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DE1667509A1 - Improved process for the catalytic oxidation of SO2 to SO3 - Google Patents

Improved process for the catalytic oxidation of SO2 to SO3

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Publication number
DE1667509A1
DE1667509A1 DE19671667509 DE1667509A DE1667509A1 DE 1667509 A1 DE1667509 A1 DE 1667509A1 DE 19671667509 DE19671667509 DE 19671667509 DE 1667509 A DE1667509 A DE 1667509A DE 1667509 A1 DE1667509 A1 DE 1667509A1
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DE
Germany
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contact
gases
temperature
gas
mixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671667509
Other languages
German (de)
Inventor
Guth Hans Dipl-Ing Dr
Wilhelm Dr Moeller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
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Priority to AT1093268A priority patent/AT283385B/en
Priority to GB5553368A priority patent/GB1243985A/en
Priority to BE724393D priority patent/BE724393A/xx
Priority to BR20428368A priority patent/BR6804283D0/en
Priority to ES360649A priority patent/ES360649A1/en
Priority to FR1595744D priority patent/FR1595744A/fr
Publication of DE1667509A1 publication Critical patent/DE1667509A1/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • C01B17/765Multi-stage SO3-conversion
    • C01B17/7655Multi-stage SO3-conversion with intermediate absorption

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

Verbessertes Verfahren zur katalytischen Oxydation von S02 zu SO 3 Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur katalytischen Oxydation von hochprozentigen SO 2-haltigen Gasen. Bei der Herstellung von Schwefelsäure nach dem Kontakt-Verfahren wird technisch erzeugtes Schwefeldioxid im Gemisch mit überschüssiger Luft an Katalysatoren, z.B. Vanadinpentoxid-Kieseloxid-Kontakten bei geeigneter Temperatur verbrannt. Der Kontakt mußdurch die umzusetzenden Gase auf eine bestimmte Mindesttemperatur, die sogenannte Anspringtemperatur, gebracht werden, die bei jeder technischen Kontaktmasse je nach Zusammensetzung und Herstellungsverfahren einen anderen Wert haben kann, z.B. 45000. Unterhalb dieser Anspringtemperatur verläuft die Reaktion S02 + 1/2 02 ----@ S03 nicht mit hinreichender Geschwindigkeit und Wärmeentwicklung, so daß sie zum Stillstand kommt. Beim Durchgang des Gases durch die Kontaktmasse tritt Erwärmung ein und zwar proportional dem Umsetzungsgrad. Bei einer bestimmten, von der Anfangszusammensetzung des Gases abhängigen Temperatur, z.B. 580°C, kommt die Reaktion zum Stehen, weil dann die Bildungsgeschwindigkeit des Schwefeltrioxids genauso groß ist wie seine Zerfallgeschwindigkeit. Um in jeder Kontaktstufe einen möglichst hohen Umsatz zu erzielen, muB man die Temperaturspanne, d.h. die Temperaturdifferenz zwischen Eingangstemperatur der Gase in den Kontakt und der Gleichgewichtstemperatur möglichst groß halten, was nur durch eine niedrige Eingangstemperatur möglich ist. Bei Kontaktanlagen mit optimaler Wärmeisolierung wählt man-daher die oben definierte Anspringtemperatur des Kontaktmaterials als Gaseintrittstemperatur. Wenn nun das für die Reaktion benutzte S02-haltige Gas einen hohen S02-Gehalt besitzt - bei modernen Anlagen werden S02-Gehalte von 8 % und mehr verwendet - werden vor allem in der ersten Kontaktstufe erhebliche Wärmemengen frei, so daß die zulässige Temperatur leicht überschritten wird. Ohne besondere Maßnahmen treten Temperaturen von weit mehr als 600°C auf. Bei diesen Temperaturen können aber bereits die Katalysatoren geschädigt werden, abgesehen davon, daß zu hohe Temperaturen die Vorrichtungen stark beanspruchen. Es ist bereits bekannt, die Temperatur in den Kontaktstufen durch das Einbringen von kalten Gasen herabzusetzen. Auch die indirekte Wärmeabfuhr über eingebaute Wärmeaüstauscher ist bekannt. Diese Maßnahmen reichen jedoch häufig nicht aus, um vor allem eine örtliche Überhitzung der Kontaktmasse zu vermeiden, vor allem dann, wenn SO 2-haltige Gase von 9 % und mehr verwendet werden. Es wurde nun ein Verfahren zur katalytischen Oxydation von S02 zu S03 in mehreren Kontaktstufen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, da2 man einen Teil der umzusetzenden Gase nach Vorerhitzung auf zumindest die Anspringtemperatur mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit durch einen dem Hauptkontakt 0 vorgeschalteten Vorkontakt führt, daß Temperaturen von 600 C im Vorkontakt nicht überschritten werden, die aus dem Vorkontakt austretenden Gase mit einer solchen Menge an SO 2-haltigen Gasen abkühlt, cal die Temperatur des Mischgases nicht unter der Anspringtemperatur des