sich ungefähr 3 kg/h Schwefelsäure aus der Dampfphase in die Flüssigkeitsphase kondensieren. Die Schwefelsäure kondensiert in kleinen Tropfen, die sich an den metallischen Oberflächen sowohl der kalten Rohrleitung als auch des Wärmetauschers zu einem Film flüssiger Schwefelsäure anlagern.Under these conditions, about 3 kg / h of sulfuric acid can be converted from the vapor phase into the Condense the liquid phase. The sulfuric acid condenses in small drops that stick to the metallic surfaces of both the cold pipe and the heat exchanger to form a film of liquid Add sulfuric acid.

Bei dieser Kondensationsrate kondensieren ungefähr 27 t/a Schwefelsäure, die sich in der Rohrleitung und dem Gas/Gas-Wärmetauscher ansammeln. Diese Schwefelsäure muß ers ■ 'eder wieder in die Gasphase zurückverdampft oder durch Drainageanschlüsse entfernt werden.At this condensation rate, about 27 t / a of sulfuric acid condense in the pipeline and accumulate in the gas / gas heat exchanger. This sulfuric acid must first be evaporated back into the gas phase or removed through drainage connections.

Wenn die Schwefelsäure jedoch zunächst kondensieren kann, kommt flüssige Schwefelsäure mit einer Konzentration von ungefähr 98,6 % in Berührung mit metallischen Oberflächen. In Schwefelsäureanlagen bestehen die Rohrleitungen und die Wärmetauscherrohre üblicherweise aus Kohlenstoffstahl. Aus den bekannten Korrosionstabellen für Kohlenstoffstahl "i ißt sich entnehmen, daß die Korrosionsrate für 98,6 %ige Schwefelsäure bei über 150 C mehr als 0,5 mm/a beträgt. Daraus ergibt sich, daß die Rohrleitungen und die Wärmetauscherrohre unter normalen Betriebsbedingungen nur eine sehr begrenzte Lebensdauer von ungefähr 6-8 Monaten besitzen, da die Rohrleitungen und die Wärmetauscherrohre üblichem weise eine Wanddicke von 0,3 - 0,35 mm besitzen.However, if the sulfuric acid can condense first, liquid sulfuric acid with a concentration of approximately 98.6 % comes into contact with metallic surfaces. In sulfuric acid plants, the piping and heat exchanger tubes are usually made of carbon steel. It can be seen from the known corrosion tables for carbon steel "that the corrosion rate for 98.6% sulfuric acid is more than 0.5 mm / a at over 150 ° C. This means that the pipelines and the heat exchanger tubes under normal operating conditions are only have a very limited lifespan of about 6-8 months, since the pipes and the heat exchanger tubes usually have a wall thickness of 0.3-0.35 mm.

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Um die durch Kondensation von Schwefelsäure auftretenden Korrosionsprobleme zu eliminieren, führt gem. Fig. 1 u. 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrleitung 10 von einem Zwischenabsorber (nicht dargestellt) zu einem Gas/Gas-Wärmetauscher 12. Eine die Rohrleitung 10 umgebende Wärmequelle übeträgt an den Gasstrom eine Wärmemenge, die ausreicht, um den Gasstrom auf einer Temperatur oberhalb des Taupunktes der Schwefelsäure zu halten.To eliminate the corrosion problems caused by condensation of sulfuric acid, leads 1 and 2 show an embodiment of one according to the invention Pipeline 10 from an intermediate absorber (not shown) to a gas / gas heat exchanger 12. A heat source surrounding the pipeline 10 transfers an amount of heat to the gas flow, which is sufficient to keep the gas flow at a temperature above the dew point of the sulfuric acid.

Die in Fig. 1 u. 2 dargestellte Ausführungsform der Wärmequelle besteht aus schraubenförmig mit Abstand zueinander um die Rohrleitung 10 angeordneten Rohren 14. Bei einer alternativen Ausführungsform besteht die Wärmequelle aus mit Abstand zueinander um die Peripherie der Rohrleitung 10 entlang ihrer Achsrichtung angeordneten Rohren. Durch die Rohre 14 strömt Dampf, "Dowtherm" oder ein ähnliches Wärmetransportmittel. Zwischen den Rohren 14 besteht ein von dem Wärmetransportmittel durch die Rohre 14 beheizter Luftspalt 16.The embodiment of the heat source shown in Fig. 1 and 2 consists of a helical spacing Pipes 14 arranged relative to one another around the pipeline 10. In an alternative embodiment The heat source consists of spaced apart around the periphery of the pipe 10 along it Axially arranged tubes. Steam, "Dowtherm" or a similar heat transport medium flows through the tubes 14. Between the tubes 14 there is a heater that is heated by the heat transport medium through the tubes 14 Air gap 16.

Zwischen den Rohren 14 und einer äußeren Isolierschicht 20 ist eine Verstärkungsschicht 18 angeordnet, um den Luftspalt 16 aufrecht zu erhalten. Die Isolierschicht 20 reduziert den Wärmebedarf des Systems und stellt sicher, daß sich der Luftspalt 16 zwischen den Rohren 14 auf einer Übertemperatur befindet, so daß Wärme in das durch die Rohrleitung 10 strömende Gas fließt.A reinforcement layer 18 is arranged between the tubes 14 and an outer insulating layer 20, to maintain the air gap 16. The insulating layer 20 reduces the heat requirement of the system and ensures that the air gap 16 between the tubes 14 is at an excess temperature, so that Heat flows into the gas flowing through the pipe 10.

Im allgemeinen reicht die durch die Rohre 14 zugeführte Wärme aus, um den Luftspalt 16 zwischen den Rohren und der Isolation 20 mindestens ungefähr 50 - 100 0CIn general, the power supplied by the heat pipes 14 is sufficient the air gap 16 between the tubes and the insulation 20 is at least about 50-100 0 C.

