DE1098295B - Verfahren zum Roesten von Pyriten fuer die Schwefelsaeureherstellung - Google Patents

Verfahren zum Roesten von Pyriten fuer die Schwefelsaeureherstellung

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DE1098295B
DE1098295B DEM33223A DEM0033223A DE1098295B DE 1098295 B DE1098295 B DE 1098295B DE M33223 A DEM33223 A DE M33223A DE M0033223 A DEM0033223 A DE M0033223A DE 1098295 B DE1098295 B DE 1098295B
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Germany
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heat
roasting
reaction
sulfuric acid
gases
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DEM33223A
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Ladislav Michalicka
Jiri Drasky
Martin Mayer
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Verfahren zum Rösten von Pyriten für die Schwefelsäureherstellung Die Erfindung bezieht sich auf chemische Vorgänge, bei welchen eine exotherme Reaktion unter gleichzeitigem Verbrauch z. B. von Luft oder anderen Gasen oder Dämpfen, die eine oder mehrere Reaktionskomponenten bilsden, verläuft.
  • Die bei der Reaktion entstehende Wärme wird entweder bei der weiteren Verarbeitung der Reaktionsprodukte verbraucht oder muß aus der Einrichtung entfernt werden.
  • In letzter= Falle erfolgt die Wärmeableitung in verschiedenster Weise. Manchmal kann die Wärme zur Dampferzeugung oder zu anderen Zwecken verwendet werden. In anderen Fällen ist eine solche Ausnutzung nicht möglich, und die Reaktionswärme wird dann meistens mit dem Kühlwasser in den Abfall geleitet.
  • Falls die Reaktionswärme zur Dampferzeugung dient, wird der Dampf entweder zu technologischen Zwecken oder zur Erzeugung von elektrischer Energie in einem Turbogenerator mit einer Kondensationsdampfturbine verwendet. Der Wärmewirkungsgrad einer solchen Einrichtung ist allerdings gewöhnlich nicht allzu hoch, denn meistens wind Dampf von niedrigem Druck erzeugt. In elektrische Energie wird ein verhältnis'mäßi'g geringer Teil der Wärme umgewandelt. Der größere Teil wird im Kondensator ins Kühlwasser abgeführt, dessen Verbrauch dann infolge Einführung der sekundären Erzeugung von elektrischer Energie bedeutend erhöht wird. Außerdem ist die Verwendung von Wasser oder Dampf zum Abkühlen der Reaktionsprodukte unvorteilhaft, denn hei eventuellen Undichtheiten kann das Wasser mit den Reaktionsprodukten aggressive Verbindungen bilden, die eine Korrosion der Einrichtung verursachen.
  • Als Beispiel des bisherigen nicht zufriedenstellenden Zustandes kann die Erzeugung von Schwefelsäure aus armen Pyriten dienen. Das arme Roherz wird zuerst flotiert, das bereicherte Konzentrat getrocknet und in Röstöfen geröstet. Beim Rösten wird eine bedeutende Wärmemenge freigesetzt - z. B. 1200 kcal je Kilogramm Pyrit -, die aus dem Ofen einerseits durch die Röstgase von hoher Temperatur - etwa 800 bis 900° C -, andererseits durch feste Rückstände -Abbrände - und ferner durch Verluste in die Umgebung abgeführt werden. Die Schwefeldioxyd enthaltenden Röstgase werden vor der weiteren Verarbeitung in einem zur Erzeugung von Wasserdampf dienenden Abwärmekessel abgekühlt. Die Abnutzung des Wasserdampfes für technologische Zwecke in der Erzeugung von Schwefelsäure selbst ist nicht möglich. Wenn keine andere geeignete Verbrauchsstelle zur Verfügung steht, bleibt zu dessen Ausnutzung nur die Erzeugung von elektrischer Energie mittels einer Kondensationsturbine übrig, die mit all den oben angeführten Nachteilen behaftet ist. Es sind bereits Anlagen bekanntgeworden, mit denen man den Mängeln des obengenannten Verfahrens, die insbesondere in der Korrosionsgefahr, ungenügender Wärmeausnutzung und großem Kühlwasserverbrauch bestehen, entgegengewirkt hat.
  • Zunächst hat man als Treibmittel für -die Kraftmaschine, die die Abwärme .der Reaktionsgase in kinetische Energie umwandeln soll, einen Stoff benutzt, der selbst als Partner für die im Reaktionsraum zu erzeugende Reaktion in Frage kommt, vorzugsweise Frischluft. Diese Frischluft wurde vorkomprimiert und danach in einem Wärmeaustauschprozeß von den heißen Abgasen des Reaktionsraumes und auch von den festen Rückständen des chemischen Prozesses aufgeheizt und expandierte in einer Turbine, die den Kompressor und mit dem verbleibenden Leistungsüberschuß einen Erzeuger elektrischer Energie antrieb. Die die Turbine verlassende Frischluft wurde dem Reaktionsraum mindestens teilweise zugeführt und nahm als Reaktionspartner an dem chemischen Prozeß teil, wobei ihr restlicher Wärmeinhalt ausgenutzt wurde.
  • Von dem in diesen Anlagen benutzten Prinzip der Abwärmeverwertung exothermer chemischer Reaktionen geht die vorliegende Erfindung aus und hat sich die Aufgabe gestellt, diese bei der Herstellung von Schwefelsäure aus Pyriten schon bekannte A#bwärmeausnutzung weiter zu verbessern, so daß sie insbesondere für die Verarbeitung von armen Pyriten geeignet ist.
  • Bei der Schwefelsäureherstellung erfolgt zunächst im Röstofen die Oxydation des Schwefels zu S02 und anschließend die Oxydation von S 02 zu s03 im Kontaktkessel. Die- Erfindung hat erkannt, daß in Anlagen der oben beschriebenen Gattung die Abwärme in diesem Spezialfall besonders günstig verwertet wird, wenn der Teilbetrag der durch die Abwärme des Reaktionsprozesses aufgeheizten, aus der Turbine abgeführten Frischluft, der für die Teilnahme an der erstgenannten Reaktion.. (S -zu S02) im Reaktor nicht erforderlich :ist, -zur Teilnahme an der zweitgenannten Reaktion S02 zu S03 im Kontaktkessel herangezogen wird.
  • Zum Rösten von Pvriten zur Schwefelsäureerzeugung unter Benutzung der Wärme der Röstgase zur Krafterzeugung mit Hilfe einer Gasturbine, welche mit für 'die Reaktion benötigten und mit Hilfe der heißen Reaktionsgase aufgeheiztem und vorkompri mierten Frischgas betrieben wird, und aus der das Frischgas mindestens teilweise in den Reaktionsraum eingeleitet wird, schlägt die Erfindung daher ein Verfahren vor, bei dem ein Teil der für den Reaktionsrahm nicht benötigten Frischgase aus der Turbine unmittelbar in den Kontaktkessel für die Schwefelsäurefabrikation; in dem -die Oxydation von S02 zu S03 erfolgt, zugeführt wird.
  • Um eine noch günstigere Wärmeausnutzung zu erreichen, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zur Erwärmung des Frischgases zusätzlich der für sich bekannte Wärmeaustausch mit den festen Röstrückständen herangezogen werden.
  • Von den durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten Vorzügen werden im folgenden die wesentlichsten genannt: 1. Verminderung des Luftüberschusses im Röstofen. 2. Erhöhung der Temperatur im Röstofen beim Rösten von armen Pyriten.
  • 3. Verkleinerung der Abmessungen aller Anlagen, welche zwischen dem Röstofen und dem Kontaktkessel vorgesehen sein müssen.
  • 4. Verbesserung des Wirkungsgrades der ganzen Anlage, da die Wärmeverluste bedeutend kleiner gehalten werden können.
  • Weitere Vorzüge betrieblicher Natur werden weiter unten besprochen, nachdem .der Verfahrensablauf an Hand eines in der Zeichnung schaubildlich dargestellten Ausführungsbeispieles einer hierzu verwendbaren Anlage beschrieben worden ist.
  • Der Kompressor 1 liefert die auf einen geeigneten Druck - z. B. 5 ata - komprimierte Luft, die durch den Wäremeaustauscher 2 hindurchtritt und im Erwärmer 3 die aus dem Röstofen 6 austretenden Röstgase bzw. auch Abbrände abkühlt. Die auf eine hohe Temperatur erwärmte Luft expandiert in der Luftturbine 4, wo sie Arbeit verrichtet. Die Turbine 4 treibt den Kompressor 1 an und durch den Leistungsüberschuß den elektrischen Generator 5. Ein Teil der aus der Turbine 4 austretenden Warmluft wird in den Ofen 6 zum Rösten von Pyrit geleitet, während mit dem Rest im Wärmeaustauscher 2 komprimierte Luft vorgewärmt wird. Diese verbleibende Luft wird entweder in die Atmosphäre weitergeleitet oder kann z. B. zum Trocknen, Heizen oder für andere technologische Zwecke verwendet werden. Im Falle der Erzeugünä -von. Schwefelsäure durch das Kontaktverfahren kann die warme Luft aus der Turbine 4 unmittelbar in den nicht gezeichneten Kontaktkessel eingeführt werden.
