КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ В ТРЕХОКИСЬ СЕРЫ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ НИЗКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СЕРНИСТЫХ ГАЗОВ

2
3
Полезная модель контактного аппарата для окисления SO в SO при утилизации низкоконцентрированных сернистых газов может быть использована в сернокислотном производстве, перерабатывающем отходящие газы предприятий цветной металлургии.
2
3
Известны контактные аппараты, имеющие несколько слоев катализатора, которые применяются для переработки низкоконцентрированных сернистых газов с использованием ввода дополнительного тепла из вне для обеспечения автотермичности проведения процесса конверсии SO в SO, что естественно снижает технико-экономические показатели работы сернокислотного производства в целом.
2
3
2
3
Наряду с этим известно, что на ряде предприятий цветной металлургии (Медногорском медно-серном комбинате, комбинате «Печенганикель» и др.) был внедрен в промышленное сернокислотное производство способ окисления SO в SO в нестационарных условиях, разработанный в институте катализа СО РАН (Боресков Г.К., Матрос Ю.Ш. Нестационарный способ производства серной кислоты из отходящих металлургических газов. Цветные металлы, 1984, №2, стр. 28-31). Данный способ окисления SO в SO позволяет утилизировать низкоконцентрированные сернистые газы в автотермичном режиме, но при этом имеет существенный недостаток, заключающийся в выходе непрореагировавшего сернистого газа в атмосферу в конце каждого полуцикла.
2
3
Наиболее близким по технической сущности заявляемой полезной модели контактного аппарата является аппарат по патенту РФ №159656 от 25.01.2016, обеспечивающий проведение конверсии SO в SO одновременно в нескольких тепловых фронтах - зонах реакции, работающих в нестационарных условиях и движущихся в слое катализатора в неизменном направлении.
2
3
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель контактного аппарата, является снижение значения величины аэродинамического сопротивления контактного аппарата, в частности, за счет исключения распределителя газа, имеющего местные сопротивления входных отверстий в днище распределителя газа, кольцевого канала и выходных отверстий в крышке распределителя исходного газа, поступающего в слои катализатора, а также местные сопротивления входных отверстий, кольцевого канала и выходных отверстий распределителя прореагировавшего газа на выходе из слоев катализатора. Кроме того, подлежит решению вопрос, связанный с сокращением наружной поверхности контактного аппарата посредством исключения корпуса аппарата с днищем и крышкой, что обуславливает уменьшение теплопотерь в окружающую атмосферу и позволяет обеспечить автотермичность и устойчивость проведения процесса конверсии SO в SO при переработке низкоконцентрированных сернистых газов.
Поставленные задачи решены следующим образом.
2
3
2
3
Контактный аппарат для окисления SO в SO при переработке низкоконцентрированных сернистых газов в нестационарных условиях с неизменным направлением движения тепловых фронтов - зон реакции в нескольких слоях катализатора включает секции, образованные боковыми стенками, крышкой и днищем, попарно установленными в секциях перфорированными перегородками, объем между которыми заполнен катализатором, подводящие исходный газ газоходы в слои катализатора и отводящие прореагировавший газ газоходы из них, причем на газоходах установлены клапаны и они объединены между собой переточными газоходами с клапанами на них. При этом учитывая, что согласно пункту 9.7.4.3(1.2) Регламента «Для характеристики полезной модели используются, в частности, следующие признаки устройства: форма выполнения связи между элементами», именно данное положение реализовано в заявляемой полезной модели контактного аппарата, в котором для снижения гидравлического сопротивления аппарата и сокращения его наружной поверхности изменена форма выполнения связи между элементами аппарата, причем к ней, безусловно, относится взаимосвязь подводящих, переточных и отходящих газоходов с клапанами на них с другими элементами контактного аппарата - секциями с катализатором. Действительно, подводящие исходный сернистый газ газоходы в секции с катализатором присоединены непосредственно к камерам, образованным боковыми стенками секций и перфорированными перегородками, после которых размещен катализатор в этих секциях, точно также отводящие прореагировавший газ газоходы из секций с катализатором присоединены непосредственно к камерам, образованным перфорированными перегородками, ограничивающими слой катализатора, размещенный в секциях, и боковыми стенками секций, причем на газоходах установлены клапаны и они объединены между собой переточными газоходами с клапанами на них. Процесс окисления SO в SO в нестационарном режиме при движении тепловых фронтов - зон реакции в неизменном направлении реализуется при вышеприведенной форме выполнения связи между элементами заявляемого аппарата без использования распределителя газа, корпуса с днищем и крышкой, что естественно обеспечивает снижение гидравлического сопротивления и сокращение теплопотерь в окружающую атмосферу заявляемого контактного аппарата, а также обусловливает конструктивное единство и функциональную взаимосвязь между всеми элементами аппарата.
- На фиг. 1 представлен контактный аппарат, общий вид;
- на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
2
3
2
3
2
3
2
3
Контактный аппарат состоит из секций, образованных боковыми стенками 1, днищем 2 и крышкой 3, попарно установленных в секциях перфорированных перегородок 4, объем между которыми заполнен катализатором 5, подводящих исходный сернистый газ в слои катализатора газоходов 6 с клапанами на них и отводящих прореагировавший газ на абсорбцию газоходов 7, имеющих клапаны, соединенных между собой переточными газоходами 8 с клапанами. Контактный аппарат работает следующим образом. Исходный сернистый газ, пройдя 1-ю стадию окисления SO в SO и промежуточную абсорбцию, поступает по газоходу 6, на котором в данный цикл работы аппарата открыт клапан, в камеры, образованные боковыми стенками 1 и перфорированной перегородкой 4, из которых газ направляется в слои катализатора 5 нескольких первых секций. В слое катализатора сернистый газ нагревается до температуры, достаточной для протекания реакции окисления SO в SO за счет теплопередачи от зерен катализатора к газу, в результате чего идет процесс окисления SO в SO в одновременно движущихся в направлении фильтрации газового потока тепловых фронтах - зонах реакции в нескольких первых секциях. Прореагировавший газ, выходя из нескольких первых секций с катализатором, поступает через байпасный газоход 8 с открытым клапаном в данный цикл работы аппарата в слои катализатора вторых по ходу газа секций. Пройдя слои катализатора нескольких вторых по направлению движения газа секций, прореагировавший газ выходит по газоходу 7 на абсорбцию. В результате перемещения тепловых фронтов - зон реакции из нескольких первых по направлению фильтрации газа секций в несколько вторых секций и достижения на входе в слои катализатора вторых секций 420-440°C, производится автоматическое переключение подачи сернистого газа в слои катализатора нескольких вторых секций. В тепловых фронтах - зонах реакции, движущихся во вторых секциях, идет реакция окисления SO в SO, после чего газ по байпасному газоходу 8 входит в слои катализатора первых секций, выйдя из которых направляется по газоходу 7 на абсорбцию. После перемещения тепловых фронтов - зон реакции из нескольких вторых секций в слои катализатора нескольких первых секций, что определяется по температуре газа на входе в слои катализатора этих секций 420-440°C, повторяется цикл работы реактора, описанный выше.