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über der Durchschnittstemperatur des Gasstromes zu halten, um einen ausreichenden Wärmestrom von der externen Wärmequelle zu der inneren Oberfläche der das Prozessgas führenden Leitung sicherzustellen und dadurch die Kondensation von Schwefelsäure zu verhindern.to keep above the average temperature of the gas flow in order to ensure a sufficient heat flow from the external heat source to the inner surface of the line carrying the process gas and thereby prevent the condensation of sulfuric acid.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann die externe Wärmequelle statt der Rohr 14 aus einer elektrischen Widerstandheizung bestehen; bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann sie einfach aus einem zweiten die Rohrleitung 10 umgebenden Rohrmantel bestehen, durch den ein Wärmetransportmittel strömt.In an alternative embodiment, the external heat source can instead of the tube 14 from an electrical Resistance heating consist; in a further alternative embodiment, it can simply consist of a the second pipe jacket surrounding the pipe 10, through which a heat transport medium flows.

Der zuletzt genannte zweite Rohrmantel ist die am wenigsten bevorzugte Ausführungsform, da die Gefahr besteht, daß bei Leckagen Wärmetransportmedium in die Schwefelsäureanlage eintritt und diese verschmutzt.The last-mentioned second pipe jacket is the least preferred embodiment because of the danger there is that in the event of leaks heat transport medium in the Sulfuric acid plant enters and contaminates it.

Durch den Kunstgriff zwischen der Zwischenabsorberkolonne und dem Wärmetauscher 12 einen positiven Wärmestrom in den Gasstrom aufrechtzuerhalten, um das Prozessgas auf einer Temperatur über dem Taupunkt der Schwefelsäure zu halten, wird sowohl in der Rohrleitung als auch im Wärmetauscher 12 durch Kondensation von Schwefelsäure hervorgerufene Korrosion verhindert. Dadurch wird die Lebensdauer sowohl teurer als auch für den Betrieb des mehrstufigen Kontakt-AbSorptionsprozesses zur Herstellung von Schwefelsäure wichtiger Komponenten verlängert.Due to the trick between the intermediate absorber column and the heat exchanger 12, a positive one Maintain heat flow in the gas stream to keep the process gas at a temperature above the dew point of the To keep sulfuric acid, both in the pipeline and in the heat exchanger 12 by condensation of Sulfuric acid prevents corrosion. This makes the lifespan both more expensive and for the operation of the multi-stage contact absorption process extended for the production of sulfuric acid important components.

Obwohl die die Rohrleitung 10 umgebende externe Wärmequelle die Kondensation von Schwefelsäure im Beharrungszustand der Anlage vernindert, kann doch noch bei Betriebszustandsänderungen in der Anlage eine KondensationAlthough the external heat source surrounding the pipe 10, the steady state condensation of sulfuric acid of the system is reduced, but condensation can still occur in the event of changes in the operating status of the system

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von Schwefelsäure und anderen kondensierbaren Schwefelverbindungen auftreten. Diese Betriebszustandsänderungen können während des Anfahrens oder während eines Ausfalls der externen Heizungsquelle der Rohrleitung auftreten; zur Vorbeugung ist eine unmittelbar vor dem Wärmetauscher 12 die Peripherie der Rohrleitung 10 umgebende Sperre 19 vorgesehen, um entlang der Rohrleitung 10 strömendes Kondensat zu sammeln und seinen Eintritt in den Wärmetauscher 12 zu verhindern. Der Kondensatsperre 19 ist ein Drainageanschluß 21 mit einem Drainageventil 23 zugeordnet, durch dessen Öffnen sich angesammeltes Säurekonzentrat o.dgl. von der Rohrleitung 10 ableiten läßt.sulfuric acid and other condensable sulfur compounds occur. These operating status changes can occur during start-up or during a failure of the external heating source occur in the pipeline; for prevention, one immediately in front of the heat exchanger 12 is the periphery of the pipeline 10 surrounding barrier 19 is provided to prevent condensate flowing along the pipeline 10 to collect and prevent its entry into the heat exchanger 12. The condensate barrier 19 is a drainage connection 21 associated with a drainage valve 23, through the opening of which accumulated acid concentrate or the like. can be derived from the pipe 10.

Der Drainageanschluß 21 dient ferner zu Überwachung des durch die Rohrleitung 10 strömenden Gases. Wenn während des Betriebes der Anlage beim Öffnen des Ventiles 23 nur Gasaustritt, weiß der Operateur mit Sicherheit, daß die Innenfläche der Rohrleitung trocken und frei von Kondensat ist; tritt dagegen jedoch Flüssigkeit aus, dann ist dies ein Anzeichen für auftretende Kondensation, durch die eine zusätzliche Wärmezufuhr zur Rohrleitung 10 erforderlich wird, um die Kondensation zu vermeiden; oder e ist einfach ein Anzeichen dafür, daß eine BetriebszuF1andsänderung aufgetreten ist.The drainage connection 21 also serves to monitor the gas flowing through the pipeline 10. If during the operation of the system only gas escapes when the valve 23 is opened, the operator knows with certainty that the inner surface of the pipeline is dry and free of condensate; however, if liquid escapes, then this is an indication of the occurrence of condensation, which requires an additional supply of heat to the pipeline 10 in order to avoid condensation; or e is simply an indication that a BetriebszuF 1 andsänderung occurred.

Ein weiteres Korrosionsproblem in der Rohrleitung oder dem Wärmeaustauscher ist die Kondensation von Schwefelsäure und die Ansammlung und Kondensation von Schwefelsäurenebel an den Wärmetauscherflächen. Schwefelsäurenebel ist ein Aerosol kleiner Schwefelsäurepartikel, die eixiör Kondensat sperre oder einer ähnlichen der Austrittsleitung des Zwischenabsorbers zugeordneten Vorrichtung entkommen können.Another problem of corrosion in the pipeline or the heat exchanger is the condensation of sulfuric acid and the accumulation and condensation of sulfuric acid mist on the heat exchanger surfaces. Sulfuric acid mist is an aerosol of small sulfuric acid particles that block condensate or something similar can escape the outlet line of the intermediate absorber associated device.

