Способ получения жидкого сернистого ангидрида из отходящих газов пирометаллургических производств и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к способам получения жидкого сернистого ангидрида и может быть использовано в металлургической и химической промышленности. Целью изобретения является повышение экономичности за счет снижения энергозатрат. Жидкий SO<SB POS="POST">2</SB> получают путем многоступенчатого конденсирования сернистого газа посредством многоступенчатого охлаждения скомпрессированных до 10 - 15 атм газов до минус 65 - 75°С с последовательным понижением их температуры на ступенях соответственно до плюс 47 - 43°С атмосферным воздухом, до 22 - 18°С оборотной водой, до 17 - 13°С за счет вторичной рекуперации холода хвостовых газов, рециркулируемых с последней ступени охлаждения, до минус 27 - 31°С хладоагентом водоаммиачной холодильной машины (ВХМ), работающей за счет использования отведенной тепловой энергии исходных газов, до минус 38 - 42°С за счет первичной рекуперации холода хвостовых газов, рециркулируемых с последней ступени охлаждения, и до минус 55 - 75°С хладоагентом компрессионной холодильной машины (КХМ) со стабилизацией давления на всех ступенях охлаждения, перед сернокислотной осушкой исходных газов осуществляют дополнительную их осушку путем охлаждения до плюс 7 - 9°С при атмосферном давлении. Способ осуществляют в установке, включающей последовательно соединенные котел-утилизатор 1, электрофильтры 2, аппараты 3 мокрой очистки, сушильную башню 4, компрессор 5 и узел 6 конденсирования. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 01 В 17/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о о

Ю

1«О (21) 4303779! 26 (22) 01.09.87 (46) 15.07.91. Бюл. hh 26 (71) Ленинградский институт Гипроникель", Комбинат "Североникель" и Научно-производственное объединение "Техэнергохимпром" (72) В.Г.Селезнев, А.Г.Рябко, А.И.Оружейников, С.И.Быков, В,М.Турецкий, А,Г,Аншиц, Г.П.Ермаков, В.M.Õóäÿков, Б.П.Онищин, }О.Н.Зинде и M.B.Êóäðÿêîâ (53) 661.248 (088.8) (56) АП9ооб В.W. Серная кислота и жидкая двуокись серы, производимые из газов плавильных печей, установленных в Cooper

Cliff, Ontario. — Can Mining and Metallurgical

}3ulietin, 1952, М 3, р. 153 — 155. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА ИЗ ОТХОДЯЩИХ

ГАЗОВ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам получения жидкого сернистого ангидрида и может быть использовано в металлургической и химической промышленности, Целью изобретения является повышение экономичности за счет снижения энергозатрат. Жидкий

SOz получают путем многоступенчатого кон- ..... Ж „1662921 А1 денсирования сернистого газа посредством многоступенчатого охлаждения скомпрессированных до 10-15 атм газов до минус

65-75 С с последовательным понижением их температуры на ступенях соответственно до плюс 47 — 43 С атмосферным воздухом, до

22 — 18 С оборотной водой, до 17 — 13 С за счет вторичной рекуперации холода хвостовых газов, рециркулируемых с последней ступени охлаждения, до минус 27 — 31 С хладагентом водоаммиачной холодильной машины (BXM), работающей за счет использования отведенной тепловой энер гии исходных газов, до минус 38-42 С за счет первичной рекуперации холода хвостовых газов, рециркулируемых с последней ступени охлаждения, и до минус 55 — 75 С хладагентом компрессионной холодильной машины (КХМ) со стабилизацией давления на всех ступенях охлаждения, перед сернокислотной осушкой исходных газов осуществляют дополнительную их осушку путем охлаждения до плюс 7-9 С при атмосферном давлении. Способ осуществляют в установке, включающей последовательно соединенные котел-утилизатор 1, электрофильтры 2, аппараты 3 мокрой очистки, сушильную башню 4, компрессор 5 и узел 6 конденсирования. 2 с.п.ф -лы. 2 ил.

