DE1186838B

DE1186838B - Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxyd und/oder Schwefelsaeure durch katalytische Umsetzung schwefeldioxydhaltiger Gase

Info

Publication number: DE1186838B
Application number: DEM57271A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Drechsel; Dipl-Ing Karl-Heinz Doerr; Hugo Grimm
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1963-06-22
Filing date: 1963-06-22
Publication date: 1965-02-11
Also published as: DE1186838C2; GB1058261A; US3525586A; BE639993A; SE317362B; AT257664B; NL298485A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

COIb

Deutsche Kl.: 12 i-17/76

Nummer: 1186 838

Aktenzeichen: M 57271IV a/12 i

Anmeldetag: 22. Juni 1963

Auslegetag: 11. Februar 1965

Die katalytische Oxydation von SO₂ zu SO₃ soll einerseits aus wirtschaftlichen Gründen und andererseits aus Gründen der Vermeidung von Verunreinigungen der Luft mit SO₂ zu möglichst hohen Umsetzungsgraden führen. Weiterhin soll aber dieser geforderte hohe Umsetzungsgrad mit wirtschaftlich tragbaren Mitteln erzielt werden.

Da der Umsetzungsgrad auf Grund des Massenwirkungsgesetzes vom Verhältnis Sauerstoff zu SO₂ abhängig ist, werden im allgemeinen die bei den Röstprozessen anfallenden SO₂-haltigen Gase vor dem Eintritt in den Kontaktofen mit Luft auf etwa 5 bis 7% SO₂ verdünnt. Eine Katalyse mit noch weiter herabgesetztem SO₂-Gehalt oder mit Gasen, die mit einem geringeren" SO₂-Gehalt anfallen, ist nach den bekannten Verfahren auf wirtschaftliche Weise nur begrenzt durchführbar, da dann die Anlagekosten zu hoch werden.

Mit den bekannten Verfahren der Katalyse in Kontaktöfen mit mehreren Kontakthorden und einstufiger Absorption des bei der Katalyse gebildeten SO₃ werden Umsetzungsgrade von etwa 96 bis 98,5% erzielt. Der Restgehalt an SO₂ wird im allgemeinen in die Atmosphäre entlassen.

Zur Erzielung höherer Umsetzungsgrade wurde bekanntlich schon die Absorption des bei der Katalyse gebildeten SO₃ nicht einstufig nach der letzten Kontakthorde, sondern mehrstufig durchgeführt. Die Zwischenabsorption des SO₃ nach der ersten Kontaktstufe verhindert die Einstellung des Gleichgewichtszustandes des Massenwirkungsgesetzes und beeinflußt die Reaktion im Sinne einer günstigen SO₂-Umsetzung in der zweiten Kontaktstufe.

So ist ein Zwischenabsorptionsverfahren bekannt, bei dem von Röstgasen mit 6 bis 7% und höchstens 9%> SO₂-Gehalt ausgegangen wird. Dieses Verfahren wurde aber in der Praxis nicht angewendet, da der apparative Aufwand zu teuer war und die verfahrenstechnischen Schwierigkeiten zur Einhaltung der erforderlichen Wärmebilanz nicht überwunden werden konnten. Es gelang nicht, die Wärmebilanz des Kontaktsystems bei der Behandlung gereinigter und deshalb mit einer Ausgangstemperatur unter 100° C anfallender SO₂-haltiger Gase so einzustellen, daß die bei der Zwischenabsorption verlorengehende Gaswärme im System ohne Zufuhr von Wärme durch äußere Wärmequellen ausgeglichen werden konnte.

Ein nicht zum bekannten Stand der Technik gehörender Vorschlag beschreibt ein Verfahren, das die Vorurteile der Fachwelt gegenüber der zweistufigen Absorption von Gasen mit einem Ausgangsgehalt an SO., von etwa 3 bis 9°/o überwindet.

Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxyd
und/oder Schwefelsäure durch katalytische
Umsetzung schwefeldioxydhaltiger Gase

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,

Frankfurt/M., Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:
Dr. Herbert Drechsel,
Dipl.-Ing. Karl-Heinz Dörr,
Hugo Grimm, Frankfurt/M.

Nach diesem Verfahren wird die Zwischenabsorption bei relativ hohen Temperaturen im Bereich von etwa 170 bis 250° C, vorzugsweise bei etwa 200° C, durchgeführt und das aus der ersten Kontaktstufe austretende Gas vor dem Eintritt in den Zwischenabsorber in einem ersten Zwischenwärmeaustauscher mit den in der Zwischenabsorption von SO₃ befreiten

Gasen und in einem zweiten Zwischenwärmeaustauscher mit den kalten Ausgangsgasen auf etwa die Betriebstemperatur der Zwischenabsorption abgekühlt. Dabei wird der Wärmeaustausch so bemessen, daß im ersten Zwischenwärmeaustauscher den vorkatalysierten Gasen nur so viel Wärme entzogen wird, daß die aus dem Zwischenabsorber kommenden Gase auf die Anspringtemperatur der zweiten Kontaktstufe gebracht werden, und im zweiten Zwischenwärmeaustauscher die vorkatalysierten Gase auf die gewünschte Arbeitstemperatur des Zwischenabsorbers abgekühlt werden. Diese zweistufige Zwischenkühlung vor der Zwischenabsorption ermöglicht es, ein jeweils hohes Temperaturgefälle zwischen den zu kühlenden vorkatalysierten Gasen und den aufzuheizenden Gasen aus der Zwischenabsorption bzw. den Ausgangsgasen einzuhalten, wodurch dieWärmeaustauschflächen in wirtschaftlich kleinen Grenzen gehalten werden können und trotzdem ein wärmeautarkes System für die zweistufige Absorption von Gasen mit niedrigen SO₂-Gehalten gebildet wird.

Dieses Verfahren ermöglicht es weiterhin, bei stark schwankenden und niedrigen SO₂-Gehalten der Ausgangsgase mit der minimalen Wärmeaustauschfläche, d. h. der für die höchsten zu erwartenden SO₂-Gehalten ausgelegten, auszukommen. Sinkt der SO₂-Gehalt der Ausgangsgase unter diesen Wert, so wird die dadurch entstehende Wärmedifferenz vorwiegend durch

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die Verbrennungswärme von Elementarschwefel und zusätzlich zu einem geringeren Teil durch die Oxydationswärme des bei der Verbrennung des Elementarschwefels auftretenden SO₂-Menge gedeckt.

Es ist auch ein Zwischenabsorptionsverfahren bekannt, das 400° C heiße Röstgase mit 10 bis 12% SO₂ als Ausgangsgas für die Katalyse verwendet. Dieses Verfahren kann zwar die Wärmebilanz des Kontaktsystems durch die hohe Eintrittstemperatur der Röstgase ausgleichen, da aber Röstgase mit diesen hohen Temperaturen nicht vom Staubinhalt, vor allem aber vom As-Gehalt und von den Schwefelsäurenebeln befreit werden können, ist eine Verstopfung und eventuelle Vergiftung der Kontaktmasse unvermeidbar. Außerdem fällt eine As-haltige Schwefelsäure an, die für viele Zwecke nicht zu verwenden ist.

Es sind auch Zwischenabsorptionsverfahren bekannt, die nach dem System der Naßkatalyse arbeiten, d.h., die Katalyse geht nicht von gereinigten und getrockneten Röstgasen aus, sondern von Röstgasen, die entweder schon Wasserdampf enthalten oder denen auf verschiedene Weise Wasserdampf zugesetzt wird. Diese naßkatalytischen Verfahren haben aber den Nachteil, daß das gebildete SO₃ aus den feuchten Gasen sehr schwer zu absorbieren ist und daher SO₃-Nebel entweichen, die sich auch mit zusätzlichem apparativen Aufwand nur unvollkommen beseitigen lassen.

