Perfectionnements à la fabrication d'acide sulfurique ou d'oléum.
La présente invention se rapporte à la fabrication
d'acide sulfurique ou d'oléum par le procédé de contact et
concerne particulièrement la. production d'anhydride sulfurique
en deux phases, à savoir l'oxydation du soufre dans l'air en anhydride sulfureux suivie de la conversion catalytique de l'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique.
Elle a pour objet un procédé dans lequel la récupération de chaleur est plus efficace et la conversion catalytique de l'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique est plus
simple et plus pratique que jusqu'à présent.
Dans la. production d'anhydride sulfureux par oxydation du soufre dans l'air, on produit habituellement du gaz
ne contenant pas plus de 10% d'anhydride sulfureux parce que
pour un pourcentage plus élevé, la température des gaz chauds
produits est trop élevée pour la maçonnerie de la chambre de <EMI ID=1.1>
menter la proportion d'anhydride sulfureux dans le gaz obtenu il serait possible d'améliorer la récupération de chaleur.
Or, on a constaté qu'on peut brûler du soufre dans une chambre de combustion à soufre en produisant un gaz contenant jusqu' à 14% d'anhydride sulfureux sans que la température s'élève à plus de 1000[deg.]C. Ceci peut être réalisé en diluant l'air d'alimentation avec le gaz contenant 14% d'anhydride sulfureux de manière que le mélange entrant dans la chambre de combustion contienne par exemple 6% d'anhydride sulfureux. Ce mélange d'air d'alimentation et de gaz de dilution est de préférence à une température de 350[deg.]0 .environ. Ce gaz de dilution peut être dérivé du courant principal de gaz de sortie contenant 14% d'anhydride sulfureux après que celui-ci a été refroidi par échange de chaleur.
De cette manière le gaz sortant de la chambre de combustion peut être maintenu à 1000[deg.]C par exemple, alors qu'il atteindrait 1600[deg.]C avec de l'air préchauffé non dilué.
Au cours de la conversion catalytique de l'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique il se dégage une grande quantité de chaleur et un procédé bien connu consiste à refroidir le gaz contenant l'anhydride sulfurique de manière à maintenir dans le convertisseur une température favorisant une conversion .optimum. On a trouvé à présent qu'une manière particulièrement efficace de réaliser ce refroidissement consiste
à injecter des quantités convenables d'air froid dans le convertisseur entre les couches de catalyseur, au cours de la conversion.
Suivant la présente invention le procédé de produc- tion d'acide sulfurique ou d'oléum par contact comprend les phases suivantes : on convertit du soufre fondu en un gaz contenant jusqu'à 14% d'anhydride sulfureux à une température
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requises d'un mélange d'air et d'une partie refroidie dudit gaz, qui rentre ainsi dans le cycle, sur ledit soufre fondu
en combustion; on refroidit le courant principal dudit gaz
et on fait passer ce courant de gaz refroidi dans un convertisseur contenant un catalyseur de la conversion d'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique; on mélange ensuite dans
le convertisseur le gaz chaud ainsi obtenu contenant l'anhydride sulfurique à une quantité d'air froid telle que la température dans le convertisseur est maintenue à un niveau optimum pour la conversion d'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, on fait brûler du soufre fondu dans un brûleur du type Prentice avec une quantité d'air sec préchauffé à 350[deg.]C de manière
à obtenir, après un certain temps d'oxydation, un gaz contenant 14% d'anhydride sulfureux. Afin d'éviter la détérioration du brûleur, l'air d'alimentation est dilué avec du gaz pouvant
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nu en faisant passer le gaz du brûleur Prentice vers une chaudière à récupération de chaleur et en faisant passer une partie des gaz sortant de cette chaudière par un économiseur, au moyen d'un ventilateur à gaz chauds, afin d'amener cette par-
<EMI ID=4.1>
350[deg.]C est dilué avec cette partie refroidie des gaz de sortie à 350[deg.]C et c'est ce mélange qu'on fait passer dans le brûleur.
Pentrice. Une partie des gaz sortant du brûleur repasse donc continuellement dans le cycle. Après un certain temps d'oxy-
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anhydride sulfureux de 14%. Le gaz de brûleur .entre. donc dans la chaudière à récupération de chaleur à 1000[deg.]C ou à peu près.