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Erfindungsgemäß wird ferner ein verbesserter "kalter" Gas/Gas-Wärmetauscher eingesetzt, dessen Konstruktion die Ablagerung von Schwefelsäure und Schwefelsäurenebelpartikeln auf den Wärmetauscherflächen und die damit verbundene Korrosion der Wärmetauscherflächen verhindert.According to the invention, an improved "cold" gas / gas heat exchanger is also used, its construction the deposition of sulfuric acid and sulfuric acid mist particles on the heat exchanger surfaces and the the associated corrosion of the heat exchanger surfaces is prevented.

Ein typischer Gas/Gas-Wärmeaustauscher besteht aus einer Gaseintrittskammer, die einer Gaseintrittsleitung angeschlossen ist, und einer Gasaustrittskammer, die einer Gasaustrittsleitung angeschlossen ist. Die Ein- und die Austrittskammer sind durch mehrere Strömungskanäle, die z.B. durch Rohre oder mit Abstand zueinander angeordnete Platten gebildet sind, miteinander verbunden. Die Strömungskanäle sind von einer mit einer GaseiriLjrittsleitung und einer GasaustrittGleitung verbundenen Umhüllung umgeben, die den Gasstrom durch die Strömungskanäle führt, in denen er von einem in der Umhüllt...g um die Strömungskanäle strömenden Gas auf ^ :ieizt oder abgekühlt wird.A typical gas / gas heat exchanger consists of a gas inlet chamber, which is a gas inlet line is connected, and a gas outlet chamber connected to a gas outlet line is. The inlet and outlet chambers are through several flow channels, e.g. through pipes or spaced plates are formed, connected to one another. The flow channels are of one with a gas supply line and one Enclosure connected to the gas outlet, which surrounds the the gas flow leads through the flow channels, in which it is surrounded by an envelope ... g around the flow channels flowing gas on ^: is heated or cooled.

Typische Ausführungsformen dieser Gas/Gas-Wärmeaustauscher sind Rohr- oder Platten-Wärmeaustauscher.Typical embodiments of these gas / gas heat exchangers are tube or plate heat exchangers.

In vielen Prozessen, wie z.B. bei dem mehrstufigen Kontakt-AbsorpLionsprozess enthält -^ aufzuheizende Gasstrom an den Wärmetauscherflächen insbesondere am Eintritt des Gasstromes in den Wärmetauscher kondensierbare Bestandteile; ein Beispiel ist, wie bereits erwähnt, der vi., dem Zwischo-nab: > >rber zurückkehrende Gasstrom.In many processes, such as the multi-stage contact absorption process, contains - ^ items to be heated Gas flow condensable on the heat exchanger surfaces, in particular at the entry of the gas flow into the heat exchanger Components; an example, as already mentioned, is the vi., the intermediate-nab:> > About returning gas flow.

In Fig. 1 wird der von dem Zwischenabsorber kommende Gasstrom der Mantelseite des Wärmeaustauschers 12 zugeführt, um Wärme mit dem von einer katalytischenIn FIG. 1, the gas flow coming from the intermediate absorber becomes the shell side of the heat exchanger 12 fed to heat with that of a catalytic

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Konversionsstufe kommenden, durch die Rohre 30 des Wärmetauschers strömenden Gases auszutauschen.Conversion stage coming, to exchange gas flowing through the tubes 30 of the heat exchanger.

In der Ausfiiiirungsform gem. Fig. 2 wird das von dem Zwischenabsorber kommende Gas durch die Rohre 30 des Wärmetauschers 12 geführt, um Wärme mit dem von einer Konversionsstufe kommenden, durch die Mantelseite des Wärmeaustauschers 12 geführten Gases auszutauschen.In the embodiment according to FIG Intermediate absorber gas coming through the tubes 30 of the heat exchanger 12 to heat with that of a Conversion stage coming, to exchange through the shell side of the heat exchanger 12 guided gas.

Bei beiden Ausführungsformen besteht der Wärmetauscher aus einem äußeren Mantel 22 und einer Eintrittsleitung für das von einer oder mehrerer Konversionsstufen kommende Gas, einerEintrittskammer 26 entweder für das von einer Konversionsstufe kommende oder.für das von einem Zwischenabsorber kommende Gas, und einer oberen Rohrplatte 28 über die die Enden der Rohre 30 normalerweise gebördelt sind. Über eine untere Rohrplatte 32 sind die unteren Enden der Rohre 30 gebördelt, um eine Austrittskammer 34 mit einem Gasaustritt zu weiteren Wärmetauschern oder katalytischen Konversionsstufen durch eine Leitung AO zu bilden.In both embodiments, the heat exchanger consists of an outer jacket 22 and an inlet line for the gas coming from one or more conversion stages, an inlet chamber 26 either for the from a conversion stage or for the gas coming from an intermediate absorber, and an upper one Tube plate 28 over which the ends of tubes 30 are normally crimped. Via a lower tube plate 32 the lower ends of the tubes 30 are crimped to further an outlet chamber 34 with a gas outlet To form heat exchangers or catalytic conversion stages through a line AO.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 1 wird das mit einer Temperatur von ungefähr 75 C aus dem Zwischenabsorber austretende Gas /«uf der Mantelseite des Wärmetauschers auf eine Temperatur von ungefinr 400 C vorgewärmt, während es uurch Strömungskanäle 36 zu der Austrittsleitung 38 und zu dei nächsten Konversionsstufe strömt; dabei ist angenommen, daß nur 1 Wärmubauscher eingesetzt ist, um das Gas auf seine zur Einleitung der katalytischen Reaktion erforderliche Temperatur vorzuwärmen. Wenn mehr als 1 Wärmetauscher eingesetzt sind, tritt infolge einer Reduktion der Wärmetauscherflär'.e das Gas mit e ■ ner niedrigeren Temperatur aus.In the embodiment according to FIG. 1, this occurs at a temperature of approximately 75 ° C. from the intermediate absorber escaping gas on the shell side of the heat exchanger preheated to a temperature of around 400 C, while it flows through flow channels 36 to the outlet line 38 and to the next conversion stage; it is assumed that only 1 heat exchanger is used is to preheat the gas to its required temperature to initiate the catalytic reaction. If more than 1 heat exchanger is used, the heat exchanger flow is reduced as a result the gas at a lower temperature.