Auch Versuche, den Vorumsatz an SO₃ vor der Zwischenabsorption mit 20 bis 40% niedrig zu halten und das gebildete SO₃ mit dünner Schwefelsäure bis zu 93% zu absorbieren und die mitgerissenen Nebel durch Kühlung der Gase und Einleitung in ein Koksfilter zu beseitigen, ergaben kein nebelfreies Gas und verteuerten die Investitionskosten. Weitere Nachteile dieses Verfahrens sind der niedrigere Gesamtumsatz und der teilweise Anfall von 93%iger Schwefelsäure.

Ein weiteres naßkatalytisches Verfahren arbeitet mit einer Wasserdampfzugabe vor oder nach der ersten Kontaktstufe, die so dosiert wird, daß durch Kühlen entsprechend dem umgesetzen SO₃-Gehalt eine 96%ige Schwefelsäure anfällt. Durch eine langsame Abkühlung der Kontaktgase in dem Wärmeaustauscher soll eine Nebelbildung weitgehend vermieden werden. Die großen Nachteile dieses Verfahrens bestehen in dea notwendigen großen und damit sehr teuren Wärmeaustauschflächen und den bei der Kondensation auftretenden Korrosionsproblemen.

Ein anderes bekanntes Verfahren betreibt die Zwischenabsorption mit dünner, z. B. 20%iger Schwefelsäure bei Siedetemperatur. Dabei wird Wasser verdampft und die Säure konzentriert. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen in der diskontinuierlichen Arbeitsweise, da die Absorbersäure bei einem bestimmten Konzentrationsgrad durch dünne Säure ersetzt werden muß, der unvollkommenen SO₃-Absorption der dünnen Säure, die erst bei höheren Konzentrationen verbessert wird, und der damit verbundenen schwankenden SO₂-Beaufschlagung der nachgeschalteten Kontakthorden sowie des Problems der Beseitigung der auftretenden Nebel.

Es ist auch ein Verfahren zur Zwischenabsorption von gereinigten und getrockneten Kiesröstgasen oder SO₂-haltigen Gasen anderer Herkunft mit SO₂-Gehalten von 9 bis 12% bekannt, das die Zufuhr von Wärme durch äußere Heizung unnötig macht und Umsetzunggrade von über 99,5% erzielt. Dieses Verfahren arbeitet in der Weise, daß die gekühlten und gereinigten Ausgangsgase im Wärmeaustausch mit den aus der letzten und der ersten Kontaktstufe, die aus zwei Kontakthorden besteht, austretenden fertig- bzw. vorkatalysierten Gasen auf die Anspringtemperatur der ersten Kontakthorde aufgeheizt werden und in diese eingeleitet werden. Zwischen der ersten und zweiten Kontakthorde erfolgt eine Kühlung der Kontaktgase durch Einblasen von Kaltgas. Die vorkatalysierten Gase der ersten Kontaktstufe werden im Wärmeaustausch mit den Röstgasen auf die Anspringtemperatur der zweiten Kontaktstufe abgekühlt und treten aus dieser Kontaktstufe mit einem Umsetzungsgrad von 80 bis 95% in einen Wärmeaustauscher, wo sie durch die Gase der Zwischenabsorption auf 175 bis 215° C abgekühlt werden. Anschließend erfolgt die Zwischenabsorption des gebildeten SO₃ mit starker Absorbersäure. Die austretenden Gase werden im Wärmeaustausch mit den heißen vorkatalysierten Gasen der zweiten Kontaktstufe auf die Anspringtemperatur der dritten Kontaktstufe aufgeheizt und dem Endumsatz in dieser Stufe zugeführt. Anschließend erfolgt die Absorption des restlichen SO₁ im Endabsorber.