La température du gaz à la sortie de cette chaudière est de
<EMI ID=6.1> la chaudière passe par un filtre qui abaisse la température à
450[deg.]C environ. Le gaz, à cette température ou à peu près est dirigé alors sur un convertisseur unique élevé, muni de plu-
<EMI ID=7.1>
dride sulfureux en anhydride sulfurique. On souffle de l'air froid sec entre ces plateaux. La quantité d'air introduite est destinée à maintenir la température à un niveau optimum pour la conversion de l'anhydride sulfureux. Cette température doit être déterminée expérimentalement. Elle peut se situer aux environs de 450[deg.]C. Dans les meilleures conditions de conversion le gaz à la sortie du convertisseur peut contenir 7% d'anhydride sulfurique. Il est essentiel que l'air froid entrant entre les plateaux du convertisseur soit mélangé intime-
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hydride sulfurique alors refroidi à une température convenable pour 1''absorption par échange de chaleur et on utilise avantageusement la chaleur dégagée pour préchauffer l'air à introduire dans le brûleur à soufre et préchauffer l'eau avant de la faire entrer dans la susdite chaudière à récupération de chaleur.
A titre d'exemple, si les conditions qui suivent sont observées - à savoir qu'on alimente le brûleur Prentice en sou-
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que la concentration maximum d'anhydride sulfureux dans le gaz de sortie de la chambre de combustion est égale à 14%; que la température maximum du gaz à la sortie de la chambre de combustion est égale à 1000[deg.]C; que la température à l'entrée du convertisseur est de 450[deg.]C environ; que la température à la sortie du convertisseur est également de 450[deg.]C environ; que le refroidissement dans le convertisseur s'effectue par dilution avec
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<EMI ID=11.1> de vapeur à la sortie de la chaudière à récupération de chaleur est de 180 livres par pouce carré (12,6 kg/cm<2>); que l'eau dans la chaudière à récupération de chaleur a subi un chauffage préliminaire en passant par un économiseur dans lequel se refroidissent les gaz-sortant du convertisseur; dans ces conditions, et en tenant compte des pertes de chaleur, on doit pouvoir produire de la vapeur à raison de
6,900 livres par heure (3125,7 kg/h).
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de fabrication d'acide sulfurique ou d'oléum par le procédé de contact, caractérisé en ce que l'on convertit du soufre fondu en un gaz contenant jusqu'à 14% d'anhydride sulfureux à une température inférieure ou égale à
1000[deg.]C en faisant passer en proportions convenables un mélange d'air et d'une partie refroidie.dudit gaz sur le soufre fondu en combustion, on refroidit le courant principal de gaz, on fait passer le gaz refroidi dans un convertisseur contenant un catalyseur de la conversion d'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique et on mélange dans le convertisseur du gaz chaud ainsi obtenu contenant l'anhydride sulfurique à une quantité d'air froid telle que la température' est maintenue dans le convertisseur à un niveau optimum pour la conversion d'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique.
Improvements in the manufacture of sulfuric acid or oleum.
The present invention relates to the manufacture
sulfuric acid or oleum by the contact process and
particularly concerns the. sulfur trioxide production
in two phases, namely the oxidation of sulfur in air to sulfur dioxide followed by the catalytic conversion of sulfur dioxide to sulfur dioxide.
It relates to a process in which the heat recovery is more efficient and the catalytic conversion of sulfur dioxide into sulfur dioxide is higher.
simple and more practical than so far.
In the. production of sulfur dioxide by oxidation of sulfur in air, gas is usually produced
not containing more than 10% sulfur dioxide because
for a higher percentage, the temperature of the hot gases
products is too high for the masonry of the chamber of <EMI ID = 1.1>
If the proportion of sulfur dioxide in the gas obtained, it would be possible to improve heat recovery.
However, it has been found that sulfur can be burned in a sulfur combustion chamber by producing a gas containing up to 14% sulfur dioxide without the temperature rising to more than 1000 [deg.] C. This can be achieved by diluting the feed air with the gas containing 14% sulfur dioxide so that the mixture entering the combustion chamber contains for example 6% sulfur dioxide. This mixture of feed air and dilution gas is preferably at a temperature of about 350 [deg.] 0. This dilution gas can be derived from the main stream of outlet gas containing 14% sulfur dioxide after this has been cooled by heat exchange.