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Ein aus einer katalytischen Konversionsstufe austretender Gasstrom mit einer Temperatur von ungefähr 480 - 560 0C strömt durch die Rohre 30 des Wärmeaustauschers 12, um Wärme an das aus dem Zwischenabsorber austretende Gas zu übertragen und es auf eine seine katalytische Reaktion einleitende Temperatur von ungefähr 400 C vorzuwärmen.An emerging from a catalytic conversion stage gas stream having a temperature of about 480-560 0 C flows through the tubes 30 of the heat exchanger 12 to transfer heat to the exiting the intermediate absorber gas and initiating a its catalytic reaction temperature of about 400 C to preheat.

Da die Temperatur des aus dem Zwischenabsorber in den Wärmeaustauscher 12 eintretenden Gasstromes unter die Kondensationstemperatur der Schwefelsäure im System absinken kann, besteht die Gefahr, daß aller mitgeführter Schwefelsäurenebel infolge von Strömungsturbulenzen o. dgl. sich an den Rohren 30 un>' der Rohrplatte 32 ablagert oder kondensiert und dadurch ihre Korrosion bewirkt.Since the temperature of the gas flow entering the heat exchanger 12 from the intermediate absorber can drop below the condensation temperature of the sulfuric acid in the system, there is a risk that all sulfuric acid mist carried along as a result of flow turbulence or the like settles on the pipes 30 Un> 'the tube plate 32 is deposited or condensed, thereby causing its corrosion.

Um diese Gefahr auszuschließen, ist erfindungsgemäß zwischen den Rohrplatten 28 und 32 ein offenes Leitblech 42 angeordnet. Das Leitblech 42 bildet zwischen sich und ■ r Rohrplatte 32 eine stagnierende Gaszone 44. Durch die hohe Temperatur des durch die Rohre 30 strömenden Gases wird die stagnierende Gaszone 44 auf einer Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur des Schwefelsäurenebels von ungefähr 310 0C gehalten. Im Gasstrom enthaltener Schwefelsäurenebel kondensiert und fällt durch lie Öffnungen im Leitblech 42 in die Zone 44; infolge der hohen Temperatur ±i. der Zone 44 verdampft der Schwefelsäurenebel wieder in den Gasstrom, so daß ein Ablagern und Mitreißen von Schwefelsäurenebel und die uamit verbundenen Korrosionsprobleme im Wärmetauscher 12 vermieder werden.In order to rule out this risk, according to the invention, an open guide plate 42 is arranged between the tube plates 28 and 32. The guide plate 42 forms between itself and ■ r tube plate 32 a stagnant gas zone 44. Due to the high temperature of the fluid flowing through the pipes 30 the gas, the stagnant gas zone is maintained at a temperature above the condensation temperature of sulfuric acid mist of about 310 0 C 44th Sulfuric acid mist contained in the gas stream condenses and falls through openings in the guide plate 42 into the zone 44; due to the high temperature ± i. In the zone 44, the sulfuric acid mist evaporates again into the gas flow, so that the deposition and entrainment of sulfuric acid mist and the associated corrosion problems in the heat exchanger 12 are avoided.

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Ferner stellt die Beruhigungszone kk in Verbindung mit der Rohrleitung 10 sicher, daß durch einen positiven Wärmestrom in den Gasstrom die in ihm enthaltene Schwefelsäure immer im Dampfzustand gehalten wird, so daß dadurch ihre Kondensation an den Rohren und auf der Rohrplatte 32 und die damit verbunden Korrosionsprobleme vermieden werden.Furthermore, the calming zone kk in connection with the pipeline 10 ensures that the sulfuric acid contained in it is always kept in the vapor state by a positive heat flow in the gas flow, so that thereby its condensation on the pipes and on the pipe plate 32 and the associated corrosion problems be avoided.

Bei der Ausführungsform Gem. Fig. 2 tritt das von dem Zwischenabsorber kommende Gas in die Eintrittskammer 2.6 ein, um durch die Rohre 30 zu strömen. In den Rohren 30 tritt es in Wärmeaustausch mit einem durch die Eintrittsleitung 24 auf die Mantelseite des Wärmetauschers 12 eintretenden Gasstromes mit einer Temperatur von ungefähr 375 - 410 C. Das aus den Rohren 30 in die Austrittskammer 34 austretende Gas strömt dann durch eine Leitung 40 zu weiteren Absorbern oder Wärmetauschern.In the embodiment according to FIG. 2, the gas coming from the intermediate absorber enters the inlet chamber 2.6 in order to flow through the tubes 30. In the tubes 30 it enters into heat exchange with a through the inlet line 24 on the shell side of the heat exchanger 12 entering gas stream with a temperature of approximately 375-410 C. The exiting from the tubes 30 into the outlet chamber 34 Gas then flows through a line 40 to further absorbers or heat exchangers.