Dieses Verfahren stellt ein in sich geschlossenes wärmeautarkes System dar. In der Gesamtwärmebilanz gesehen tritt jedoch — neben den unvermeidlichen Abstrahlungsverlusten — ein Wärmeverlust bei der Zwischenabsorption ein. Die gesamte Gasmenge der aus der zweiten Kontaktstufe austretenden vorumgesetzten Gase wird im Zwischenabsorber auf etwa 70° C abgekühlt, und die dabei abgeführte Wärmemenge geht in den Säurekreislauf und damit verloren, obwohl der Wärmeinhalt und damit die Temperatur der den Endwärmeaustauscher verlassenden fertigkatalysierten Gase, der sich aus der Summe der Wärmeinhalte der gekühlten Ausgangsgase, der Reaktionswärme, dem Wärmeinhalt der Gase aus der Zwischenabsorption minus der Summe der Abstrahlungsverluste und im Zwischenabsorber abgeführten Wärmemenge zusammengesetzt, ausreicht, um die Ausgangsgase auf die Anspringtemperatur der ersten Kontakthorde aufzuheizen. Auch bei einer Zwischenabsorption, die als Heißabsorption durchgeführt wird, wird eine beträchtliche Wärmemenge in den Säurekreislauf abgeführt und geht damit für das Kontaktsystem verloren.

Es ist weiterhin bekannt, die Zwischenabsorption so zu unterteilen, daß ein Teil des SO₈ mit Hilfe von Oleum und der Rest mit Schwefelsäure absorbiert wird. Auch hier geht die der Temperaturdifferenz der Gase zwischen dem Austritt aus der zweiten Kontaktstufe und dem Austritt aus der Monohydrat-Zwischenabsorption entsprechende Wärmemenge verloren.

Erfindungsgemäß wurde nun überraschend gefunden, daß es möglich ist, das Verfahren der heißen Zwischenabsorption nicht nur wärmeautark zu gestalten, sondern auch noch zusätzlich beträchtliche Wärmemengen für andere Zweck, wie z. B. Dampferzeugung oder Speisewasservorwärmung, zu gewinnen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für Gase mit einem SO₂-Gehalt von etwa 9% bis zur oberen

zulässigen Grenze der zur Katalyse gehenden Gase geeignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, die Zwischenabsorption in einem

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Tauchabsorber durchzuführen und den Wärmeaus- stalten, daß der Überlauf der Absorptionssäure in tausch in einem zweistufigen Zwischenwärmeaus- den Endabsorber erfolgt und daß die Entgasung der tauscher nach der ersten Kontaktstufe so zu gestalten, gesamten Austauschsäure von SO₂ im Zwischendaß die erste Stufe des Zwischenwärmeaustauschers absorber erfolgt. Das bei der Entgasung frei werdende so ausgelegt wird, daß die mit der Arbeitstemperatur 5 SO₂ geht in die zweite Kontaktstufe und wird zu SO_;J der heiß betriebenen Zwischenabsorption von etwa umgesetzt. Die zur Einstellung der geforderten Säure-200° C und von SO₃ befreiten anfallenden Gase in konzentration eventuell benötigte restliche Menge an dieser Wärmeaustauschstufe im Wärmeaustausch mit Verdünnungswasser kann in Form von Wasser in den den vorumgesetzten Gasen, die mit etwa 500° C an- Säurekreislauf, vorzugsweise den Säurekreislauf des fallen, auf die Anspringtemperatur der zweiten Kon- io Endabsorbers, eingeführt werden, taktstufe von etwa 400° C aufgeheizt werden und die Der wesentliche Vorteil dieser Ausgestaltung des