Hauptkontaktes liegt und das im Mischgas enthaltene SO2 im hauptkontakt in bekannter Weise weitgehend zu S03 umsetzt. Durch diese Maßnahme wird eine Überhitzung der Kontaktstufen auf wirtschaftliche Weise vermieden, wobei gleichzeitig die frei werdende Wärmemenge in wirtschaftlicher Weise ausgenützt wird. Um die Austrittstemperatur der Gase im Vorkontakt auf einem Wert vom etwa 6000C zu halten, sind Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 0,6 - 2 m/sec. notwendig, wobei etwa 30 - 90 % des theoretisch möglichen S02-Umsatzes erreicht werden. Die Eintrittstemperatur der Gase in den Vorkontakt darf die Anspringtemperatur des Kontaktes nicht unterschreiten, wird also je nach Kontakt einen Wert von 420 - 450°C haben. Aus Sicherheitsgründen kann jedoch dieser Wert um 10 - 300C überschritten werden, je nach der Wärmeisolierung der Anlage und nach der unterschiedlichen Zusammensetzung der zur Ver-fügung stehenden SO 2-haltigen Gase. Die aus dem Vorkontakt austretenden Gase werden mit kalten oder nur teilweise vorerhitzten SO 2-haltigen Gasen in der Weise vermischt, daß die Eintrittstemperatur der Gase in dem Hauptkontakt der Anspringtemperatur des Kontaktmaterials entspricht. Auch in diesem Fall kann der Wert in bekannter Weise aus Sicherheitsgründen um einige Grade höher liegen. (etwa bis zu 200C) Auf diese Weise wird ein Mischgas mit einem Vorumsatz von etwa 10 - 30 % erhalten. Das Mischgas wird dann in bekannter Weise im Hauptkontakt in einer oder mehreren Stufen weitgehend zu S03 umgesetzt, ohne daß an irgendeiner Stelle des Kontaktofens unzulässig hohe Temperaturen z.B. über 6000C auftreten. Der Hauptkontakt ist in bekannter Weise in zwei oder mehrere Stufen, vorzugsweise r.cit zwischengeschaltetem Wärmeaustauscher oder äquivalenten Vorrichtungen unterteilt. Es ist ferner möglich, in bekannter Weise in eine dieser Stufen, vorzugsweise vor der letzten Kontaktstufe eine Zwischenabsorption, z.B. gemäß Verfahren der US-Patentschrift 3.259.459, einzuschalten. Man kann diese Arbeitsweise für jeden der bekannten S02 /S03 -Katalysatoren anwenden. Bevorzugt werden Vanadin-Katalysatoren verwendet. In den einzelnen Kontaktstufen können gleiche oder verschiedene Katalysatoren verwendet werden. Im Vorkontakt werden bevorzugt Katalysatoren auf Vanadin-Basis in einer physikalischen Form verwendet, die einen möglichst geringen Strömungswiderstand bieten, beispielsweise Ring- oder ähnliche- Formen. Die Quelle für das SO 2-haltige Gas ist beliebig. Man kann Kiesröstgase, Röstgase von Zinkblenden-oder anderen Sulfiden, Spaltgase von Sulfaten, Schwefelverbrennungsgasen etc. verwenden. Die Vorbehandlung der SO 2-haltigen Gase hängt von der Herstellung der Gase und den sonstigen örtlichen Bedingungen ab. Man kann z.B. zunächst einen Teil der gereinigten Kiesröstgase in gewohnter Weise aufheizen, den notwendigen Anteil der aufgeheizten Gase in den Vorkontakt einführen und den anderen vorgeheizten Teil mit kalten Röstgasen und den aus dem Vorkontakt austretenden Gasen vermischen, um auf die notwendige Anspringtemperatur abzukühlen.-Es ist jedoch auch möglich, die kalten Röstgase auf verschiedene Temperaturen vorzuwärmen, so daß dann das Zumischen von kalten Gasen völlig entfallen kann.Improved Process for the Catalytic Oxidation of S02 to SO 3 The present invention relates to an improved process for the catalytic oxidation of gases containing high percentage SO 2. In the production of sulfuric acid by the contact process, industrially produced sulfur dioxide is burned in a mixture with excess air over catalysts, for example vanadium pentoxide-silica contacts, at a suitable temperature. The contact must be brought to a certain minimum temperature by the gases to be converted, the so-called light-off temperature, which can have a different value for every technical contact mass depending on the composition and manufacturing process, e.g. 45000. Below this light-off temperature, the reaction S02 + 1/2 02 - --- @ S03 not with sufficient speed and heat development so that it comes to a standstill. When the gas passes through the contact mass, heating occurs proportionally to the degree of conversion. At a certain temperature, depending on the initial composition of the gas, for example 580 ° C., the reaction comes to a standstill because the rate of formation of the sulfur trioxide is then just as great as its rate of decomposition. In order to achieve the highest possible conversion in each contact stage, the temperature range, ie the temperature difference between the inlet temperature of the gases in the contact and the equilibrium temperature, must be kept as large as possible, which is only possible with