DE1933460B2

DE1933460B2 - Vorrichtung zur zwischenabsorption und zum waermeaustausch bei der katalytischen umsetzung so tief 2-haltiger gase unter erzeugung von schwefelsaeure

Info

Publication number: DE1933460B2
Application number: DE19691933460
Authority: DE
Inventors: Rolf 4102 Homberg Dorr Karl Heinz Dipl Ing 6500 Mainz Grimm Hugo 6000 Frankfurt Kola
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1969-07-02
Publication date: 1973-04-19
Also published as: RO61054A; ES380437A1; DE1933460C3; AT301580B; BE752786A; FR2049790A5; FI54907C; SE367386B; FI54907B; DE1933460A1; ZA703414B; GB1308700A; CH537875A; NL7009780A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zwischenabsorption und zum Wärmeaustausch bei der katalytischen Umsetzung SO₂-haltiger Gase unter Erzeugung von Schwefelsäure, bestehend aus einem Wärmeaustauscher zum indirekten Wärmeaustausch zwischen heißen vorkatalysierten Gasen und kälteren aus einem Zwischenabsorber austretenden Gasen, einem Zwischenabsorber mit einer Gasleitung zwischen Austritt des Wärmeaustauschers für die abgekühlten vorkatalysierten Gase und Eintritt des Zwischenabsorbers, und einer Verbindungsleitung zwischen Austritt des Zwischenabsorbers und Eintritt des Wärmeaustauschers für die Abgase des Zwischenabsorbers.

Bei der Absorption von SO₃-haltigen Gasen mittels Schwefelsäure enthalten die aus dem Absorber austretenden Gase Schwefelsäure-Nebel. Der Gehalt der Abgase an Schwefelsäure-Nebel steigt mit steigender Arbeitstemperatur der Absorber. Diese Nebel führen schon bei sehr geringer Temperaturerniedrigung der Abgase zu Kondensatbildung in den nachgeschalteten Rohrleitungen, Armaturen und Eintrittsstellen von Aufheizvorrichtungen. Infolge ihrer Aggressivität führen die Kondensate eine schnelle Zerstörung dieser Teile, die meistens aus Stahl hergestellt sind, herbei. Diese Kondensatbildung tritt insbesondere bei den Verfahren auf, die mit einer Zwischenabsorption des in einer ersten Kontaktstufe gebildeten SO₃ und Weiterkatalyse des absorbierten Gases in weiteren Kontaktstufen arbeiten. Da bei diesen Verfahren angestrebt wird, die Zwischenabsorption zur Verringerung der Wärmeverluste und Verkleinerung der Aufheizvorrichtungen als Heißabsorption zu betreiben, verstärken sich die Kondensationsprobleme noch.

Bisher wurden die Leitungen von Kontaktanlagen zur Verhinderung der Abkühlung der sie durchströmenden Gase isoliert. Es gelang jedoch trotz sehr dicker Isoliermassen nicht, die Wärmeabstrahlung vollständig zu verhindern. Da schon geringe Abkühlungen der Gase an der Rohrwand zur Kondensatbildung führen, war eine verhältnismäßig schnelle Zerstörung nicht zu vermeiden.

Weiterhin ist es bekannt, in die Verbindungsleitung zwischen Zwischenabsorber und Wärmeaustauscher Filter zu schalten, um die Schwefelsäure-Nebel ίο aus den Abgasen des Zwischenabsorbers zu entfernen (britische Patentschrift 226 518, deutsche Patentschrift 442 036, deutsche Offenlegungschriften

1 467 007, 1 467 008, 1 467 010, 1 567 403, USA.-Patentschriften 1 789 460, 3 142 536). Auch wenn nach der ersten Umsetzungsstufe eine Zwischenkondensation vorgenommen wird, werden ein Filter und eine Trocknungsstufe vor der zweiten Umsetzungsstufe zwischengeschaltet (USA.-Patentschrift

2 471072). Auch die Verwendung von Filtern verhindert — selbst in Verbindung einer guten Isolation der Verbindungsleitung — nicht vollständig die Kondensatbildung.

Aus den USA.-Patentschriften 1 896 287 und 2 019 893 ist es bekannt, die gebildeten Schwefelsäure-Nebel zu kondensieren bzw. deren Bildung zu vermeiden. Eine Anwendung dieser Verfahren auf eine Zwischenabsorption würde jedoch nicht das Problem der Kondensatbildung lösen.