aus der ersten Wärmeaustauschstufe austretenden erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß vorumgesetzten Gase in der zweiten Wärmeaus- eine entgaste Absorptionssäure aus dem Zwischentauschstufe im Wärmeaustausch mit den gereinigten absorber in den Endabsorber läuft und damit ein kalten Ausgangsgasen auf eine Temperatur abgekühlt 15 praktisch vollkommen SO₂-freies Endgas aus dem werden, die so eingestellt ist, daß der Wärmeinhalt Endabsorber austritt, wodurch SO₂-Verluste und der in die Zwischenabsorption eintretenden Gase und Verunreinigungen der Luft vermieden werden, der in der Zwischenabsorption aufgenommene Teil Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Arder Absorptionswärme ausreicht, die Austrittstempe- beitsweise besteht in einem geringeren Verbrauch an ratur der aus der Zwischenabsorption austretenden 20 Kühlwasser für die Kühlung des Säurekreislaufes Gase etwa auf die Arbeitstemperatur des Zwischen- gegenüber den bekannten Verfahren, absorbers zu bringen. Das Verfahren demäß der Erfindung ist an Hand

Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Zwi- der Figuren und Ausführungsbeispiele schematisch schenwärmeaustauschers ergibt gegenüber den be- und beispielsweise näher erläutert, kannten Verfahren den wesentlichen Vorteil, daß 25 Fig. 1 zeigt ein Schemabild für die Anordnung nicht nur der bisher unvermeidliche Wärmeverlust eines Ekonomisers als Wärmeaustauschaggregat für bei der Zwischenabsorption ausgeschaltet wird, son- die fertigkatalysierten Gase der zweiten Kontaktstufe dem zusätzlich mindestens ein Teil der Absorptions- und

wärme der Zwischenabsorption für die Gesamt- Fig. 2 für die zweite Stufe des Zwischenwärme-

wärmebilanz des Kontaktsystems gewonnen wird. 3° austausches nach der ersten Kontaktstufe. Dadurch ist es möglich, den wirtschaftlich nutzbaren

Wärmeinhalt der fertigkatalysierten Gase der zweiten Ausführungsbeispiel 1 (Fig. 1)

Kontaktstufe für andere Zwecke als die Herstellung

der Wärmeautarkie des Kontaktsystems weitgehend Ein mit 9,5 Volumprozent SO₂ anfallendes Röstnutzbar zu machen, da die nach der erfindungsgemä- 35 gas wird in bekannter Weise gekühlt und gereinigt, ßen Ausgestaltung des Wärmeaustausches zur Verfü- Die Kühlung des Röstgases erfolgt auf 45° C. Über gung stehende Wärmemenge zur Deckung der Wärme- die Leitung 1 werden 10 000 Nm³/Stunde Ausgangsbilanz für die Aufheizung der Ausgangsgase auf An- gas in den Trockenturm 2 geführt, über Leitung 3 Springtemperatur der ersten Kontakthorde ausreicht. mit 56 mVStunde 96%iger Trocknersäure von 50° C Die Ausnutzung des Wärmeinhalts der fertigkataly- 40 berieselt und mit einer Temperatur von 60° C über sierten Gase kann überlicherweise, z. B. zur Speise- Leitung 4, Gebläse 5 und Leitung 6 abgeführt. Über wasservorwärmung oder Niederdruckdampferzeu- Leitung 7 werden 9000 Nm^s/Stunde in die zweite gung, erfolgen. Stufe 8 des Zwischenwärmeaustauschers 9, die 48%

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen der gesamten Wärmeaustauschfläche hat, welche für Verfahrens besteht darin, die in der Gesamtbilanz 45 die Regulierung der Temperaturverhältnisse innerüberschüssige Wärmemenge in der zweiten Stufe des halb des Kontaktsystems erforderlich ist, geleitet, Zwischenwärmeaustauschers der die erste Kontakt- dort auf 240° C vorgewärmt und über Leitung 10 abstufe verlassenden vorkatalysierten Gase für andere geführt. Ein Teilstrom von 4200 Nm³/Stunde geht Zwecke auszunutzen und den Wärmeinhalt der fertig- über Leitung 11 in den Wärmeaustauscher 12, der katalysierten Gase für die Aufheizung der kalten 5° 11% der gesamten Wärmeaustauschfläche hat, wird Ausgangsgase zu verwenden Diese Ausgestaltung ist dort auf 450° C aufgeheizt und über Leitung 13 abbesonders dann vorteilhaft, wenn Ausgangsgase mit geführt. Ein weiterer Teilstrom von 4800 NmVStunde schwankenden SO₂-Gehalten zur Verfügung stehen, geht über Leitung 14 in den Wärmeaustauscher 15, weil die Ausführung der zweiten Stufe des Zwischen- der 11% der gesamten Wärmeaustauschfläche hat, Wärmeaustausches als z.B. Speisewasservorwärmer 55 wird ebenfalls auf 450° C aufgeheizt, über Leitung 16 eine Temperatureinstellung der Gase in weiten Gren- abgeführt, in Leitung 17 mit den Gasen aus Leitung zen ohne Änderung der Wärmeaustauschfläche er- 13 vereinigt und in die erste Kontakthorde 18 des möglicht. Hordenkontaktkessels 19 geführt. Die vorkatalysier-