a low inlet temperature. In the case of contact systems with optimal thermal insulation, the above-defined light-off temperature of the contact material is therefore selected as the gas inlet temperature. If the S02-containing gas used for the reaction has a high S02 content - in modern systems S02 contents of 8% and more are used - considerable amounts of heat are released, especially in the first contact stage, so that the permissible temperature is easily exceeded will. Without special measures, temperatures of well over 600 ° C occur. At these temperatures, however, the catalytic converters can be damaged, apart from the fact that excessively high temperatures place great stress on the devices. It is already known to lower the temperature in the contact stages by introducing cold gases. The indirect heat dissipation via built-in heat exchangers is also known. However, these measures are often not sufficient to avoid local overheating of the contact mass, especially when gases containing SO 2 of 9% and more are used. A process has now been found for the catalytic oxidation of SO2 to SO3 in several contact stages, which is characterized in that, after preheating to at least the light-off temperature, some of the gases to be converted are passed through a pre-contact upstream of the main contact 0 at a flow rate such that temperatures 600 C must not be exceeded in the pre-contact, the gases exiting the pre-contact are cooled with such an amount of SO 2 -containing gases that the temperature of the mixed gas is not below the light-off temperature of the main contact and the SO2 contained in the mixed gas in the main contact is known largely converts to S03. This measure avoids overheating of the contact steps in an economical manner, while at the same time the amount of heat released is utilized in an economical manner. In order to keep the outlet temperature of the gases in the pre-contact at a value of about 6000C, flow velocities of about 0.6-2 m / sec are required. necessary, with about 30-90% of the theoretically possible S02 conversion being achieved. The entry temperature of the gases into the pre-contact must not fall below the light-off temperature of the contact, so it will have a value of 420 - 450 ° C depending on the contact. For safety reasons, however, this value can be exceeded by 10-300C , depending on the thermal insulation of the system and the different composition of the SO 2 -containing gases available. The gases emerging from the pre-contact are mixed with cold or only partially preheated SO 2 -containing gases in such a way that the entry temperature of the gases in the main contact corresponds to the light-off temperature of the contact material. In this case, too, the value can, in a known manner, be a few degrees higher for safety reasons. (about up to 200C) In this way, a mixed gas with a preliminary conversion of about 10-30% is obtained. The mixed gas is then largely converted to SO3 in the main contact in one or more stages in a known manner, without inadmissibly high temperatures, for example above 6000 ° C., occurring at any point in the contact furnace. The main contact is divided in a known manner into two or more stages, preferably with an intermediate heat exchanger or equivalent devices. It is also possible, in a known manner, to switch on intermediate absorption in one of these stages, preferably before the last contact stage, for example in accordance with the method of US Pat. No. 3,259,459. This procedure can be used for any of the known S02 / S03 catalysts. Vanadium catalysts are preferably used. Identical or different catalysts can be used in the individual contact stages. In the pre-contact, preference is given to using vanadium-based catalysts in a physical form which offer the lowest possible flow resistance, for example ring or similar forms. The source for the SO 2 -containing gas is arbitrary. Gravel roasting gases, roasting gases from zinc blende or other sulphides, fission gases from sulphates, sulfur combustion gases, etc. can be used. The pretreatment of the SO 2 -containing gases depends on the production of the gases and other local conditions. For example, you can first heat up part of the cleaned gravel roasting gases in the usual way, introduce the necessary proportion of the heated gases into the pre-contact and mix the other pre-heated part with cold roasting gases and the gases emerging from the pre-contact in order to cool down to the necessary light-off temperature However, it is also possible to preheat the cold roasting gases to different temperatures, so that the admixing of cold gases can then be completely dispensed with.