  • In dem dargestellten Beispiel wird Wasser nur zum Zwischenkühlen :der Luft bei deren Komprimieren verwendet, und zwar im Wärmeaustauscher 7-Kühler. Der Kühlwasserverbrauch ist hier also bedeutend geringer als bei einer Kondensationsdampfturbine, und bei der Verwendung eines nicht gekühlten Kompressors entfällt der Verbrauch überhaupt. Keinesfalls kann hier Wasser mit den Röstgasen in Berührung kommen, mit .denen es eine die Korrosion der Vorrichtung hervorrufende -.-aggressive Verbindung bilden könnte; wie -dies bei den bisherigen Ausführungen der Fall ist.
  • Die Verwendung von vorgewärmter Luft -zum Rösten ist vorteilhaft, da die erforderliche Temperatur im Röstofen 6 z. B. durch Rezirkulation der abgekühlten Röstgase oder durch Verwendung eines ärmeren Pyrits geregelt werden kann, wodurch weitere Ersparnisse bei dessen Vorbehandlung erreicht werden können. Die Kombination einer Gegendruck-Luftturbine mit einem Röstofen gemäß der Erfindung ist insbesondere bei den neueren Ofentypen vorteilhaft, z. B. bei Verflüssigungsöfen oder Schmeelzherdöfen, denn in einem solchen Falle ermöglicht sie eine unmittelbare Verarbeitung von sehr armen Pyriten ohne die Notwendigkeit einer vorherigen Flotation. d. h. unter bedeutend verringerten Erzeugungskosten.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung kann verschiedenartig kombiniert werden. Im gegebenen Falle kann man z. B. das Luftturbinenaggregat 4, 1, 5 an mehrere Öfen 6 anschließen. Dadurch wird eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit und ein gleichmäßigerer Gang der Luftturbine 4 erreicht, wobei die einzelnen Öfen 6 zwecks Reparaturen u. dgl. unabhängig aus dem Betrieb abgestellt werden können.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Rösten von Pyriten für die Schwefelsäureherstellung, bei welchem die Wärme der Röstgase zur Krafterzeugung mit Hilfe einer Gasturbine ausgenutzt wird, welche mit für die Reaktion benötigtem und mit Hilfe der heißen Reaktionsgase aufgeheiztem vorkomprimiertem Frischgas betrieben wird und aus der das Frischgas mindestens teilweise in den Reaktionsraum, in dem die Pyrite geröstet werden, geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der für den Reaktionsraum nicht benötigten Frischgase aus der Turbinc unmittelbar in den Kontaktkessel für die Schwefelsäurefabrikation, in dem die Oxydation von S02 zu S03 erfolgt, zugeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erwärmung des Frischgases zusätzlich der für sich bekannte Wärmeaustausch mit den festen Röstrückständen- herangezogen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 171084; schweizerische Patentschrift Nr. 262 792; »Brennstoff-Wärme-Kraft«, Bd.6, Nr.11 vom November 1954, S. 451.
DEM33223A 1956-03-01 1957-02-14 Verfahren zum Roesten von Pyriten fuer die Schwefelsaeureherstellung Pending DE1098295B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH262792A (de) * 1947-08-20 1949-07-31 Krebs & Co Ag Verfahren zur Ausnützung von Reaktionswärmen für Krafterzeugung.
AT171084B (de) * 1948-12-24 1952-04-25 Herbert Dipl Ing Dr Tech Melan Abwärme-Heißluftturbine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH262792A (de) * 1947-08-20 1949-07-31 Krebs & Co Ag Verfahren zur Ausnützung von Reaktionswärmen für Krafterzeugung.
AT171084B (de) * 1948-12-24 1952-04-25 Herbert Dipl Ing Dr Tech Melan Abwärme-Heißluftturbine

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