[go: up one dir, main page]

RU2367594C1 - Method for preparation of sulphur trioxide and device thereof - Google Patents

Method for preparation of sulphur trioxide and device thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2367594C1
RU2367594C1 RU2007147568/15A RU2007147568A RU2367594C1 RU 2367594 C1 RU2367594 C1 RU 2367594C1 RU 2007147568/15 A RU2007147568/15 A RU 2007147568/15A RU 2007147568 A RU2007147568 A RU 2007147568A RU 2367594 C1 RU2367594 C1 RU 2367594C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas mixture
reaction gas
layer
catalyst
gas
Prior art date
Application number
RU2007147568/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Дмитриевич Саенко (RU)
Николай Дмитриевич Саенко
Евгений Васильевич Муравьев (RU)
Евгений Васильевич Муравьев
Альберт Данилович Бессер (RU)
Альберт Данилович Бессер
Олег Георгиевич Еремин (RU)
Олег Георгиевич Еремин
Владимир Валерьевич Гуриев (RU)
Владимир Валерьевич Гуриев
Тамерлан Петрович Дзгоев (RU)
Тамерлан Петрович Дзгоев
Сергей Иванович Шахарьянц (RU)
Сергей Иванович Шахарьянц
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ГИПРОХИМ"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ГИПРОХИМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ГИПРОХИМ"
Priority to RU2007147568/15A priority Critical patent/RU2367594C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2367594C1 publication Critical patent/RU2367594C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: initial reaction gas mixture containing sulphur dioxide and oxygen passes through at least two arranged in-line catalyst layer with alternately changing in cyclic mode the direction of the reaction gas mixture inlet and outlet to/from every layer. The feed of reaction gas mixture to one of the catalyst layers is increased up to maximal value with following feed decrease up to complete cease in the moment of the gas movement direction change in the layer; the feed of reaction gas mixture is simultaneously decreased in the same cycle up to complete cease, then direction of gas movement is changed and cycle is repeated. The total flow of reaction gas mixture fed and withdrawn to/from corresponding catalyst layers is maintained constant due to time displacement of the moment of the gas movement direction change in every layer. Method is implemented in contact apparatus containing body 1 with connections 12 and 13 for reaction gas mixture inlet and outlet, central column 5 coaxially positioned in the body and connected with connections as well as at least two gridworks 3 with catalyst located between body and column throughout the height. The vertical power shaft 9 is coaxially located in the cavity of the central column 5 and provided with control valves 6 fixed on the shaft The amount of the control valves 6 is equal to amount of the gridworks with catalyst separated with separating partition-wall 11. Every valve is designed as hollow cylinder with windows 10 connected with connections for reaction gas mixture inlet and outlet and provided with inclined inner partition-wall 8 separating the valve cavity In two neighbour valves the windows and inclined partition-walls are turned about on the shaft relative to each other at angle 90°.
EFFECT: quality enhancing of the obtained sulphur trioxide.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу и устройству ведения экзотермических окислительных реакций в химической промышленности, в частности окисления диоксида серы до триоксида в сернокислотном производстве.The invention relates to a method and apparatus for conducting exothermic oxidative reactions in the chemical industry, in particular the oxidation of sulfur dioxide to trioxide in sulfuric acid production.

Из SU №994400, С01В 17/76, 1975, известен способ, включающий окисление диоксида серы при циклическом попеременном изменении мест ввода и вывода реакционной смеси из слоя катализатора. Способ позволяет вести процесс нестационарного окисления диоксида серы в триоксид в условиях, когда контактный слой разнесен, по крайней мере, на два подслоя с промежуточным охлаждением реакционного газа и усреднением температуры газов по каждому слою.From SU No. 994400, C01B 17/76, 1975, a method is known comprising oxidizing sulfur dioxide by cyclic alternately changing the places of entry and exit of the reaction mixture from the catalyst bed. The method allows the process of non-stationary oxidation of sulfur dioxide to trioxide under conditions when the contact layer is spaced at least two sublayers with intermediate cooling of the reaction gas and averaging the temperature of the gases for each layer.

Недостатком этого способа является то, что переключение направления движения газового потока осуществляется клапанами через положение «полностью открыт», т.е. в момент переключения происходит залповый выброс непрореагировавшего диоксида серы в атмосферу.The disadvantage of this method is that the switching direction of the gas flow is carried out by valves through the "fully open" position, i.e. at the time of switching, a volley release of unreacted sulfur dioxide into the atmosphere occurs.

Наиболее близким аналогом к разработанному способу является способ окисления диоксида серы в триоксид, включающий пропускание исходной реакционной газовой смеси, по крайней мере, через два последовательно расположенных слоя катализатора при попеременном изменении направления подачи и отвода реакционной газовой смеси на каждый слой (SU, №1535619 A1, B01J 8/04, 1988).The closest analogue to the developed method is a method for the oxidation of sulfur dioxide into trioxide, comprising passing the initial reaction gas mixture through at least two successive catalyst beds with alternating changes in the direction of supply and removal of the reaction gas mixture to each layer (SU, No. 1535619 A1 B01J 8/04, 1988).