Bei Verwendung von Schwefelverbrennungsgasen wird man in der Regel 2 Teilströme verschieden stark abkühlen. Ferner ist es auch möglich, das Verbrennen mit Schwefelverbrennungsgasen und Kiesröstgasen oder Spaltgasen der Sulfatzersetzung durch7,1-führen, wodurch sich dann weitere Möglichkeiten der oben beschriebenen Verfahrensweise ergeben, bzw. kann man die Schwefelverbrennungsgase lediglich dem Vorkontakt zuführen, um diese dann vor dem Hauptkontakt mit Röst-'oder Spaltgaszn,die auf eine entsprechende Temperatur gebracht wurden, zu vermischen. Ferner ist es möglich, in bekannter Weise in den einzelnen Kontaktstufen kalte SO 2-haltige Gase oder auch Luft einzuführen, um auf diese Weise für eine weitere Kühlung der Kontaktmasse zu sorgen. Mit der Abbildung 1 wird das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel eines Röstgases beschrieben. Bei dieser Ausführungsform werden die Gase nach einer weitgehenden Umsetzung des S02 (ca. 90 %) einer Zwischenabsorption unterzogen und dann anschließend in einer letzten Kontaktstufe zu etwa 99,7 umgesetzt Einzelheiten des Verfahrens werden z.B. in der DAS 1 136 988 beschrieben. Das Röstgas wird zunächst in Austauscher A1 vorgewärmt und dann in zwei Teilströme aufgeteilt. Der eine Teil wird über einen zweiten Wärmeaustauscher A2 und einen Mengenmesser M1 dem Vorkontakt zugeführt, während der andere Teil unter. Umgehung des Wärmeaustauschers w2 über den Mengenmesserk2 in B mit dem aus dem Vorkontakt kommenden, teilweise umgesetzten Gas vermischt, um rann in die erste Stufe des Hauptkontaktes HK 1 eingeführt zu werden. Die aus der ersten Stufe des Hauptkontaktes kommenden Gase werden dem Wärmeaustauscher A2 zugeführt, um dann nach einer weiteren Umsetzung in der zweiten Stufe des Hauptkontaktes HK 2 in Wärmeaustauscher A3 abgekühlt zu werden.When using sulfur combustion gases, two partial flows will usually be cooled to different degrees. Furthermore, it is also possible to carry out the combustion with sulfur combustion gases and gravel roasting gases or fission gases of the sulfate decomposition through7,1, which then results in further possibilities of the procedure described above, or the sulfur combustion gases can only be fed to the pre-contact in order to then remove them before the main contact to be mixed with roasting gas or cracked gas that has been brought to an appropriate temperature. It is also possible, in a known manner, to introduce cold SO 2 -containing gases or air in the individual contact stages in order to ensure further cooling of the contact mass in this way. FIG. 1 describes the method according to the invention using the example of a roasting gas. In this embodiment, after extensive conversion of the SO2 (approx. 90%), the gases are subjected to intermediate absorption and then converted to approx. 99.7 in a final contact stage. The roasting gas is first preheated in exchanger A1 and then divided into two partial flows. One part is fed to the pre-contact via a second heat exchanger A2 and a flow meter M1, while the other part is below. Bypassing the heat exchanger w2 via the flow meter k2 in B mixed with the partially converted gas coming from the pre-contact in order to be introduced into the first stage of the main contact HK 1. The gases coming from the first stage of the main contact are fed to the heat exchanger A2 in order to then be cooled in the second stage of the main contact HK 2 in the heat exchanger A3 after a further conversion.

Die abgekühlten Gase werden dann dem Zwischenabsorber ZA zugeführt, indem das entstandene S02 entfernt wird. Die noch SO-haltigen Gase werden dann im Austauschen A3 wieder aufgewärmt und der letzten Kontaktstufe zugeführt. Die die letzte Stufe des Hauptkontaktes HK 3 verlassenden Gase werden dann über den Wärmeaustauscher A1 der Endabsorption EA zugeführt. Natürlich ist es auch möglich, ##on der obigen Verfahrensweise abzuweichen, wobei nicht nur die Schaltung der einzelnen Elemente variiert werden kann. In der Abbildung 2 wird das Verfahren anhand eines Schwefelverbrennungsgases erläutert. Das im Schwefelbrenner BR erzeugte S02-haltige Gas wird über einen Economizer geleitet und von dort in einen Teilstrom über den Mengenmesser M1 dem Vorkontakt zugefiAhrt. Ein weiterer Anteil des SO 2-haltigen Gases wird über den Mengenmessen M2 über den Austauschen A1 mit Luft abgekühlt und mit dem aus dem Vorkontakt kommenden Gas in B vermischt. Das Mischgas wird dann in bekannter Weise dem Hauptkontakt zugeführt. Die weitere Umsetzung kann. dann in bekannter .eise mit oder ohne Zwischenabsorption erfolgen. Im folgenden wird das Verfahren anhand von Beispielen näher erläutert: Beispiel 1 Der Versuch wurde in der Vorrichtung gemäß Abb. 1 durchgeführt: Durch Rösten von Eyrit erzeugtes SO 2-haltiges Gas mit einem S02-Gehalt von q,5 % und einem Sauerstoffgehalt von 8,7 wurde durch Wärmeaustauscher A1 und A2 auf ca. 450°C erwärmt. Dieses Gas wurde durch eine 20 cm hehe Schicht aus gekörntem V205-Katalysator - Vorkontakt VK - mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,2 m/sec. (auf den leeren Raum berechnet) geleitet. Dabei wurde das im Gas enthaltene S02 zu ca. 30 % zu S03 umgesetzt, und das Gas verließ den Apparat mit einer Temperatur von 530°C Es wurde nun mit Röstgas, das aus dem Wärmeaustauscher A1 mit 250°C entnommen wurde, gemischt, so daß sich eine Mischtemperatur von 450°C einstellte. Hierzu waren 71,5 Vol-% des Gases aus dem Vorkontakt und 28, 5 % des Gases aus dem Wärmeaustauscher A1 notwendig.«Im Gasgemisch waren nun 21,4 % des ursprünglichen S02 in Form von S03 vorhanden. Das Gasgemisch wurde dann in den mehrstufigen Kontaktofen HK in gewohnter Weise eingeleitet. Nach Durchgang durch die erste Schicht des.Hauptkontaktofens, der mit 0,3 m/sec. durchströmt wurde, waren 72 p des ursprünglich vorhanden gewesenen S02 zu S03 umgesetzt; die Temperatur am Ende dieser 1. Hauptkontakt-Schicht betrug 595°C. Ohne den Vorumsatz hätte diese Temperatur bei über 62ooC gelegen. Die weitere Umsetzung erfolgte nach Abkühlung über Wärmeaustauscher und Durchgang durch weitere Katalysatorschichten in gewohnter Weise. Beispiel 2 Ein SO 2-haltiges Gas mit 10 % S02 wurde analog wie in Beispiel 1 durch Wärmeaustausch auf 450°C gebracht und durch eine 30 cm hohe Katalysatorschicht mit einer Geschwindigkeit von ca. 65 cm/.gec. geleitet, wobei ca. 50 % des S02 zu S03 umgesetzt und eine Temperatur von 590°C erreicht wurde. Durch Vermischen dieses "vorumgesetzten" Gases mit durch Wärmeaustausch auf 350°C gebrachtem S02-haltigen Gas wird eine Mischtemperatur von 450°C eingestellt, wozu 41,7 Vol-% "vorumgesetztes" Gas und 58, 3 Vol-%' 0 des 350 C heißen Gases notw=-#--ig waren. Nach der Vermischung lag im 4500C heißen Mischgas 20,8 > des ursprünglichen S02 in Form von S03 vor. Dieses Gemisch erreichte in der 1. Katalysatorschicht des nachgeschalteten, mit 0,3 m/sec. durchströmten Hauptkontaktofens einen Gesamtumsatz von ca. 72 % und eine Austrittstemperatur von 595"C. Beispiel 3 Der Versuch wurde in einer Vorrichtung gemäß Abb. 2 durchgeführt: Ein aus einem Schwefelverbrennungsofen SB kommendes und durch einen reg(lbaren Dampferzeuger E auf 4500C abgekühltes Gas mit einem S02-Gehalt von 11 % und einem Sauerstoffgehal, von 10 % wurde durch die 25 cm hohe Katalysatorschicht des Vorkontaktes VK mit einer,Geschwindigkeit von ca. 75 cm/sec. geleitet. Sein S02-Anteil wurde dabei zu 45 % in S03 umgesetzt. Seine Austrittstemperatur lag bei 590°C. Zur Kühlung wurde ein Teilstrom des SO 2-haltigen Gases vor dem Vorkpntakt abgezweigt und durch Wärmeaustausch Austauscher A1 mit kalter Luft (die im erwärmten Zustand der Schwefelverbrennung zugeführt wurde) auf z.B. 300°C gekühlt. Von