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht z. B. ten Gase verlassen die Kontakthorde 18 über Leitung bei der Abröstung von Pyriten in einem Wirbel- 60 20 mit einer Temperatur von 630° C, werden in der schichtofen und nachfolgender Kontaktkatalyse eine Mischkammer 21 mit 1000 Nm³/Stunde Ausgangsgas, Steigerung der Dampferzeugung von etwa 25% bei das über Leitung 22 eingeführt wird, auf 580⁰C geEinsatz von Speisewasser in den Abhitzekessel, das kühlt und über Leitung 23 in den Wärmeaustauscher mit der in der Wärmebilanz des Kontaktverfahrens 15 geleitet. Dort wird das vorkatalysierte Gas im überschüssigen Wärmemenge vorgewärmt wird. 65 Wärmeaustausch mit den über Leitung 14 eingeführ-

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen ten vorgewärmten Ausgangsgasen auf 480° C abge-Verfahrens besteht darin, den Tauchabsorber der kühlt und über Leitung 24 in die zweite Kontakthorde Zwischenabsorption als Überlaufgefäß so auszuge- 25 geführt. Das weiterkatalysierte Gas wird mit einer

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Temperatur von 550° C über Leitung 26 in den Wärmeaustauscher 12 geleitet, dort im Wärmeaustausch mit den über Leitung 11 eingeführten vorgewärmten Ausgangsgasen auf 460° C abgekühlt und über Leitung 27 in die dritte Horde 28 geführt. Aus der Kontakthorde 28 wird das vorumgesetzte Gas über Leitung 29 in die erste Stufe 30 des Zwischenwärmeaustauschers 9 geleitet, auf 320° C abgekühlt, in die zweite Stufe 8 geführt, dort im Wärmeaustausch mit den über Leitung 7 zugeführten Ausgangsgasen auf 130° C abgekühlt und über Leitung 31 in das Tauchrohr 32 des Zwischenabsorbers 33 geführt. Das von SO₃ weitgehend befreite vorumgesetzte Gas geht in einer Menge von 820 NmVStunde über Leitung 34 in die erste Stufe 30 des Zwischen wärmeaustauschers 9, die 3O^e/o der gesamten Wärmeaustauschfläche hat, wo es im Wärmeaustausch mit den über Leitung 29 zugeführten vorumgesetzten Gasen der ersen Kontaktstufe auf 400° C aufgeheizt und über Leitung 35 in die Kontakthorde 36 der zweiten Kontaktsrufe eingeleitet wird. Über Leitung 37 werden 8680 NmtyStHBde des fertigkatalysierten Gases in den Ekonomiser·^ geführt, auf 130° C abgekühlt, über Leitung 39 ia den Endabsorber 40 eingeleitet, dort mit 90 m⁸/Stunde Absorptionssäure von 70° C, die über Leitung 41 eingeleitet wird, behandelt und über Leitung 42 über Dach gefahren. Die Absorbersäure des Zwischenabsorbers 33 fließt durch das Überieufrohr 43 mit einer Temperatur von 200° C in den Endabsorber 40. Die Säure des Endabsorbers wird durch Wasserzugabe über Leitung 44 auf 98,5 Gewichtsprozent eingestellt, über Leitung 45 und Pumpe 46 abgeführt und im Kühler 47 auf 70° C gekühlt. Über Leitung 48 wird die Produktion abgenommen, und über Leitung 49 wird die Austauschsäure in den Trockner 2 geführt. Aus dem Trockner 2 wird über die Leitung 50 und Pumpe 51 die Trocknersäure abgezogen. Davon geht ein Teilstrom als Austauschsäure über Leitung 52 in den Zwischenabsorber 33 und ein Teilstrom über Kühler 53 zurück in den Trockner als Berieselungssäure.