Weiterhin ist es aus der USA.-Patentschrift 3 194 214 bekannt, die Korrosion am kalten Ende von Wärmeaustauschern dadurch zu vermeiden, daß die kalten Eintrittsgase zunächst auf einen Strom heißer Abgase treffen, und erst die so aufgewärmten Eintrittsgase auf die bereits teilweise gekühlten Abgase treffen. Auch dieses Verfahren ist zur Lösung des Problems der Kondensatbildung bei einer Zwischenabsorption nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Kondensation nach der Zwischenabsorption vollständig zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß um die Verbindungsleitung ein Doppelmantel angeordnet ist, eine Leitung zur Zufuhr heißer vorkatalysierter Gase in den Doppelmantel einmündet und kurz vor dem Zwischenabsorber eine Leitung zur Ableitung der heißen vorkatalysierten Gase aus dem Doppelmantel in die Gasleitung angeordnet ist.

Die Einleitung der heißen vorkatalysierten Gase in den Doppelmantel erübrigt den Einsatz von heißen Fremdgasen und erfordert den geringsten apparativen Aufwand.

An sich reicht es aus, wenn die durch die Doppelmantelleitung geführten Gase nur eine Abkühlung des durch die Rohrleitung geführten Abgases verhindern. Da eine entsprechende Einstellung und Regulierung der erforderlichen Menge der Gase nur schwierig oder unter verhältnismäßig hohem Aufwand an Regel- und Meßeinrichtung möglich ist, wird die Menge des durchgeleiteten Gases vorzugsweise so eingestellt, daß eine gewisse Aufheizung der durch die Rohrleitung strömenden Abgase erfolgt.
Der Außenmantel wird vorzugsweise in der üblichen Weise isoliert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Die aus einer Kontaktstufe kommenden, vorkata-

Iysierten Gase werden über Leitung 1 in den Wärmeaustauscher! geleitet und dort im Wärmeaustausch mit den kälteren Abgasen der Zwischenabsorption abgekühlt. Über Leitung 3 werden sie in den Zwischenabsorber 4 geleitet und dort von SO₃ befreit. Die Abgase des Zwischenabsorbers 4 werden über Rohrleitung 5 in den Wärmeaustauscher 2 geleitet und dort wieder auf die Arbeitstemperatur der nächsten Kontakthorde aufgeheizt, in die sie über Leitung 6 geleitet werden. Ein Teilstrom der vorkatalysierten Gase wird über Leitung 7 vor dem Wärmeaustauscher 2 abgezweigt und in den Doppelmantel 8 der Rohrleitung 5 geführt und kurz vor dem Zwischenabsorber 4 über Leitung 9 aus dem Doppelmantel8 abgeführt und dem Hauptstrom in Leitung 3 wieder zugemischt.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit einfachen Mitteln eine Kondensation vollständig vermieden werden kann, selbst wenn die Anlage im ίο Freien steht und tiefe Außentemperaturen herrschen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Zwischenabsorption und zum Wärmeaustausch bei der katalytischen Umsetzung SO₂-haltiger Gase unter Erzeugung von Schwefelsäure, bestehend aus einem Wärmeaustauscher zum indirekten Wärmeaustausch zwischen heißen vorkatalysierten Gasen und kälteren aus einem Zwischenabsorber austretenden Gasen, einem Zwischenabsorber mit einer Gasleitung zwischen Austritt des Wärmeaustauschers für die abgekühlten vorkatalysierten Gase und Eintritt des Zwischenabsorbers, und einer Verbindungsleitung zwischen Austritt des Zwischenabsorbers und Eintritt des Wärmeaustauschers für die Abgase des Zwischenabsorbers, dadurch gekennzeichnet, daß um die Verbindungsleitung (5) ein Doppelmantel (8) angeordnet ist, eine Leitung (7) zur Zufuhr heißer vorkatalysierter Gase in den Doppelmantel (8) einmündet und kurz vor dem Zwischenabsorber {4) eine Leitung (9) zur Ableitung der heißen vorkatalysierten Gase aus dem Doppelmantel ^8)* in die Gasleitung (3) angeordnet ist.