В процессе работы такой системы наблюдается снижение степени конверсии диоксида серы в газе при приближении момента переключения направления движения газов по слою вследствие уменьшения толщины прогретого катализатора, участвующего в реакции окисления.During the operation of such a system, a decrease in the degree of conversion of sulfur dioxide in a gas is observed as the moment of switching the direction of gas movement in the layer approaches due to a decrease in the thickness of the heated catalyst participating in the oxidation reaction.

Этот способ осуществляется в устройстве, являющемся наиболее близким аналогом к разработанному контактному аппарату. Устройство содержит корпус с патрубками для подачи и отвода реакционной газовой смеси, соосно расположенную в корпусе и соединенную с патрубками центральную колонну, а также размещенные между корпусом и колонной по высоте, по крайней мере, две колосниковые решетки с катализатором.This method is carried out in the device, which is the closest analogue to the developed contact apparatus. The device comprises a housing with nozzles for supplying and discharging the reaction gas mixture, a central column coaxially located in the housing and connected to the nozzles, as well as at least two grates with a catalyst located between the housing and the column in height.

Недостатком этого устройства является наличие наружного по отношению к контактному аппарату переключающего устройства, поэтому в момент переключения направления движения газов в контактном аппарате имеют место залповые выбросы непрореагировавшего диоксида серы в атмосферу, минуя контактный аппарат, что отрицательно сказывается на качестве готового продукта.The disadvantage of this device is the presence of an external switching device in relation to the contact apparatus, therefore, at the moment of switching the direction of gas movement in the contact apparatus there are volley emissions of unreacted sulfur dioxide into the atmosphere, bypassing the contact apparatus, which negatively affects the quality of the finished product.

Задачей изобретения является повышение качества готового продукта за счет получения стабильно высокой степени окисления диоксида серы в триоксид на протяжении всего цикла работы аппарата и прекращения сброса непрореагировавшего диоксида серы с газами в момент переключения направления движения по контактному слою.The objective of the invention is to improve the quality of the finished product by obtaining a stably high degree of oxidation of sulfur dioxide into trioxide throughout the entire cycle of the apparatus and stopping the discharge of unreacted sulfur dioxide with gases at the moment of switching the direction of movement along the contact layer.

Поставленная задача в части способа достигается тем, в способе получения триоксида серы каталитическим окислением диоксида серы, включающем пропускание исходной реакционной газовой смеси через, по крайней мере, два последовательно расположенных слоя катализатора при попеременном изменении направления подачи и отвода реакционной газовой смеси на каждый слой, реакционную газовую смесь на слои катализатора подают в циклическом режиме, при этом на один из слоев катализатора подачу реакционной газовой смеси увеличивают до максимального значения с последующим уменьшением ее подачи до полного прекращения в момент изменения направления движения газов в слое, а на другой слой катализатора одновременно в том же цикле уменьшают подачу реакционной газовой смеси до полного ее прекращения, затем изменяют направление движения газов и повторяют цикл, причем суммарный поток реакционной газовой смеси, подаваемой и отводимой из соответствующих слоев катализатора, поддерживают постоянным за счет смещения во времени момента изменения направления движения газов по каждому слою.The task in terms of the method is achieved by the method for producing sulfur trioxide by catalytic oxidation of sulfur dioxide, comprising passing the initial reaction gas mixture through at least two successive catalyst beds with an alternate change in the direction of supply and removal of the reaction gas mixture to each reaction layer the gas mixture is fed to the catalyst layers in a cyclic mode, while the feed of the reaction gas mixture is increased to a maximum on one of the catalyst layers values with a subsequent decrease in its supply until it stops at the moment of changing the direction of gas movement in the layer, and on the other catalyst layer simultaneously in the same cycle, reduce the flow of the reaction gas mixture until it stops completely, then change the direction of gas movement and repeat the cycle, and the total flow the reaction gas mixture supplied and discharged from the respective catalyst layers is kept constant due to the time displacement of the moment the direction of movement of the gases in each layer changes.