diesem gekühlten Gas wurden 48,2 % mit-51,8 % des durch den Vorkontakt gegangenen Gases vermischt. In der Mischung lagen somit 23,2 % des ursprünglichen S02 in Form von S03 vor.The cooled gases are then fed to the intermediate absorber ZA by removing the SO2 that has formed. The gases still containing SO are then warmed up again in exchange A3 and fed to the last contact stage. The gases leaving the last stage of the main contact HK 3 are then fed to the final absorption EA via the heat exchanger A1. Of course, it is also possible to deviate from the above procedure, whereby not only the circuitry of the individual elements can be varied. In Figure 2, the process is explained using a sulfur combustion gas. The S02-containing gas generated in the sulfur burner BR is passed through an economizer and from there in a partial flow through the flow meter M1 to the pre-contact. Another portion of the SO 2 -containing gas is cooled via the quantity measurement M2 via the exchange A1 with air and mixed with the gas in B coming from the pre-contact. The mixed gas is then fed to the main contact in a known manner. Further implementation can. then take place in the known manner with or without intermediate absorption. In the following, the method is based explained in more detail by examples: Example 1 The experiment was carried out in the apparatus of Fig. 1: produced by roasting Eyrit SO2-containing gas with an S02 content of q, 5% and an oxygen content of 8 , 7 was heated to approx. 450 ° C. by heat exchangers A1 and A2. This gas was passed through a 20 cm high layer of granular V205 catalyst - pre-contact VK - at a speed of approx. 1.2 m / sec. (calculated on the empty space). About 30% of the SO2 contained in the gas was converted into SO3, and the gas left the apparatus at a temperature of 530 ° C. It was then mixed with roasting gas that was taken from the heat exchanger A1 at 250 ° C, as follows that a mixing temperature of 450 ° C was established. This required 71.5% by volume of the gas from the pre-contact and 28.5% of the gas from the heat exchanger A1. «The gas mixture now contained 21.4% of the original S02 in the form of S03. The gas mixture was then introduced into the multi-stage HK contact furnace in the usual manner. After passing through the first layer of the main contact furnace, which operates at 0.3 m / sec. was flowed through, 72 p of the originally present S02 had been converted to S03; the temperature at the end of this 1st main contact layer was 595 ° C. Without the previous conversion, this temperature would have been over 62ooC. The further conversion took place in the usual way after cooling over a heat exchanger and passing through further catalyst layers. Example 2 A gas containing SO 2 with 10% SO 2 was brought to 450 ° C. by heat exchange analogously to Example 1 and passed through a 30 cm high catalyst layer at a speed of approx. 65 cm / .gec. passed, with approx. 50% of the S02 converted to S03 and a temperature of 590 ° C was reached. By mixing this "pre-converted" gas with SO2-containing gas brought to 350 ° C by heat exchange, a mixing temperature of 450 ° C is set, including 41.7% by volume of "pre-converted" gas and 58.3% by volume of the 350 C hot gas were necessary. After mixing, 20.8> of the original SO2 was present in the mixed gas at 4500C in the form of SO3. In the first catalyst layer, this mixture reached the downstream one at 0.3 m / sec. 72% and an outlet temperature of 595 ° C. Example 3 The experiment was carried out in a device according to Fig An SO2 content of 11% and an oxygen content of 10% was passed through the 25 cm high catalyst layer of the pre-contact VK at a speed of about 75 cm / sec. 45% of its SO2 content was converted into SO3 Its outlet temperature was 590 ° C. For cooling, a partial flow of the SO 2 -containing gas was branched off before the preliminary contact and cooled to, for example, 300 ° C. by heat exchange exchanger A1 with cold air (which was fed to the sulfur combustion in the heated state) 48.2% of this cooled gas was mixed with -51.8% of the gas which had passed through the pre-contact, so that 23.2% of the original SO2 was present in the mixture in the form of SO3.