Da die Rohre 30 üblicherweise durch eine Bördeloperation mit den Rohrplatten verbunden sind, bestehen bei der Ausführungsform gem. Fig. 2 auf der oberen Rohrplatte 28 Vertiefungen, in der η Schwefelsäure und Schwefelsäurenebel kondensieren und sich ansammeln können; in gleicher /eise können sie an den Wänden der Eintrittskammer· 26 kondensieren und sich ansammeln. Um dies .-.u verhindern, wird ein Teil des von der Konversionsstufe kommenden Gasstromes mit einer Temperatur von ungefähr 375 - 410 C durch eine isolierte externe Bypassle. ag -(8 oder einen gleichwertigen internen Bypass (nicht dargestellt) in die·Zone 44 eingespeist, die durch den Einfluß des Leitbleches 42 mit quasi— stagnierendem Gas gefüllt bleibt. Die in die ZoneSince the tubes 30 are usually connected to the tube plates by a flanging operation, in the embodiment according to FIG. 2 there are depressions on the upper tube plate 28 in which η sulfuric acid and sulfuric acid mist can condense and collect; in the same way they can condense and accumulate on the walls of the entry chamber 26. In order to prevent this, part of the gas stream coming from the conversion stage with a temperature of approximately 375-410 C is passed through an isolated external bypass. ag - ( 8 or an equivalent internal bypass (not shown) fed into the zone 44, which remains filled with quasi-stagnant gas due to the influence of the baffle 42. The into the zone

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eingespeiste Bypassmenge beträgt ungefähr 3 - 20 % der gesamten Gasmenge.The bypass volume fed in is approximately 3 - 20 % of the total gas volume.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist ein Teil des Leitbleches 42 weggelassen, damit sich ein Strom hochti- nperaturigen Konvertergases quer zu den Rohren 30 zur Austrittsleitung 46 einstellt. Die Wirkung ist jedoch die gleiche, d.h. die Rohre 30, die Rohrplatte 28 und die Wände der Eintrittskammer werden auf einer Temperatur gehalten, die ausreicht, um Kondensation von Schwefelsäure und Schwefelsäurenebel zu verhindern.In an alternative embodiment, a portion of the baffle 42 is omitted so that a Electricity of high-temperature converter gas across the Pipes 30 to the outlet line 46 adjusts. However, the effect is the same, i.e. the tubes 30, the tube plate 28 and the walls of the inlet chamber are kept at a temperature which is sufficient to prevent condensation of sulfuric acid and sulfuric acid mist.

Diese erfindungsgemäßen Maßnahmen halten den oberen Teil der Rohre 30 und insbesondere die Rohrplatte 28 und die uenachbarten Wände der Eintrittskammer 26 auf einer Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur von Schwefelsäure und Schwefelsäurenebel, so daß alle Sclwefeisäure und aller Schwefelsäurenebel, die sich an diesen Oberflächen ablagern könnten, zurück in den von dem Zwischenabsorber kommenden Gasstrom verdampft werden. Dadurch werden die Korrosion sowohl der Rohrplatte 28 und der Rohre 30 als auch der benachbarten Wände der Sintrittskammer 26 verhindert.These measures according to the invention hold the upper part of the tubes 30 and in particular the tube plate 28 and the adjacent walls of the entry chamber 26 a temperature below the condensation temperature of sulfuric acid and sulfuric acid mist, so that all Sulfuric acid and all sulfuric acid mist that adhere to These surfaces could deposit, evaporated back into the gas stream coming from the intermediate absorber will. This prevents corrosion of both the tube plate 28 and the tubes 30 as well as the adjacent ones Walls of the entrance chamber 26 prevented.

Gemäß Fig. P i~t vorzugsweise der gesamte Wärmeaustauscher 12 isoliert, um die o.g. Maßnahmen zur Vermeii.ung von Korrosion zu unterstützen.Referring to FIG. P i ~ preferably the entire heat exchanger 12 t isolated to support the above-mentioned measures to Vermeii.ung corrosion.

Bei der .Ausführungsform gem. Fig. 1 wird die Wiederverdampfi,; der Schwefelsäure und des Schwefelsäurenebels zurück in den Gasstrom indirekt durchgeführt, während bei der Ausführungsform gem. Fig. 2 die Wiederverdampfung direkt durchgeführt wird. Bei beiden Ausführungsformen jedoch wird die WiederverdampfungIn the embodiment according to FIG. 1, the re-evaporation; the sulfuric acid and the sulfuric acid mist carried back indirectly into the gas stream, while in the embodiment according to FIG. 2, the re-evaporation is carried out directly. By both Embodiments, however, are re-evaporation

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fhirch eine Hochtempera tür zone 44 bewirkt, die die Temperatur der Teile des Wärmetauschers, die normalerweise einer Korrosion durch Kondensation von Schwefelsäure oder Ansammlung von Schwefelsäurenebel unterliegen, derart anhebt, daß sie frei von korrosiven Kondensaten gehalten v/erden.fhirch creates a high temperature door zone 44, which the Temperature of the parts of the heat exchanger that are normally subject to corrosion by condensation Subject to sulfuric acid or accumulation of sulfuric acid mist, raises so that it is free of corrosive Condensates kept v / ground.

Plattenwärmetauscher sind erfindunfcsgernäß mit dem Leitblech 42 ähnlichen Leiteinrichtungen ausgerüstet, die zwischen den Platten an den den mit den Kammern verbundenen Plattenseiten gegenüberliegenden Plattenseiten angeordnet sind.Plate heat exchangers are according to the invention with the Baffle 42 equipped similar guiding devices, which between the plates on the with the Chambers connected plate sides are arranged opposite plate sides.

Die erfindungsfemäße Verbesserung der Gas/Gas-Wärmetauscher besteht also in der Schaffung einer Zone im Wärmetauscher, deren Temperatur durch einen Strom heißen Irozessgases, z.B. Konverteraustrittsgas, oberhalb der Kondensationstemperatur korrosiver Best;· !teile, z.B. Schwefelsäure und Schwefelsäurenebel, gehalten wird, um Korrosion infolge von Kondensation oder Ansammlung dieser korrosiven Bestandteile auf den Wärmetauscherflächen zu vermeiden.The improvement of the gas / gas heat exchanger according to the invention consists in creating a zone in the heat exchanger, the temperature of which is above the condensation temperature of corrosive properties due to a stream of hot process gas, for example converter outlet gas . parts, e.g. sulfuric acid and sulfuric acid mist, is held in order to avoid corrosion as a result of condensation or the accumulation of these corrosive components on the heat exchanger surfaces.