Ausführungsbeispiel 2 (Fig. 2)

Ein mit 9,5 Volumprozent SO₂ anfallendes Röstgas wird in bekannter Weise gekühlt und gereinigt. Die Kühlung des Röstgases erfolgt auf 45° C. Über die Leitung 1 werden 10 000 NmVStunde Ausgangsgas in den Trockenturm 2 geführt, über Leitung 3 mit 56 mVStunde 96%iger Trocknersäure von 50° C berieselt und mit einer Temperatur von 6O⁰C über Leitung 4, Gebläse 5 und Leitung 6 abgeführt. Über Leitung 7 werden 9000 NmVStunde in den Wärmeaustauscher 8, der 31% der gesamten Wärmeaustauschfläche hat, geleitet, dort auf 240° C vorgewärmt und über Leitung 10 abgeführt. Ein Teilstrom von 2400 NmVStunde geht über Leitung 11 in den Wärmeaustauscher 12, der 14,5% der gesamten Wärmeaustauschfläche hat, wird dort auf 450⁰C aufgeheizt und über Leitung 13 abgeführt. Ein weiterer Teilstrom von 4800 Nm^s/Stunde geht über Leirung 14 in den Wärmeaustauscher 15, der 14,5% der gesamten Wärmeaustauschfläche hat, wird ebenfalls auf 450° C aufgeheizt, über Leitung 16 abgeführt, in Leitung 17 mit den Gasen aus Leitung 13 vereinigt und in die erste Kontakthorde 18 des Hordenkontaktkesseis 19 geführt. Die vorkatalysierten Gase verlassen die Kontakthorde 18 Über Leitung 20 mit einer Temperatur von 630° C, werden in der Mischkammer 21 mit 1000 NmVStunde Ausgangsgas, das über Leitung 22 eingeführt wird, auf 580° C gekühlt und über Leitung 23 in den Wärmeaustauscher 15 geleitet. Dort wird das vorkatalysierte Gas im Wärmeaustausch mit den über Leitung 14 eingeführten vorgewärmten Ausgangsgasen auf 480° C abgekühlt und über Leitung 24 in die zweite Kontakthorde 25 geführt. Das weiterkatalysierte Gas wird mit einer Temperatur von 550° C über Leitung 26 in den Wärmeaustauscher 12 geleitet, dort im Wärmeaustausch mit den über Leitung 11 eingeführten vorgewärmten Ausgangsgasen auf 460⁰C abgekühlt und über Leitung 27 in die dritte Horde 28 geführt. Aus der Kontakthorde 28 wird das vorumgesetzte Gas über Leitung 29 in die erste Stufe 30 des Zwischenwärmeaustauschers 9 geleitet, auf 320° C abgekühlt, in die zweite Stufe 38, welche als Ekonomiser ausgebildet ist, geführt, dort im Wärmeaustausch mit Speisewasser auf 130° C abgekühlt und über Leitung 31 in das Tauchrohr 32 des Zwischenabsorbers 33 geführt. Das von SO₃ weitgehend befreite vorumgesetzte Gas geht in einer Menge von 8720 NmVStunde über Leitung 34 in die erste Stufe 30 des Zwischenwärmeaustauschers 9, die 40% der gesamten Wärmeaustauschfläche hat, wo es im Wärmeaustausch mit den über Leitung 29 zugeführten vorumgesetzten Gasen der ersten Kontaktstufe auf 400° C aufgeheizt und über Leitung 35 in die Kontakthorde 36 der zweiten Kontaktstufe eingeleitet wird, über Leitung 37 werden 8630 NmVStunde des fertigkatalysierten Gases in den Wärmeaustauscher 8 geführt und dort im Wärmeaustausch mit den über Leitung 7 kommenden Gasen auf 230° C abgekühlt, über Leitung 39 in den Endabsorber 40 eingeleitet, dort mit 90 mVStunde Absorptionssäure von 70° C, die über Leitung 41 eingeleitet wird, behandelt und über Leitung 42 über Dach gefahren. Die Absorbersäure des Zwischenabsorbers 33 fließt durch das Überlauf rohr 43 mit einer Temperatur von 200° C in den Endabsorber 40. Die Säure des Endabsorbers wird durch Wasserzugabe über Leitung 44 auf 98,5 Gewichtsprozent eingestellt, über Leitung 45 und Pumpe 46 abgeführt und im Kühler 47 auf 70° C gekühlt. Über Leitung 48 wird die Produktion abgenommen, und über Leitung 49 wird die Austauschsäure in den Trockner 2 geführt. Aus dem Trockner 2 wird über Leitung 50 und Pumpe 51 die Trocknersäure abgezogen. Davon geht ein Teilstrom als Austauschsäure über Leitung 52 in den Zwischenabsorber 33 und ein Teilstrom über Kühler 53 zurück in den Trockner 2 als Berieselungssäure.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur katalytischen Umsetzung SO₂-haltiger Gase mit einem Schwefeldioxydgehalt von mindestens etwa 9% zu SO₃ und/oder Schwefelsäure unter Reinigung und Trocknung der. Gase, heißer Zwischenabsorption des in der ersten Kontaktstufe gebildeten SO₃, Vorwärmung der einzusetzenden SO₂-haltigen Gase im Wärmeaustausch gegen die heißen SO₃-haltigen Gase und Zwischenkühlung der heißen SO₃-haltigen Gase nach den Kontakthorden der ersten Kontaktstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten Kontaktstufe austretenden Gase vor dem Eintritt in die bei 170 bis 250° C, vorzugsweise 200⁰C, betriebene Zwischenabsorp-

tion in einer ersten Zwischenwärmeaustauschstufe im Wärmeaustausch gegen die vom SO₃ befreiten Gase der Zwischenabsorption und anschließend in einer zweiten Wärmeaustauschstufe auf einen Wärmeinhalt abgekühlt werden, der mit der von den Gasen in der Zwischenabsorption aufgenommenen Wärmemenge eine Austrittstemperatur der Gase ergibt, die etwa der Betriebstemperatur der Zwischenabsorption entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch der aus der ersten Kontaktstufe austretenden SO₃-haltigen Gase in der zweiten Zwischenwärmeaustauschstufe im Wärmeaustausch gegen die einzusetzenden, nicht vorgewärmten SO₂-haltigen Gase erfolgt und die aus der zweiten Kontaktstufe austretenden SO₃-haltigen Gase in einem Wärmeaustauscher in Wärmeaustausch gegen ein nicht

in den Kontaktkreislauf eingeführtes Kühlmedium abgekühlt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch in der zweiten Zwischenwärmeaustauschstufe gegen ein nicht in den Kontaktkreislauf eingeführtes Kühlmedium erfolgt und die aus der zweiten Kontaktstufe austretenden Gase in einem Wärmeaustauscher im Wärmeaustausch gegen die einzusetzenden, nicht vorgewärmten SO₂-haltigen Gase abgekühlt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasung der mit SO₂ beladenen Absorbersäure im Zwischenabsorber geschieht.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die entgaste Säure des Zwischenabsorbers durch einen Überlauf in den Endabsorber fließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen