DE1113213B

DE1113213B - Verfahren zur ausschliesslich indirekten Kuehlung von Schwefel- oder Schwefelwasserstoff-Verbrennungsgasen in Waermeaustauschern

Info

Publication number: DE1113213B
Application number: DEM36074A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Drechsel; Dipl-Ing Hans-Wolfga Szubinski; Dipl-Ing Dieter Wanner
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1957-12-05
Filing date: 1957-12-05
Publication date: 1961-08-31

Description

Verfahren zur ausschließlich indirekten Kühlung von Schwefel-oder Schwefelwasserstoff-Verbrennungsgasen in Wärmeaustauschern Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur ausschließlich indirekten Kühlung von Schwefel- oder Schwefelwasserstoff-Verbrennungsgasen in Wärmeaustauschern. Die indirekte Kühlung von S 02 haltigen Gasen erfolgte bisher in starkwandigen Bleirohrkühlem mit Rohrdurchmessern von 100 bis 200 mm, Rohrlängen zwischen 5 und 10 m und Gasgeschwindigkeiten unter 10 m/sec, bezogen auf die mittlere Temperatur zwischen Ein- und Austritt, weil man trotz der Rohgasentstaubung auf die Dauer mit starken Verschmutzungen der Rohre, also Querschnittsverengungen rechnen muß, die bei hoher Gasgeschwindigkeit einen unzulässig hohen Druckverlust zur Folge haben.
Solche Kühler müssen in regelmäßigen Abständen mit Wasser ausgespritzt werden, um Schmutzansätze zu entfernen, bedürfen aber sonst im laufenden Betrieb keinerlei Überwachung. Wegen der großen Bleimengen, die zur Herstellung der Gaskühler mit ihren großen Kühlflächen und großen Wandstärken gebraucht werden, sind sie in der Anschaffung teuer. Sie haben ferner den Nachteil, daß sie - da Schwefel-oder Schwefelwasserstoff-Verbrennungsgase immer etwas SO, enthalten - durch die kondensierende, hochkonzentrierte Schwefelsäure stark angegriffen werden und daher keine lange Lebensdauer besitzen.
Dieser Nachteil wird bei einem anderen indirekten Kühlverfahren vermieden, bei dem man das Gas durch einen mehrere hundert Meter langen Bleikanal leitet, der zum Schutz des Bleis mit einer dünnen Schicht säurefester Steine ausgemauert und nur von der Außenluft gekühlt wird. Solche Kühlkanäle sind aber noch teurer als die vorerwähnten Bleirohrkühler.
Wegen der hohen Anschaffungs- bzw. Reparaturkosten sind diese indirekt wirkenden Kühlverfahren in den letzten Jahrzehnten von den Waschverfahren oder vom kombinierten Verfahren mit Waschung und anschließender indirekter Kühlung des wasserdampfgesättigten Gases verdrängt worden.
Die vorliegende Erfindung greift das inzwischen verlassene indirekte Kühlverfahren von neuem auf, um es in technisch und wirtschaftlich vollkommenerer Weise als bisher anzuwenden. Nach der Erfindung erfolgt eine anschließend indirekte Kühlung von Gasen aus der Schwefel- oder Schwefelwasserstoffverbrennung in zwei Kühlstufen, wobei in der ersten Kühlstufe bei in den Rohren über 10 m/sec liegenden Gasgeschwindigkeiten Graphitrohre mit lichtem Durchmesser bis etwa 50 mm und einer Länge, die mindestens das Fünfzigfache des Rohrdurchmessers beträgt, und in der zweiten Kühlstufe im Bereich unter etwa 100° C Bleirohrkühler verwendet werden mit der Maßgabe, daß bei Verwendung von Schwefelverbrennungsgasen vor der Kühlung die Gase bis auf einen restlichen Staubgehalt in der Größenordnung von 10 mg/Nm3 entstaubt werden.
Graphitrohre zur Kühlung von stark korrodierenden Gasen, insbesondere von feuchtem Schwefeldioxyd, zu verwenden ist bekannt. Da die nach der Erfindung zu kühlenden Verbrennungsgase erfahrungsgemäß zeitweise jedoch noch feinen sublimierten Schwefel enthalten, war ihre Verwendung für diese Verbrennungsgase wegen der zu erwartenden feinen Ansätze von Schwefel an den mehr oder weniger rauhen Innenwandungen allgemein abzulehnen. Es war daher überraschend, daß mit der Erhöhung der Gasgeschwindigkeit in den Rohren über 10 m/sec die Graphitrohre im praktischen Betrieb frei von Ablagerungen bleiben und dadurch wieder mit bisher nicht für möglich gehaltenen kleinen Rohrdurchmessern bis etwa 50 mm gekühlt werden kann. Der Fortschritt,, der mit der zweistufigen Kühleranordnung nach der Erfindung erzielt wird, liegt daher in den erheblich niedrigeren Anschaffungskosten im niedrigeren Platzbedarf (kleine Kühleroberfläche) und in den niedrigeren Betriebskosten, da der Energieverbrauch für Umwälzpumpen für Waschtürme eingespart wird.
Bei der Führung der gegebenenfalls auf »Maschinenreinheit«, das sind 10 mg/Nm3, vorgereinigten Gase durch die Graphitrohre werden für -eine Abkühlung von etwa 300 auf etwa 100° C Rohre von einer Länge gebraucht, die das Siebzig- bis Hundertfache des inneren Rohrdurchmessers beträgt, wenn man mittlere Gasgeschwindigkeiten von mehr als 10 m/sec voraussetzt. Die Tatsache, daß heute . Graphitrohre bis zu 3 m Länge und mehr hergestellt werden können, eröffnet nun die Möglichkeit, solche Rohre mit lichten Durchmessern- bis über 40 mm zu verwenden, deren Sautierhaltung bei entsprechender Entstaubung der Gase überraschenderweise gewährleistet ist.

Claims

P::TENTANSPRUCH: Verfahren zur ausschließlich indirekten Kühlung von Gasen aus der Schwefel- oder Schwefelwasserstoffverbrennungin Wärmeaustauschern, da-durch gekennzeichnet, daß die Kühlung in zwei Kühlstufen durchgeführt wird, wobei in der ersten Kühlstufe bei in den Rohren über 10 m/sec liegenden Gasgeschwindigkeiten Graphitrohre mit . lichtem Durchmesser bis etwa 50 mm und einer Länge, die mindestens das Fünfzigfache des Rohrdurchmessers beträgt, und in der zweiten Kühlstufe im Bereich unter etwa 100° C Bleirohrkühler verwendet werden mit der Maßgabe, daß bei Verwendung von Schwefelverbrennungsgasen vor der Kühlung die Gase bis auf einen restlichen Staubgehalt in der Größenordnung von 10 mg/Nm3 entstaubt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 835 612, 843 420; »Die chemisch-technische Industrie« 1957, S.240 und 241.