При работе двух параллельно работающих контактных слоев на каждом из них организуется циклическое изменение газовых нагрузок в следующем порядке. При приближении момента переключения направления движения газа по слою газовая нагрузка на этот слой уменьшается и становится равной нулю в момент переключения направления движения газа по слою. В этот момент всю газовую нагрузку аппарата принимает на себя параллельно работающий слой. Работая по смещенной во времени программе газовых нагрузок двух параллельно работающих слоев, добиваются постоянной во времени газовой нагрузки в объединенном входном и выходном газоходах, исключая залповые выбросы газа мимо контактных слоев в момент переключения направления движения газов по каждому слою.When two parallel contact layers are working on each of them, a cyclic change in gas loads is organized in the following order. When approaching the moment of switching the direction of gas motion along the layer, the gas load on this layer decreases and becomes equal to zero at the moment of switching the direction of gas motion across the layer. At this moment, the entire gas load of the apparatus is assumed by the parallel working layer. Working according to a time-shifted program of gas loads of two parallel working layers, they achieve a constant gas load in the combined inlet and outlet ducts, excluding volley gas emissions past the contact layers at the moment of switching the direction of gas movement in each layer.

Поставленная задача в части устройства достигается тем, что в контактном аппарате, содержащем корпус с патрубками для подачи и отвода реакционной газовой смеси, соосно расположенную в корпусе и соединенную с патрубками центральную колонну, а также размещенные между корпусом и колонной по высоте, по меньшей мере, две колосниковые решетки с катализатором, согласно изобретению центральная колонна снабжена соосно расположенным в ее полости приводным вертикальным валом и закрепленными на нем перепускными клапанами по числу колосниковых решеток с катализатором, при этом каждый клапан выполнен в виде полого цилиндра с окнами, сообщающимися с патрубками для подачи и отвода газовой смеси, и разделяющей полость клапана наклонной внутренней перегородкой, причем в двух смежных клапанах окна и наклонные перегородки развернуты на валу в плоскости вращения относительно друг друга на 90°.The task in part of the device is achieved by the fact that in the contact apparatus comprising a housing with nozzles for supplying and discharging the reaction gas mixture, a central column coaxially located in the housing and connected to the nozzles, and at least at least one height between the housing and the column two grates with a catalyst, according to the invention, the central column is equipped with a vertical drive shaft coaxially located in its cavity and bypass valves fixed to it according to the number of grates brushes with a catalyst, with each valve made in the form of a hollow cylinder with windows communicating with the nozzles for supplying and discharging the gas mixture and separating the valve cavity with an inclined internal partition, and in two adjacent valves the windows and inclined partitions are deployed on the shaft in a plane of rotation each other at 90 °.

На фиг.1 схематично изображен контактный аппарат (в разрезе) с двумя реакционными камерами с катализатором, на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1 и на фиг.3 - сечение по В-В на фиг.1.Figure 1 schematically shows a contact apparatus (in section) with two reaction chambers with a catalyst, figure 2 is a section along aa in figure 1 and figure 3 is a section along bb in figure 1.

Контактный аппарат содержит корпус 1 с двумя реакционными камерами 2, ограниченными колосниковыми решетками 3, в которых помещены два контактных слоя катализатора 4. Решетки опираются с одной стороны на корпус 1, с другой - на центральную колонну 5. В последней смонтированы два вращающихся перепускных клапана 6 в виде полых цилиндров с прорезанными на их диаметрально противоположных сторонах окнами 7 для пропуска газа и наклонной внутренней перегородкой 8. Клапаны жестко прикреплены к приводному вертикальному валу 9 и развернуты своими окнами 7 и перегородками 8 на 90° друг относительно друга. В центральной колонне 5 выше и ниже каждого контактного слоя выполнены по четыре впускных и выпускных окна 10.The contact apparatus comprises a housing 1 with two reaction chambers 2 bounded by grate grids 3, in which two contact layers of catalyst 4 are placed. The grids are supported on one side of the housing 1, and on the other, on the central column 5. In the latter, two rotating bypass valves 6 are mounted in the form of hollow cylinders with windows 7 for gas passage cut through on their diametrically opposite sides and an inclined internal partition 8. The valves are rigidly attached to the vertical drive shaft 9 and are deployed with their windows and 7 and baffles 8 90 ° from each other. In the central column 5 above and below each contact layer, four inlet and outlet windows 10 are made.

Внутреннее пространство контактного аппарата разделено на две части газонепроницаемой изолирующей перегородкой 11.The internal space of the contact apparatus is divided into two parts by a gas-tight insulating partition 11.

В корпусе смонтированы соединенные с полостью клапанов 6 патрубки 12 для ввода газа и патрубки 13 для вывода газа с каждого слоя. Патрубки ввода 12 газа к обоим слоям катализатора объединяются коллектором 14, а патрубки вывода 13 - соответственно коллектором 15.In the casing there are mounted pipes 12 connected to the valve cavity 6 for introducing gas and nozzles 13 for removing gas from each layer. The nozzles of the gas inlet 12 to both catalyst layers are combined by the collector 14, and the nozzles of the output 13 by the collector 15 respectively.

Закрепленные на приводном валу 9 внутренние цилиндрические части клапанов 6 при непрерывном вращении приводного вала 9 также непрерывно вращаются.Mounted on the drive shaft 9, the inner cylindrical parts of the valves 6 during continuous rotation of the drive shaft 9 also continuously rotate.