Die Erfindung besteht also in der Zuführung von externer Wärme in in einer Rohrleitung von dem Zwischenabsorber zu dem die Temperatur des Restschwefeldioxyd enthaltenden Prozessgasstromes auf die zur Einleitung seiner katalytischen Reaktion in einem mehrstufigen Kontakt-Absorptions-Prozess zur Herstellung von Schwefelsäure erforderlichen Temperatur eingesetzten Wärmetauschers, um die Temperatur des Prozessgasstromes über dem Taupunkt der Schwefelsäure zu halten und dadurch die Korrosion sowohl in der Rohrleitung als auch in dem Wärmetauscher zu verhindern.The invention therefore consists in the supply of external heat in a pipe from the intermediate absorber to the process gas stream containing the temperature of the residual sulfur dioxide to the Initiation of its catalytic reaction in a multi-stage contact absorption process for production of sulfuric acid required heat exchanger used to maintain the temperature of the Process gas flow to keep above the dew point of the sulfuric acid and thus the corrosion both in the Pipeline as well as in the heat exchanger to prevent.

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Die Erfindung besteht ferner in der Schaffung einer auf einer Temperatur oberhalb der Kondensationsteiüperatur von Schwefelsäure gehaltenen Zone in dem der Zwischenabsorptionsstufe unmittelbar folgenden Wärmetauscher, um die Kondensation von Schwefelsäurenebel auf den Wärmetauscherflächen zu verhindern.The invention also consists in providing a temperature above the condensation temperature zone held by sulfuric acid in the zone immediately following the intermediate absorption stage Heat exchanger to prevent the condensation of sulfuric acid mist on the heat exchanger surfaces.

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Claims (12)

AnsprücheExpectations Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure und Oleum in einem mehrstufigen Kontakt-Absorptions-Prozess, bei dem ein Schwefeldioxyd und. Sauerstoff enthaltender Prozessgasstrom zunächst durch mehrere katalytische Kontaktstufen geführt wird, in denen Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd umgeformt wird, wobei zwischen den Kontaktstufen eine Zwischenkühlung stattfindet, um die exothermische Wärme der Reaktion zu entfernen, als nächstes durch mindestens 1 Absorptionskolonne geführt wird, in der das gebildete Schwefeltrioxyd dem Gasstrom durch Kontakt mit mindestens Schwefelsäure entzogen wird, und dann durch eine Rohrleitung einem Gas/Gas-Wärmetauscher zugeführt wird, in dem der Gasstrom mindestens teilweise auf eine zu seiner Einspeisung in mindestens eine zusätzliche katalytische Kontaktstufe erforderliche Temperatur gebracht wird, in der das Restschwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd umgewandelt wird, das abschließend dem Gasstrom entzogen wird, bevor er in die Atmosphäre abgegeben wird^ dadurch gekennzeichnet, daß ein positiver externer Wärmestrom in die von einer Absorptionskolonne zu einem Wärmetauscher (12) führende Rohrleitung (10) aufrechterhalten wird, um den Gasstrom auf einer Temperatur oberhalb des Taupunktes der von dem Gasstrom mitgeführten Schwefelsäure und dadurch die Schwefelsäure in der Gasphase zu halten, so daß Korrosionen der Rohrleitunr (10) infolge von Kondensation von Schwefelsäure an ihren Oberflächen vermieden wird.Process for the production of sulfuric acid and oleum in a multi-stage contact absorption process, in which a sulfur dioxide and. Oxygen-containing process gas stream initially through several catalytic contact stages are carried out, in which sulfur dioxide is transformed into sulfur trioxide, with a Intercooling takes place next to remove the exothermic heat of the reaction is passed through at least 1 absorption column, in which the sulfur trioxide formed is added to the gas stream is withdrawn by contact with at least sulfuric acid, and then through a pipeline one Gas / gas heat exchanger is supplied, in which the gas flow at least partially to one of its Feeding into at least one additional catalytic contact stage required temperature is brought, in which the residual sulfur dioxide is converted into sulfur trioxide, which is finally is withdrawn from the gas stream before it is released into the atmosphere ^ characterized in that a positive external heat flow in from an absorption column to a heat exchanger (12) leading pipeline (10) is maintained to keep the gas flow at a temperature above the Dew point of the sulfuric acid carried along by the gas stream and thereby the sulfuric acid in the To keep the gas phase, so that corrosion of the Rohrleitunr (10) as a result of condensation of sulfuric acid is avoided on their surfaces. 409846/0778409846/0778 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die externe Wärmezufuhr durch ein durch mehrere mit Abstand zueinander angeordnete, mit der Rohrleitung (10) in Berührung stehende Rohre (14) strömendes Wärmetransportmedium erfolgt; und daß die Rohre (14) derart von einer Verstärkungsschicht (18) und einer äußeren Isolationsschicht (20) umgeben sind, daß zwischen den Rohren (14) ein durch das durch die Rohre (14) strömende Wärmetransportmedium beheizter Luftspalt (16) besteht.2. The method according to claim 1, characterized in that the external heat supply by one through several pipes (14) arranged at a distance from one another and in contact with the pipeline (10) flowing heat transport medium takes place; and that the tubes (14) are so covered by a reinforcing layer (18) and an outer insulation layer (20) are surrounded that between the tubes (14) a through the heat transfer medium flowing through the tubes (14) consists of a heated air gap (16). 3. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekannzeichnet, daß der Luftspalt (16) durch das durch die Rohre (14) strömende Wärmetransportmedium ungefähr 50 - 100 C über der Temperatur des durch die Rohrleitung (10) strömenden Prozessgases gehalten wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the air gap (16) through the through the tubes (14) The heat transfer medium flowing through the pipe (10) is approximately 50 - 100 C above the temperature flowing process gas is held. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgermedium Dampf ist.4. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the heat transfer medium Is steam. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß der von der Rohrleitung (10) zugeführte Prozessgasstr«. λ in der Nähe einer in dem Wärmetauscher (12) angeordneten Hochtemperaturzone (44) in den Wärmetauscher (12) eingespeist wird; und daß die Hochtemperaturzone (44) durch einen Prozessgasstrom von einer Konversionsstufe durch den Wärmetauscher (12) auf einer Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur von Schwefelsäure gehalten wird, um die Kondensation von Schwefelsäure auf den Wärmetauscherflächen zu verhindern. 5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that the process gas stream supplied from the pipeline (10). λ is fed into the heat exchanger (12) in the vicinity of a high-temperature zone (44) arranged in the heat exchanger (12); and that the high-temperature zone (44) is kept at a temperature above the condensation temperature of sulfuric acid by a process gas stream from a conversion stage through the heat exchanger (12) in order to prevent the condensation of sulfuric acid on the heat exchanger surfaces. 409846/0 778409846/0 778 6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß in der Hochtemperaturzone (44) das Gas in Stagnation gehalten wird; und. daß die Hochtemperaturzone (44) durch indirekte Wärmeübertragung von von einer Konversionsstufe kommenden, durch den (las/Gas-Wärmetauscher (1?) strömenden Gas beheizt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that that in the high temperature zone (44) the gas is kept in stagnation; and. that the high temperature zone (44) by indirect heat transfer from coming from a conversion stage through the (gas / gas heat exchanger (1?) Flowing Gas is heated. 7. Verfahren nac' Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtempera türzone (44) direkt von mindestens einem Teil des von einer Konversionsstufe kommenden, durch die Uochtemperati.;-zone (44) strömenden Gases beheizt wird.7. The method according to claim 5, characterized in that the high temperature türzone (44) directly from at least part of the coming from a conversion stage, through the Uochtemperati. ; -zone (44) flowing gas is heated. 8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß ungefähr 3 - ?O % des gesamten von einer Konversionsstufe kommenden Gasmengenstromes durch die Hochtemperaturzone geführt werden.8. The method according to claim 7, characterized in that about 3 -? O % of the total gas flow coming from a conversion stage are passed through the high-temperature zone. 9. "Wärmetauscher zur "Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8 mit einer mit einer Gaseintrittsleitung ausgerüsteten Gaseintrittskammer, einer mit einer Gasaustrjttsleitung ausgerüsteten Gasaustrittskammer, mehreren mit Abstand zueinander angeordneter, die Gaseintrittskammer mit der Gasaustrittskammer verbindenden Strömungskanälen für einen ersten Gasstrom von der Eintrittskamraer zur Austrittskammur und einem die Strömungskanäle umgebenden einen Strömungskanal für einen zweiten Gasstrom um die Kanäle zum indirekten Wärmeaustausch bildenden Mantel mit einem Gaseintritt und einem Gasaustritt, in dem ein relativ kalter korrosive kondensierbare Bestandteile enthaltender Gasstrom durch indirekten Wärmeaustausch9. "Heat exchanger for" carrying out the process according to one of claims 1-8 with a gas inlet chamber equipped with a gas inlet line, one gas outlet chamber equipped with a gas outlet line, several at a distance mutually arranged flow channels connecting the gas inlet chamber to the gas outlet chamber for a first gas flow from the inlet chamber to the outlet chamber and a flow channel surrounding the flow channels for a second gas flow around the ducts for the indirect heat exchange forming jacket with a gas inlet and a gas outlet in which a relatively cold corrosive containing condensable constituents Gas flow through indirect heat exchange 409846/0 778409846/0 778 mit einem Hochtemperaturgasstrom auf eine erhöhte Temperatur vorgewärmt wird, gekennzeichnet durch eine in der Nähe des Eintritts (10) des relativ kalten Gasstromes in den Wärmetauscher (12) angeordnete, durch den Hochtemperaturgasstrom durch den Wärmetauscher (12) auf einer Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur der korrosiven Bestandteile gehaltene Hochtemperaturzone (44).with a high temperature gas flow to an increased Temperature is preheated, characterized by a near the inlet (10) of the relative cold gas flow in the heat exchanger (12) arranged through the high-temperature gas flow the heat exchanger (12) at a temperature above the condensation temperature of the corrosive Components held high temperature zone (44). 10. Wärmetauscher nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, aaß rii-r relativ kalte Gasstrom der mindestens kondensierbare. Schwefelsäure enthaltende Austrittsgasstrom eines Schwefeltrioxydabsorbers eines mehrstufigen Kontakt-Absorptionsprozesses zur Herstellung von -:wy.feisäure ist; und daß der Hochtempera türgas. rom der Austrittsgasstrom einer Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd umformenden FOnversjonsntufe ist.10. Heat exchanger according to claim 9, characterized in that aass rii-r relatively cold gas stream of at least condensable. Exit gas stream containing sulfuric acid a sulfur trioxide absorber of a multi-stage contact absorption process for manufacturing from -: is wy.feic acid; and that the high tempera door gas. rom the exit gas stream of a Sulfur dioxide is converted into sulfur trioxide. 11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 9 oder 10 zur Verhinderung der Kondensation von in dem relativ kalten Gasstrom von einer ersten Quelle enthaltenen kondensierbaren korrosiven Bestandteile! durch Aufheizung Γ eine erhöhte Temperatur durch11. Heat exchanger according to one of claims 9 or 10 for preventing condensation in the relatively cold gas stream from a first source containing condensable corrosive constituents! due to heating Γ an increased temperature eiuen Hochtemperatat gasstrom von einer zweiten Quelle, gekennzeichnet durch eine Gaseintrittskammer (26^ mit einer Gaseintrittsleitung (24) für den Hochtemperaturgasstrom; durch eine Gasaustrittskammer (34) mit einer Gasaustrittsleitung (40Ϊ für den durch indirekten Wärmeaustausch mit dem relativ kalten Gasstrom abgekühlten Hochtemperatur gas strom; durch mehrere mit Abstand zueinander angeordnete, die Gaseintrittskammer (26)eiuen high temperature gas flow from a second Source, characterized by a gas inlet chamber (26 ^ with a gas inlet line (24) for the high temperature gas flow; through a gas exit chamber (34) with a gas outlet line (40Ϊ for the indirect heat exchange with the relatively cold gas stream cooled high temperature gas stream; by several spaced apart, the gas inlet chamber (26) 409846/0778409846/0778 mit der Gasaustrittskammer (3^) verbindende, den Hochtemperaturgasstrom von der Eintrittskammer (26) zur Austrittskammer (34) führende Strömungskanäle (30); durch einen die Strömungskanäle (30) umgebenden, mit einem mit Abstand von der Gasaustrittskammer (34) angeordneten Eintritt (10) für das relativ kalte Gas und einem stromabwärts von dem Eintritt (10) angeordneten Gasaustritt (38) ausgerüsteten, das relativ kalte Gas in indirekten Wärmeaustausch mit dem durch die Strömungskanäle (30) strömenden Hochtemperaturgases führenden Mantel (22); durch ein zwischen dem Eintritt (10) für das relativ kalte Gas und der Austrittskammer (34) mit Abstand von der Austrittskammer (3A) und den Strömungskanälen (30) angeordnetes, zwischen sich und der Gasaustrittskammer (34) eine durch den Hochtemperaturgasstrom durch die Strömungskanäle (30) auf eine Temperatur oberhalb der Koij.lensationstemperatur der in dem relativ kalten Gasstrom enthaltenen korrosiven kondensierbaren Bestandteile gehaltene Zone (44) bildendes Leitblech (42).with the gas outlet chamber (3 ^) connecting the High-temperature gas flow from the inlet chamber (26) to the outlet chamber (34) leading to flow channels (30); through one of the flow channels (30) surrounding, with a distance from the gas outlet chamber (34) arranged inlet (10) for the relatively cold gas and one downstream from the inlet (10) arranged gas outlet (38) equipped, the relatively cold gas in indirect heat exchange with that through the flow channels (30) flowing high-temperature gas-carrying jacket (22); through a between the inlet (10) for the relatively cold gas and the outlet chamber (34) at a distance from the outlet chamber (3A) and the flow channels (30) arranged between them and the gas outlet chamber (34) through a the high-temperature gas flow through the flow channels (30) to a temperature above the Koij.lensation temperature in the relatively cold Gas flow contained corrosive condensable constituents held zone (44) forming baffle (42). 12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 9 und 10 zum Verhindern von Kondensation von kondensierbaren korrosiven Bestandteilen in einem relativ kalten Gasstrom von einer ersten Quelle durch Vorwärmung durch einen Hochtemperaturgasstrom von einer zweiten Quelle auf eine erhöhte Temperatur, gekennzeichnet durch eine mit einer ersten Gaseintrittsleitung (10) für das relativ kalte Gas ausgerüsteten Eintrittskammer (26); durch eine mit eip.. r ersten Gasaustrittsleitung (40) für das durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Hoch-12. Heat exchanger according to one of claims 9 and 10 for preventing condensation of condensable corrosive components in a relatively cold gas stream from a first source Preheating by a high temperature gas flow from a second source to an elevated temperature, characterized by one having a first gas inlet line (10) for the relatively cold gas equipped entry chamber (26); through a first gas outlet line (40) for the through indirect heat exchange with the high 4Ü8846/U774Ü8846 / U77 temperaturgasstrom vorgewärmte relativ kalte Gas ausgerüstete Austrittskammer (34); durch mehrere mit Abstand zueinander angeordnete, die Gaseintrittskammer (26) mit der Gasaustrittskammer (34) verbindende, das relativ kalte Gas aus der Eintrittskammer (26) in die Austrittskamrner (34) führende Sifrömungskanäle (30); durch einen die Strömungskanäle (30) umgebenden, mit einer zweiten Gaseintrittsleitung (24) für den Hoc>temperaturgasstrom und einer mit Abstand zu der zweiten Gaseintrittsleitung (24) angeordneten zweiten Gasaustrittsleitung (46), den Hochtemperaturgasstrom in indirekten Wärmeaustausch mit den durch die Strömungskanäle (30) strömenden relativ kalten Gasstrom bringenden Mantel (22); und durch ein zwischen dem zweiten Gaseintritt (24) für den Hochtemperaturgasstrom und der Eintrittskammer (?6) mit Abstand zu der Eintrittskammer Γ26) und den Stromungskanälen (30) angeordnetes, zwischen sich und der Eintrittskammer (26) eine η treh durch eine Bypassleitung (48) geführten Teil des Hochtemperalurgasstromes auf einer Temperatur ( «erhalb der Kondensationstemperatur der korrosiven kondensi !.rbaren Bestandteile des in die Eintritts-Kammer {.'£) und die Strömungskanäle (30) eintretende·, relativ kalten Gasstromes Hochtemperaturzone (44) bildendes Leitblech (42).temperature gas flow preheated relatively cold gas equipped outlet chamber (34); by a plurality of spaced apart, the gas inlet chamber (26) with the gas outlet chamber (34) connecting, the relatively cold gas from the inlet chamber (26) into the outlet chamber (34) leading Sifrömungskanals (30); through a second gas inlet line (24) for the high temperature gas flow and a second gas outlet line (46) arranged at a distance from the second gas inlet line (24), surrounding the flow channels (30), the high temperature gas flow in indirect heat exchange with the flow channels ( 30) flowing, relatively cold gas-flowing jacket (22); and by a between the second gas inlet (24) for the high-temperature gas flow and the inlet chamber (? 6) at a distance from the inlet chamber Γ26) and the flow channels (30), between itself and the inlet chamber (26) a η treh through a bypass line ( 48) conducted part of the high-temperature gas flow at a temperature (outside the condensation temperature of the corrosive, condensable components of the baffle plate (44) forming the high-temperature zone (44) entering the inlet chamber) and the flow channels (30) (42). 4 Ü y ti 4 1O I Ü 7 7 84 Ü y ti 4 1 OI Ü 7 7 8 ISIS LeerseiteBlank page
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