1662921

Изобретение относится к способам получения жидкого сернистого ангидрида и может быть использовано в металлургической, химической и других смежных отраслях промышленности при переработке сернистых газов, Целью изобретения является повышение экономичности за счет снижения энергозатрат, Способ заключается в том, что жидкий

S0z получают путем многоступенчатого конденсирования сернистого газа посредством многоступенчатого охлаждения скомпрессированных до 10-15 атм газов до температуры минус 65 — 75 С с последовательным понижением их температуры на ступенях соответственно до 47 — 43 С атмосферным воздухом, до 22-18ОC оборотной водой, до 17 — 13 С за счет вторичной рекуперации холода хвостовых газов, рециркулируемых с последней ступени охлаждения, до минус 27 — 31 С хладагентом мно оизотермовой абсорбционной водоаммиачной холодильной машины (АВХМ), работающей за счет использования отведенной тепловой энергии исходных газов, до минус 3842 С за счет первичной рекуперации холода хвостовых газов, рециркулируемых с последней ступени охлаждения, и до минус

55 — 75 С хладагентом компрессионной холодильной машины (КХМ) со стабилизацией давления на всех ступенях охлаждения; перед сернокислотной осушкой исходных газов осуществляют дополнительную их осушку путем охлаждения до 7-9 С при атмосферном давлении;

Способ осуществляют в установке, включающей последовательно соединенные котел-утилизатор, электрофильтры, аппараты мокрой очистки, сушильную башню, компрессор и узел конденсирования, который выполнен в виде последовательно соединенных воздухоохлаждаемого теплообменника, водоохлаждаемого теплообмен ника, теплообменника вторичной рекуперации холода хвостовых газов, теплообменников многоизотермовой абсорбционной водоаммиачной холодильной машины (ABXM}, связанной с котлом-утилизатором, теплообменника первичной рекуперации холода хвостовых газов и теплообменника компрессионной холодильной машины (КХМ), на выходе которого установлен регулятор давления, причем выход теплообменника компрессионной холодильной машины соединен с трубным пространством теплообменника первичной рекуперации, который в свою очередь соединен с трубным пространством теплообменника вторичной рекуперации; между последним аппаратом мокрой очистки и сушильной башней установлен теплообменник-конденсатор, подключенный к абсорбционной водоаммиачной холодильной машине.

При этом применяется охлаждение газов до температуры минус 65-75 С с применением хладагента компрессионной холодильной машины, что экономически выгоднее применения любых других хладоносителей (например, жидких азота или воздуха}.

При охлаждении газов ниже минус 75 С существенно возрастают эксплуатационные затраты и затраты на оборудование, так как это связано с кристаллизацией сернистого ангидрида и обмерзанием теплообменников, что приводит к необходимости создания громоздких рекуперационных схем. Если эта температура выше минус

65 С снижается степень извлечения сернистого ангидрида из газов и возрастают экономически вредные выбросы, Компримирование отходящих газов до давления 10 — 15 атм при 65 — 75 С обеспечивает остаточное содержание сернистого ангидрида в газах 0,2 об.,, Дальнейший рост давления не приводит к существенному улучшению экономических и технических показателей, т.е. уменьшение остаточного содержания сернистого ангидрида в газах с

0,2 до 0,1 об.7; влечет за собой увеличение давления с 10 до 500 ата.

Стабилизация давления на всех ступенях охлаждения обеспечивает рабочий режим процесса компримирования при любых концентрациях сернистого ангидрида в газах. При отсутствии стабилизации и в случае высокой концентрации сернистого ангидрида в газах конденсация резко уменьшает объем газов и выводит из режима компрессор, что нарушает технологический режим процесса.

Применение осушки газов путем конденсации влаги при 7 — 9 С с использованием хладагента абсорбционной холодильной машины в условиях ограниченного сернокислотного производства значительно сокращает потребление серной кислоты.

На фиг. 1 изображена установка для осуществления способа получения жидкого сернистого ангидрида; на фиг. 2 — схема отделения конденсирования сернистого ангидрида.

Установка состоит из котла-утилизатора

1, электрофильтра 2, аппаратов 3 мокрой очистки, сушильной башни 4 сернокислотной осушки, компрессора 5 и отделения 6 конденсирования сернистого ангидрида, соединенного с АВХМ 7 и КХМ 8. Кроме того, AEIXM 7 связана с котлом-утилизатором 1.

1662921

Для сброса отработанных газов предусмотрена труба 9, Между последним аппаратом мокрой очистки 3 и сушильной башней 4 может быть установлен теплообменникконденсатор 10, соединенный с АВХМ 7.