Beim Durchgang dieses Gemisches durch die 1. Katalysatorschicht des Hauptkontaktes üblicher Form wurden 72 % Umsatz mit einer Austrittstemperatur von 600°C erreicht. Ohne den Vorkontakt hätte diese Temperatur bei über 630 °C gelegen.When this mixture passed through the 1st catalyst layer of the main contact of the usual form, 72% conversion with an exit temperature of 600 ° C. was achieved. Without the pre-contact, this temperature would have been over 630 ° C.

Claims (5)

Patentansprüche 1. Verfahren zur katalytischen Oxydation von S02 zu S03 in mehreren Kontaktstufen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der umzusetzenden Gase nach Vorerhitzung auf zumindest die Anspringtemperatur mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit durch einen dem Hauptkontakt vorgeschalteten Vorkontakt geführt wird, daß Temperaturen von 600°C im Vorkontakt nicht überschritten %-lcrden, die aus dem Vorkontakt austretenden Gase mit einer solchen Menge an SO 2-haltigen Gasen abkühlt, daß die Temperatur des Mischgases nicht unter der Anspringtemperatur des Hauptkontaktes liegt und das im Mischgas enthaltene S02 im Hauptkontakt in bekannter Weise weitgehend zu S03 umsetzt. 1. A process for the catalytic oxidation of S02 to S03 in several contact stages, characterized in that a portion of at least the light-off temperature is fed with such a flow rate through a the main contact upstream pre-contact the reacted gases after preheating to that temperatures of 600 ° C in Precontact not exceeded% -lcrden, the gases emerging from the pre-contact cools with such an amount of SO 2 -containing gases that the temperature of the mixed gas is not below the light-off temperature of the main contact and the S02 contained in the mixed gas in the main contact largely closes in a known manner S03 implements. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SO 2-haltigen Gase im Vorkontakt zu etwa 30 - 90 % des theoretisch möglichen S02-Umsatzes zu S03 umgesetzt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the SO 2 -containing gases in the pre-contact to about 30 - 90% of the theoretically possible S02 conversion are converted to S03. 3. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der in den Vorkontakt eingeschalteten Gase 0,6 - 2,0 m/sec. beträgt. 3. The method according to claim 1 - 2, characterized in that the flow speed of the switched on in the pre-contact gases 0.6 - 2.0 m / sec. amounts to. 4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Vorkontakt verlassende Gas in einer solchen Menge an kälteren ,S02-haltigen Gasen vermischt wird, daß das Mischgas 20 - 30 % des ursprünglichen S02 in Form von S03 enthält. 4. The method according to claim 1-3, characterized characterized in that the gas leaving the pre-contact in such an amount Colder, SO2-containing gases are mixed so that the mixed gas 20 - 30% of the original Contains S02 in the form of S03. 5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorkontakt Schwefelverbrennungsgase zugeführt werden, die anschließend mit SO 2-haltigen Gasen aus Röst- oder Spaltprozessen vermischt werden. 5. The method according to claim 1-4, characterized in that the pre-contact sulfur combustion gases are fed, which are then mixed with SO 2 -containing gases from roasting or cracking processes.
DE19671667509 1967-11-25 1967-11-25 Improved process for the catalytic oxidation of SO2 to SO3 Pending DE1667509A1 (en)

Priority Applications (7)

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BE724393D BE724393A (en) 1967-11-25 1968-11-25
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0101110A1 (en) * 1982-08-12 1984-02-22 Metallgesellschaft Ag Process for preparing sulfuric acid

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EP0101110A1 (en) * 1982-08-12 1984-02-22 Metallgesellschaft Ag Process for preparing sulfuric acid

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