Газопропускные окна 7 на цилиндре клапана 6 в определенные моменты совпадают с полостью патрубков 12, и в этот момент клапан обладает минимальным сопротивлением, а значит, пропускает через себя весь поток газа, поступающий на контактный аппарат. По мере взаимного смещения окон при вращении подвижного цилиндра клапана проходное сечение по вводу и отводу газов из клапана 6 уменьшается, и, соответственно, возрастает сопротивление клапана 6, что приводит к уменьшению величины газового потока, движущегося через клапан 6 и соответствующий контактный слой.The gas ports 7 on the cylinder of the valve 6 at certain times coincide with the cavity of the nozzles 12, and at this moment the valve has minimal resistance, which means that it passes through itself the entire flow of gas entering the contact device. As the windows are mutually displaced during rotation of the movable cylinder of the valve, the gas inlet and outlet cross-section through the valve 6 decreases, and, accordingly, the resistance of the valve 6 increases, which leads to a decrease in the gas flow moving through the valve 6 and the corresponding contact layer.

При повороте перепускных клапанов на 90° его окна и окна на центральной колонне 5 полностью не совпадают, и движение газов через соответствующий клапан и слой полностью прекращается.When the bypass valves rotate 90 °, its windows and the windows on the central column 5 do not completely coincide, and the movement of gases through the corresponding valve and layer is completely stopped.

Так как перепускные клапаны, прикрепленные к единому вращающемуся валу, развернуты в плоскости вращения относительно друг друга на 90°, то в момент прохождения любым из клапанов положения «полностью закрыт» другой клапан находится в положении «полностью открыт» и весь поток газа устремляется через этот клапан и соответствующий контактный слой. Особенность внутренней наклонной перегородки такова, что в зависимости от положения клапана поток газа, выходящий из клапана, может быть устремлен вверх или вниз. Соответственно, поток газа, входящий в клапан после прохождения слоя, может быть направлен снизу или сверху, тем самым обеспечивая попеременное движение газов по каждому слою, то сверху вниз или снизу вверх, причем в момент переключения направления движения газов по слою газ через данный слой вообще не проходит.Since the bypass valves attached to a single rotating shaft are rotated 90 ° relative to each other, at the time of passage of any of the valves to the “fully closed” position, the other valve is in the “fully open” position and the entire gas flow rushes through this valve and associated contact layer. The peculiarity of the internal inclined partition is such that, depending on the position of the valve, the gas flow exiting the valve can be directed up or down. Accordingly, the gas flow entering the valve after passing through the layer can be directed from below or from above, thereby providing alternating movement of gases in each layer, then from top to bottom or from bottom to top, and at the moment of switching the direction of gas movement through the layer, gas through this layer generally does not pass.

Наличие изолирующей перегородки между слоями исключает взаимное перетекание газов из одного слоя в другой внутри контактного аппарата.The presence of an insulating partition between the layers eliminates the mutual flow of gases from one layer to another inside the contact apparatus.

Способ согласно изобретению осуществляется следующим образом.The method according to the invention is as follows.

Пример 1Example 1

Исходную реакционную газовую смесь, состоящую по объему из 4% диоксида серы, 10% кислорода и 86% азота, подают в контактный аппарат через коллектор 14 с температурой 200°С, и далее смесь разводится через патрубки 12 на каждый из двух параллельно работающих слоев катализатора. Полный цикл работы переключения клапанов 6 составил 38 мин. Устойчивая степень конверсии диоксида серы в триоксид, достигнутая в контактном аппарате, составила 98%. Максимальная температура в районе температурного фронта - 605°С.The initial reaction gas mixture, consisting of 4% sulfur dioxide, 10% oxygen and 86% nitrogen, is fed into the contact apparatus through a collector 14 with a temperature of 200 ° C, and then the mixture is diluted through nozzles 12 to each of two parallel catalyst beds . The full cycle of valve switching 6 was 38 min. A stable degree of conversion of sulfur dioxide to trioxide achieved in the contact apparatus was 98%. The maximum temperature in the area of the temperature front is 605 ° C.

Высота слоя катализатора составляла 1,7 м, а высота слоя верхней и нижней подсыпки кускового кварца - 0,5 м. Максимальная скорость движения газов по каждому слою равнялась 0,4 м/с, при этом характер изменения газовой нагрузки по каждому слою близок к синусоидальному с перекрытием движения газов в момент переключения направления движения газа. Суммарная степень стабильности нагрузки объединенного потока составила 98%. Температура газов на выходе из аппарата превысила температуру газов на входе в него на 110°С.The height of the catalyst layer was 1.7 m, and the height of the layer of the upper and lower bedding of lump quartz was 0.5 m. The maximum gas velocity in each layer was 0.4 m / s, while the nature of the change in gas load in each layer was close to sinusoidal with overlapping gas movement at the moment of switching the direction of gas movement. The total degree of load stability of the combined stream was 98%. The temperature of the gases at the outlet of the apparatus exceeded the temperature of the gases at the entrance to it by 110 ° C.

Перерабатывая газ традиционным способом (прототип), не удается поднять степень конверсии сернистых газов выше 94%. В разработанном способе степень конверсии повышается до 98%, выбросы остаточного диоксида серы снижаются в 3 раза и составляют всего 0,08 об.% остаточного диоксида серы.Processing gas in the traditional way (prototype), it is not possible to raise the degree of conversion of sulfur dioxide above 94%. In the developed method, the degree of conversion is increased to 98%, the emissions of residual sulfur dioxide are reduced by 3 times and amount to only 0.08% by volume of residual sulfur dioxide.

Пример 2Example 2

Исходную реакционную газовую смесь, состоящую по объему из 1% диоксида серы, 8% кислорода, 12% диоксида углерода и 79% азота, подают в контактный аппарат через коллектор 14 с температурой 330°С, и далее смесь разводится через патрубки 12 на каждый из двух параллельно работающих слоев катализатора. Полный цикл работы переключения клапанов 6 составил 22 мин. Устойчивая степень конверсии диоксида серы в триоксид, достигнутая в контактном аппарате, составила 97,5%. Максимальная температура в районе температурного фронта - 495°С.The initial reaction gas mixture, consisting of 1% sulfur dioxide, 8% oxygen, 12% carbon dioxide and 79% nitrogen by volume, is supplied to the contact apparatus through a manifold 14 with a temperature of 330 ° C, and then the mixture is diluted through nozzles 12 for each of two parallel catalyst beds. The full cycle of valve switching 6 was 22 min. A stable degree of conversion of sulfur dioxide to trioxide, achieved in the contact apparatus, was 97.5%. The maximum temperature in the area of the temperature front is 495 ° С.

Высота слоя катализатора составляла 1,5 м, а высота слоя верхней и нижней подсыпки кускового кварца - 0,3 м. Максимальная скорость движения газов по каждому слою равнялась 0,35 м/с. Характер изменения газовой нагрузки по каждому слою близок к «пилообразному» с пиком в середине периода и спадом до и после переключения перекрытием движения газов в момент переключения направления движения газа. Колебания суммарного потока газов по нагрузке составила не более 1,5%. Температура газов на выходе из аппарата превысила температуру газов на входе в него на 25°С.The height of the catalyst layer was 1.5 m, and the height of the layer of the upper and lower bedding of lump quartz was 0.3 m. The maximum velocity of the gases in each layer was 0.35 m / s. The nature of the change in gas load in each layer is close to “sawtooth” with a peak in the middle of the period and a decline before and after switching by the overlap of the gas movement at the moment of switching the direction of gas movement. Fluctuations in the total gas flow over the load was not more than 1.5%. The temperature of the gases at the outlet of the apparatus exceeded the temperature of the gases at the entrance to it by 25 ° C.

Работая на известном нестационарном контактном аппарате на газах с концентрацией ~1% диоксида серы, возможно получить степень конверсии не выше 93%. В изобретении степень конверсии равна 97,5%, то есть удается снизить остаточное содержание диоксида в газах в 2,8 раза, а диоксид серы в выхлопных газах составляет только 0,025-0,03 об.%.Using a well-known non-stationary contact apparatus on gases with a concentration of ~ 1% sulfur dioxide, it is possible to obtain a degree of conversion not higher than 93%. In the invention, the degree of conversion is 97.5%, that is, it is possible to reduce the residual dioxide content in gases by 2.8 times, and sulfur dioxide in the exhaust gases is only 0.025-0.03 vol.%.

Пример 3Example 3

Исходную реакционную газовую смесь, состоящую по объему из 2,5% диоксида серы, 7,5% кислорода, 6% диоксида углерода, 5% паров воды и 79% азота, подают в контактный аппарат через коллектор 14 с температурой 280°С, и далее смесь разводится через патрубки 12 на каждый из двух параллельно работающих слоев катализатора. Полный цикл работы переключения клапанов 6 составил 30 мин. Устойчивая степень конверсии диоксида серы в триоксид, достигнутая в контактном аппарате, составила 98,5%. Максимальная температура в районе температурного фронта - 580°С.The initial reaction gas mixture, consisting of 2.5% sulfur dioxide, 7.5% oxygen, 6% carbon dioxide, 5% water vapor and 79% nitrogen by volume, is supplied to the contact apparatus through a manifold 14 with a temperature of 280 ° C, and the mixture is then diluted through nozzles 12 to each of two parallel catalyst beds. The full cycle of valve switching 6 was 30 minutes The stable degree of conversion of sulfur dioxide to trioxide achieved in the contact apparatus was 98.5%. The maximum temperature in the area of the temperature front is 580 ° С.

Высота слоя катализатора составляла 1,7 м, а высота слоя верхней и нижней подсыпки кускового кварца фракции 50 составила по 0,5 м. Максимальная скорость движения газов по сечению слоя равнялась 0,38 м/с. Характер изменения газовой нагрузки по каждому слою близок к синусоидальному со смещением программы нагрузок между слоями на четверть периода. Колебания объединенной газовой нагрузки от номинального показателя не превышали 2%.Температура газов на выходе из аппарата превысила температуру газов на входе на 70°С.The height of the catalyst layer was 1.7 m, and the height of the layer of the upper and lower bedding of lump quartz of fraction 50 was 0.5 m each. The maximum gas velocity along the section of the layer was 0.38 m / s. The nature of the change in gas load in each layer is close to sinusoidal with a shift of the load program between the layers by a quarter of the period. Oscillations of the combined gas load from the nominal indicator did not exceed 2%. The temperature of the gases at the outlet of the apparatus exceeded the temperature of the gases at the inlet by 70 ° C.

Лучшие известные системы нестационарных аппаратов, работающие с 2% газом, смогли достичь степени конверсии 96%. При использовании изобретения удается поднять этот показатель до 98,5%, тем самым снизить остаточное содержание диоксида серы в газе до 0,03% или улучшить ситуацию с выбросами в 2,6 раза.The best known non-stationary apparatus systems working with 2% gas were able to achieve a conversion rate of 96%. When using the invention, it is possible to raise this indicator to 98.5%, thereby reducing the residual sulfur dioxide content in the gas to 0.03% or to improve the situation with emissions by 2.6 times.

Расположение перегородки 8 в верхнем клапане 6 создает движение входящих газов верхнего слоя вверх по колонне, затем газы через окна 10 из колонны 5 выходят в пространство над слоем катализатора, проходят через последний, где диоксид серы окисляется до триоксида серы. Газы выходят в пространство под слоем, затем через окна 7 поступают в колонну, поднимаются в клапан 6 и через патрубок 13 выводятся из аппарата. В коллекторе газы, идущие с верхнего слоя катализатора, объединяются с газами параллельно работающего контактного нижнего слоя и через коллектор 15 выводятся из системы на абсорбцию.The location of the partition 8 in the upper valve 6 creates a movement of incoming gases of the upper layer up the column, then the gases through the windows 10 from the column 5 go into the space above the catalyst layer, pass through the latter, where sulfur dioxide is oxidized to sulfur trioxide. Gases enter the space under the layer, then through the windows 7 enter the column, rise into the valve 6 and through the pipe 13 are removed from the apparatus. In the collector, the gases coming from the upper catalyst layer are combined with the gases of the parallel contact lower layer and through the collector 15 are removed from the system for absorption.

Подобным образом газовый поток движется и в нижнем контактном слое. Так как расположение перегородки в нижнем клапане, обратное верхнему клапану, то входящий газовый поток сначала направляется вниз по колонне, затем через окна в ней, выходит в пространство под слоем катализатора. Затем газ снизу вверх проходит по слою, где диоксид серы окисляется до триоксида, в пространстве над слоем входит в окна колонны, опускается вниз в клапан и оттуда через патрубок 13 выводится из аппарата для объединения с газами, идущими на абсорбцию через коллектор 15. Таким образом, газы в верхнем контактном слое в конкретный момент времени движутся по слою сверху вниз, а в нижнем - снизу вверх. Направление движения газов по слоям сменяется на противоположное через половину периода по сравнению с направлением, показанным на фиг.1.In a similar way, the gas flow moves in the lower contact layer. Since the location of the baffle in the lower valve is the inverse of the upper valve, the incoming gas flow is first directed down the column, then through the windows in it, goes into the space under the catalyst layer. Then the gas passes from bottom to top through the layer where sulfur dioxide is oxidized to trioxide, enters the column windows in the space above the layer, lowers down into the valve and from there through the nozzle 13 it is removed from the apparatus for combining with the gases going to the absorption through the collector 15. Thus , gases in the upper contact layer at a particular moment in time move along the layer from top to bottom, and in the bottom - from bottom to top. The direction of gas movement in the layers is reversed after half the period compared with the direction shown in figure 1.

Количество газа, поступающего в каждый момент на любой из параллельно работающих слоев, зависит от сопротивления соответствующего клапана в каждый момент, т.е. от взаимного расположения окон подвижного и неподвижного цилиндров, составляющих основные детали клапана. В моменты, когда окна цилиндров повернуты друг относительно друга на 90°, один из клапанов закрыт для прохождения газов через него и соответствующий слой и наоборот, когда окна совпадают, газы испытывают минимальное сопротивление со стороны клапана, т.е. в этом случае весь газ проходит через соответствующий слой. Положение наклонной внутренней перегородки внутри клапана определяет движение входящего потока газа вверх и вниз по центральной колонне.The amount of gas entering at any moment on any of the parallel working layers depends on the resistance of the corresponding valve at each moment, i.e. from the relative position of the windows of the movable and fixed cylinders that make up the main parts of the valve. At the moments when the cylinder windows are rotated 90 ° relative to each other, one of the valves is closed for the passage of gases through it and the corresponding layer and vice versa, when the windows coincide, the gases experience minimal resistance from the valve side, i.e. in this case, all the gas passes through the corresponding layer. The position of the tilted internal partition inside the valve determines the movement of the incoming gas flow up and down the central column.

Таким образом в заявленном способе и устройстве для его осуществления достигаются следующие положительные эффекты:Thus, in the claimed method and device for its implementation, the following positive effects are achieved:

- исключаются залповые выбросы диоксида серы в момент переключения направления движения газов по слою, так как в этот момент в результате конструктивных особенностей клапаны проходят через положение «абсолютно заперт»,- volley emissions of sulfur dioxide are excluded at the moment of switching the direction of gas movement through the layer, since at this moment, as a result of design features, the valves pass through the "absolutely locked" position,

- не наблюдается снижения степени контактирования диоксида серы в моменты приближения переключения направления движения газов по слою, так как клапаны в этот момент резко снижают газовый поток, проходящий через клапан.- there is no decrease in the degree of contacting of sulfur dioxide at the moments of approaching switching the direction of gas movement through the layer, since the valves at this moment sharply reduce the gas flow passing through the valve.

Claims (2)

1. Способ получения триоксида серы каталитическим окислением двуокиси серы, включающий пропускание исходной реакционной газовой смеси через, по меньшей мере, два последовательно расположенных слоя катализатора при попеременном изменении направления подачи и отвода реакционной газовой смеси на каждый слой, отличающийся тем, что реакционную газовую смесь на слои катализатора подают в циклическом режиме, при этом на один из слоев катализатора подачу реакционной газовой смеси увеличивают до максимального значения с последующим уменьшением ее подачи до полного прекращения в момент изменения направления движения газов в слое, а на другой слой катализатора одновременно в том же цикле уменьшают подачу реакционной газовой смеси до полного ее прекращения, затем изменяют направление движения газов и повторяют цикл, причем суммарный поток реакционной газовой смеси, подаваемой и отводимой из соответствующих слоев катализатора, поддерживают постоянным за счет смещения во времени момента изменения направления движения газов по каждому слою.1. A method of producing sulfur trioxide by catalytic oxidation of sulfur dioxide, comprising passing the initial reaction gas mixture through at least two successive catalyst beds with alternately changing the direction of supply and removal of the reaction gas mixture to each layer, characterized in that the reaction gas mixture the catalyst layers are fed in a cyclic mode, while on one of the catalyst layers the supply of the reaction gas mixture is increased to a maximum value and then reduced we feed it until it stops completely at the moment of changing the direction of gas movement in the layer, and simultaneously on the other catalyst layer, in the same cycle, reduce the flow of the reaction gas mixture until it stops completely, then change the direction of gas movement and repeat the cycle, and the total flow of the reaction gas mixture , supplied and discharged from the respective catalyst layers, is kept constant due to the time displacement of the moment of change in the direction of gas movement in each layer. 2. Контактный аппарат для осуществления способа, содержащий корпус с патрубками для подачи и отвода реакционной газовой смеси, соосно расположенную в корпусе и соединенную с патрубками центральную колонну, а также размещенные между корпусом и колонной по высоте, по меньшей мере, две реакционные камеры с катализатором, ограниченные колосниковыми решетками, отличающийся тем, что центральная колонна снабжена соосно расположенным в ее полости приводным вертикальным валом и закрепленными на нем перепускными клапанами по числу колосниковых решеток с катализатором, которые разделены между собой изолирующей перегородкой, при этом каждый клапан выполнен в виде полого цилиндра с окнами, сообщающимися с патрубками для подачи и отвода газовой смеси, и разделяющей полость клапана наклонной внутренней перегородкой, причем в двух смежных клапанах окна и наклонные перегородки развернуты на валу в плоскости вращения относительно друг друга на 90°. 2. A contact apparatus for implementing the method, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging the reaction gas mixture, a central column coaxially located in the housing and connected to the nozzles, and at least two reaction chambers with a catalyst located between the housing and the column in height bounded by grate grids, characterized in that the central column is provided with a drive vertical shaft coaxially located in its cavity and bypass valves fixed to it by the number of grate gates gratings with a catalyst, which are separated by an insulating partition, each valve being made in the form of a hollow cylinder with windows communicating with the nozzles for supplying and discharging the gas mixture and separating the valve cavity with an inclined internal partition, moreover, in two adjacent valves there are windows and inclined partitions deployed on the shaft in a plane of rotation relative to each other by 90 °.
RU2007147568/15A 2007-12-24 2007-12-24 Method for preparation of sulphur trioxide and device thereof RU2367594C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147568/15A RU2367594C1 (en) 2007-12-24 2007-12-24 Method for preparation of sulphur trioxide and device thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147568/15A RU2367594C1 (en) 2007-12-24 2007-12-24 Method for preparation of sulphur trioxide and device thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2367594C1 true RU2367594C1 (en) 2009-09-20

Family

ID=41167845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007147568/15A RU2367594C1 (en) 2007-12-24 2007-12-24 Method for preparation of sulphur trioxide and device thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2367594C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3963423A (en) * 1973-07-26 1976-06-15 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Catalytic reactor having annular catalyst tray means
US4335076A (en) * 1980-09-19 1982-06-15 Chemetics International Ltd. Converter for converting sulfur dioxide to sulfur trioxide
SU911852A1 (en) * 1980-09-03 1984-12-15 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Катализа Со Ан Ссср Method of obtaining elemental sulfur
SU890663A1 (en) * 1980-07-03 1988-10-23 Институт катализа СО АН СССР Method of oxidizing sulfur dioxide into sulfur trioxide
US5264200A (en) * 1990-05-31 1993-11-23 Monsanto Company Monolithic catalysts for conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide
RU2019287C1 (en) * 1992-01-22 1994-09-15 Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов с опытным заводом Reactor for catalytically decontaminating gases under nonstationary conditions
CA2154515A1 (en) * 1994-08-17 1996-02-18 Gordon M. Cameron Catalytic Converter
RU2056147C1 (en) * 1992-02-17 1996-03-20 Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов с опытным заводом Gas-shaped wastes catalytic purification method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3963423A (en) * 1973-07-26 1976-06-15 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Catalytic reactor having annular catalyst tray means
SU890663A1 (en) * 1980-07-03 1988-10-23 Институт катализа СО АН СССР Method of oxidizing sulfur dioxide into sulfur trioxide
SU911852A1 (en) * 1980-09-03 1984-12-15 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Катализа Со Ан Ссср Method of obtaining elemental sulfur
US4335076A (en) * 1980-09-19 1982-06-15 Chemetics International Ltd. Converter for converting sulfur dioxide to sulfur trioxide
US5264200A (en) * 1990-05-31 1993-11-23 Monsanto Company Monolithic catalysts for conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide
RU2019287C1 (en) * 1992-01-22 1994-09-15 Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов с опытным заводом Reactor for catalytically decontaminating gases under nonstationary conditions
RU2056147C1 (en) * 1992-02-17 1996-03-20 Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов с опытным заводом Gas-shaped wastes catalytic purification method
CA2154515A1 (en) * 1994-08-17 1996-02-18 Gordon M. Cameron Catalytic Converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204723983U (en) Radial U-shaped stream absorbing unit
CN100337725C (en) Method and equipment for reducing NOx and N2O content in gas
CN100496674C (en) Bilateral opposite flushing inlet wet ammonia method for flue gas desulfurizing technology and device thereof
JP2010508222A5 (en)
DK2330075T3 (en) METHOD OF PRODUCING SULFURIC ACID
WO2008044942A1 (en) Chemical looping combustion
CN105858601A (en) Switchover-type chemical-looping hydrogen production plant and hydrogen production method
US10556795B2 (en) Single contact, single absorption system for producing sulfuric acid with high conversion efficiency
RU2367594C1 (en) Method for preparation of sulphur trioxide and device thereof
US3717976A (en) Process for removing sulfur oxides from sulfur oxide containing exhaust gas
CN105836705A (en) Integrated switch chemical looping hydrogen production apparatus and production method thereof
CN216136995U (en) Fuming sulfuric acid preparation facilities
CN214075891U (en) A kind of reversing circulation square warehouse reactor and desulfurization reaction device
RU2530077C2 (en) Method of producing sulphuric acid and apparatus therefor
CN102865669A (en) Device and method for switching-type chemical-looping combustion
JP5926181B2 (en) Sulfuric acid production method and system
US8728426B2 (en) Hybrid reactor with two reaction zones
CN110975581A (en) A device for improving SNCR denitration efficiency of circulating fluidized bed boiler
WO2011114609A1 (en) Device for eliminating n2o within exhaust gas and method for eliminating n2o
CN212309298U (en) Smoke treatment device for chain grate coal-fired boiler
KR20030070931A (en) Multi layer non-thermal plasma/catalyst reactor
RU2194570C2 (en) Reactor for catalytic cleaning of gases
RU150513U1 (en) Contact device for the oxidation of sulfur dioxide into sulfur trioxide
RU2174945C2 (en) Method of processing concentrated sulfur dioxide
CN114031039A (en) System and method for low temperature chemical chain desulfurization and co-production of sulfuric acid in H2S-containing synthesis gas

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091225