Отделение конденсирования сернистого ангидрида (фиг. 2) содержит последовательно соединенные по газу воздухоохлаждаемый теплообменник 11, водоохлаждаемый теплообменник 12, теплообменник 13 вторичной рекуперации холода хвостовых газов, теплообменник 14 многоизотермовой АВХМ 7, теплообменник 15 первичной рекуперации и теплообменник 16 КХМ, на выходе которого установлен рекуператор 17 давления. Выход теплообменника 16 KXM соединен с трубным пространством теплообменника

15 первичной рекуперации, который в свою очередь соединен с трубным пространством теплообменника 13 вторичной рекуперации.

Установка работает следующим образом, Технологический отходящий газ пирометаллургического производства с температурой 900-1300 С и осту пает в котел-утилизатор 1, где осуществляется отбор его тепловой энергии, в результате чего охлаждается до 450 С, при этом отведенная тепловая энергия исходных газов преобразуется в пар, который поступает íà ABXM 7, где энергия пара преобразуется в энергию хладагента ABXM. После котла-утилизатора

1 газ проходит через электрофильтр 2, где происходит предварительное обеспыливание газа, и поступает в последовательно соединенные аппараты 3 мокрой очистки, где газ полностью очищается от пыли и из него удаляются следы серного ангидрида, одновременно температура газа снижается до 45 — 60 С при влажности 10, После отделения мокрой очистки газ осушают. Осушку проводят в сушильной башне 4, где газ обрабатывают 98 -ной серной кислотой. Высушенный газ компримируют с помощью компрессора 5, затем сжатый газ поступает в отделение 6 конденсирования сернистого ангидрида, где происходит его многоступенчатое охлаждение (фиг. 2) в последовательно соединенных воздухоохлаждаемом теплообменнике 11, водоохлаждаемом теплообменнике 12, теплообменнике 13 вторичной рекуперации холода, в которых начинается процесс конденсации сернистого ангидрида, если его содержание в технологическом газе более 28,2 .

В теплообменниках 14 многоизотермовой ABXM 7 технологический газ охлаждается вначале хладагентом с изотермой минус 5 С до 10 С с конденсацией сернистого ангидрида до остаточного содержания его 15,9, затем хладагентом с изотермой минус 25 С, где газ охлаждается до темпе5 ратуры минус 20 С с конденсацией сернистого ангидрида до остаточного содержания

6,5 хладагентом с изотермой минус 34 С, температура газа снижается до температуры минус 29 С с конденсацией сернистого

10 ангидрида до остаточного содержания 4,0, .

Дальнейшее охлаждение технологического

55 газа происходит в теплообменнике 15 первичной рекуперации хвостовыми газами, возвращающимися из теплообменника 16

KXM 8. Здесь остаточное содержание сернистого ангидрида в газах снижается до 2,2 .

Окончательное охлаждение газа происходит в теплообменнике 16 KXM 9, где остаточное содержание сернистого ангидрида в газе достигает 0,2 .

Регулятор 17 давления, установленный на выходе теплообменника 16 КХМ 9 обеспечивает стабилизацию необходимого для ведения процесса конденсации давления в пределах 10 — 15 ата, и поддерживает технологический режим работы компрессора 5, Отработанные хвостовые газы направляют на рекуперацию холода, после чего их сбрасывают через трубу 9 в атмосферу. В случае необходимости снижения расхода сушильной серной кислоты, между последним аппаратом 3 мокрой очистки и сушильной башней 4 вводят теплообменник-конденсатор 10, охлаждаемый хладагентом ABXM 7 с температурой минус 5 С, Отходящий газ агрегата автономной плавки пирометаллургического производства в количестве 20000 нм /ч с температурой з

1200 С содержит около 20 сернистого ангидрида (SOJz). Для выделения из него S02 их охлаждают в котле-утилизаторе до 450 С, затем очищают от. пыли в электрофильтрах.

Далее газ подают в аппараты мокрой газоочистки, откуда он выходит с температурой

45 С и влажностью 10 . Затем осуществляют осушку газа 98 -ной серной кислотой в сушильной башне, где влажность его снижается до 5 10, Расход серной кислоты со-5 <> ставляет 3,2 кг/нм Он может быть снижен, з. если до cGpHQKllcfloTHQA осушки газ высушить в теплообменнике-конденсаторе при

0 С, при этом влажность газа снижается до

0,6, а досушку в этом случае производят в сушильной башне. Осушенный газ компримируют в компрессоре типа К-345-92-1, при этом его температура растет до 150 С, Процесс конденсирования SOz осуществляют посредством многоступенчатого охлаждения. Счачала газ подают в воэдухоохлаждаемый теплообменник, где его тем1бб2921 пература уменьшается до 45 С, затем в водоохлаждаемом теплообменнике она падает до 20ОС, Далее газ поступаег в теплообменник вторичной рекуперации холода хвостовых газов, что позволяет сни, зить температуру газа до 15 С, При

,концентрации 502 в газе выше 32 на этой стадии охлаждения начинается его конден, сация. Так, конденсации на этой стадии ох лаждения не происхоцит, так как концентрация SOz в газе составляет 21,3о, Далее газ поступает s многоиэотермовые теплообменники ABXM. В теплообменнике с изотермой минус 5 С его гемпература падает до 0 С, начинается конденсация SO, остаточное содержание которого в газе снйжается до 15,9 . В теплообменнике с изо, T8pp»"îé минус 25 С газ охлаждается до температуры >«инус 20 С, продолжается

; концентрация SOz и в газе его остается

,6.5 . В теплообменнике изотермы минус, 34 С газ охлаждается до температуры ми нус 29 С и в результате конденсации его

,рстаточное содержание 502 в газе 4%. В теплообменнике первичной рекуперации холода газ охлаждается до температуры ми. гг 40 С и в нем остается 2,2, В последнем теплообменнике, охлаждаемом хладагентом КХМ, газ охлаждается до температуры минус 70 С, остаточное содержание SOz в газе 0 2 . При изменении конечной температуры газа степень извлечения SO2 меняется незначительно, при

65 С степень извлечения составляет 99,2, при 75 С вЂ” 99,8, Хвостовой газ, выходящий из K)от в атмосферу.

Использование предлагаемого способа получения сернистого ангидрида и устройства для его осуществления позволяет повысить экономичность процесса на 40 — 50 за счет снижения энергозатрат на конденсирование сернистого ангидрида с 0,5 до 0,2 кВт/нм, повысить степень извлечения SOz

«з газа до 99,8;! .

Формула изобретения

1. Способ получения жидкого сернистого ангидрида из отходящих газов пирометал5

50 лургических производств, включающий охлаждение их, пылеочистку, осушку серной кислотой, компримирование с последующим ступенчатым конденсированием сернистого ангидрида при охлаждении газов, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет снижения энергозатрат, компримированием осушенных газов ведут до 10-15 атм, а ступенчатое конденсирование сернистого ангидрида — путем последовательного охлаждения до 47 — 43 С воздухом, до 22 — 18 С оборотной водой, до 17 — 13 С за счет вторичной рекуперации холода хвостовых газов, рециркулируемых с последней ступени охлаждения, до минус 27-31ОС хладагентом водоаммиачной холодильной машины, до минус 38 — 42 С за счет первичной рекуперации холода хвостовых газов и до минус 65—

75 С хл ада гентом ком и рессион ной холодильной машины со стабилизацией давления на всех ступенях охлаждения.

2. Установка для осуществления способа получения жидкого сернистого ангидрида из отходящих газов пирометаллургических производств, включающая последовательно соединенные котел-утилизатор, электрофильтры, аппараты мокрой очистки, сушильную башню, компрессор и узел конденсирования сернистого ангидрида, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности за счет снижения энергозатрат, узел конденсирования сернистого ангидрида выполнен в виде последовательно соединенных по газу воздухоохлаждаемого теплообменника, водоохлаждаемого теплообменника, теплообменника вторичной рекуперации холода хвостовых газов, теплообменников многоизотермовой абсорбционной водоаммиачной холодильной машины, связанной с котлом-утилизатором, теплообменника первичной рекуперации холода хвостовых газов и теплообменника компрессионной холодильной машины, на выходе которого установлен регулятор давления, причем выход теплообменника компрессионной холодильной машины соединен с трубным пространством теплообменника первичной рекуперации, которое соединено с трубным пространством теплообменника вторичной рекуперации.

1662921

Составитель М.Терентьев

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 2232 Тираж 313 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101