In this way the gas leaving the combustion chamber can be kept at 1000 [deg.] C for example, while it would reach 1600 [deg.] C with undiluted preheated air.
During the catalytic conversion of sulfur dioxide into sulfur trioxide, a large amount of heat is given off and a well-known process consists in cooling the gas containing sulfur trioxide so as to maintain a temperature in the converter which promotes conversion. optimum. It has now been found that a particularly efficient way of achieving this cooling is
injecting suitable amounts of cold air into the converter between the catalyst layers during the conversion.
According to the present invention the process for the production of sulfuric acid or oleum by contact comprises the following stages: converting molten sulfur into a gas containing up to 14% sulfur dioxide at a temperature
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required of a mixture of air and a cooled part of said gas, which thus enters the cycle, on said molten sulfur
in combustion; the main stream of said gas is cooled
and passing this cooled gas stream through a converter containing a catalyst for the conversion of sulfur dioxide to sulfur dioxide; we then mix in
converting the hot gas thus obtained containing sulfur trioxide to a quantity of cold air such that the temperature in the converter is maintained at an optimum level for the conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide.
According to one embodiment of the invention, molten sulfur is burnt in a burner of the Prentice type with a quantity of dry air preheated to 350 [deg.] C so
to obtain, after a certain time of oxidation, a gas containing 14% sulfur dioxide. To prevent damage to the burner, the supply air is diluted with gas which can
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naked by passing the gas from the Prentice burner to a heat recovery boiler and by passing part of the gases leaving this boiler through an economizer, by means of a hot gas fan, in order to bring this par-
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350 [deg.] C is diluted with this cooled part of the outlet gases to 350 [deg.] C and it is this mixture that is passed through the burner.
Pentrice. Part of the gas leaving the burner therefore continuously passes through the cycle. After some time of oxy-
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14% sulfur dioxide. The burner gas enters. therefore in the heat recovery boiler at 1000 [deg.] C or so.
The gas temperature at the outlet of this boiler is
<EMI ID = 6.1> the boiler passes through a filter which lowers the temperature to
450 [deg.] C approximately. The gas, at this temperature or so, is then directed to a single high converter, fitted with several
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sulfur dioxide to sulfur dioxide. Cold dry air is blown between these plateaus. The quantity of air introduced is intended to maintain the temperature at an optimum level for the conversion of sulfur dioxide. This temperature must be determined experimentally. It can be around 450 [deg.] C. Under the best conversion conditions, the gas at the outlet of the converter may contain 7% sulfur trioxide. It is essential that the cold air entering between the converter plates is intimately mixed-
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Sulfuric hydride then cooled to a temperature suitable for absorption by heat exchange and the heat released is advantageously used to preheat the air to be introduced into the sulfur burner and to preheat the water before entering it into the aforesaid boiler with heat recovery.
For example, if the following conditions are observed - namely that the Prentice burner is supplied with
<EMI ID = 9.1>
that the maximum concentration of sulfur dioxide in the exhaust gas from the combustion chamber is equal to 14%; that the maximum temperature of the gas at the outlet of the combustion chamber is equal to 1000 [deg.] C; that the temperature at the inlet of the converter is approximately 450 [deg.] C; that the temperature at the outlet of the converter is also about 450 [deg.] C; that the cooling in the converter takes place by dilution with
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<EMI ID = 11.1> of steam leaving the heat recovery boiler is 180 pounds per square inch (12.6 kg / cm <2>); that the water in the heat recovery boiler has undergone a preliminary heating passing through an economizer in which the gases leaving the converter are cooled; under these conditions, and taking into account the heat losses, it must be possible to produce steam at the rate of
6,900 pounds per hour (3125.7 kg / h).
CLAIMS.
1.- Process for manufacturing sulfuric acid or oleum by the contact process, characterized in that molten sulfur is converted into a gas containing up to 14% sulfur dioxide at a temperature below or equal at
1000 [deg.] C by passing in suitable proportions a mixture of air and a cooled part. Said gas over the molten sulfur in combustion, the main stream of gas is cooled, the cooled gas is passed through a converter containing a catalyst for the conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide and the hot gas thus obtained containing sulfur trioxide is mixed in the converter with a quantity of cold air such that the temperature is maintained in the converter at an optimum level for the conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide.