Сушильно-абсорбционное отделение. Абсорбция серного ангидрида

Из ангидридного холодильника Т-5 контактного отделения газ, содержащий серный ангидрид, направляется на абсорбцию в сушильно-абсорбционное отделение в олеумный абсорбер К-5, представ­ляющий из себя стальной, футерованный кислотоупорной плиткой цилиндр. Конструкция олеумного абсорбера аналогична конструкции сушильной башни, но в нем отсутствует брызгоуловитель со слоем кварцевой насадки.

Температура газа на входе в олеумный абсорбер контролиру­ется по прибору поз. TIR 1-101ж. Газ с температурой не более 200 °С прохо­дит абсорбер снизу вверх навстречу орошающему олеуму с темпера­турой не более 60 °С.

Поглощение серного ангидрида из газа олеумом идет с повыше­нием температуры и увеличением концентрации.

Олеум, орошающий абсорбер К-5, стекает по насадке в нижнюю часть, а затем по­ступает в циркуляционный сборник Е-7, откуда погружными насосами Н-7/1, 2 подается на охлаждение в аппараты воз­душного охлаждения ХВ-2/1, 2, 3 которые снабжены системой аналогичной той, которая установлена после ХВ-1/1, 2, а затем на орошение абсорбера К-5.

Всего на олеумном цикле установлено по три насоса и три аппарата воздушного охлаждения.

Температура олеума на выходе ХВ-2/1, 2, 3 контролирует­ся по приборам поз. TIR 1-101е/1, 2, 3.

Для поддержания концентрации олеума в требуемых пределах 19-30 % свободного SO₃ в циркуляционный сборник Е-7 подается серная кислота из цикла моногидратного абсорбера К-6 по перетоку Е-8 ® Е-7.

Концентрация олеума регулируется прибором поз. QIRC 5-102, клапан которого установлен на линии подачи моногидрата в сборник Е-7. Уровень в сборнике Е-7 регулируется прибором поз. LIRCA 4-102, клапан ко­торого установлен на линии подачи олеума в цикл I-го моногидрат­ного абсорбера.

После аппаратов воздушного охлаждения ХВ-2/1, 2, 3 с линии ороше­ния абсорбера К-5 предусмотрена линия вывода олеума на склад в емкости Е-20/1, 2 (433, 434). Количество выводимого олеума регулиру­ется регулятором расхода поз. FIRC 3-101, клапан которого установлен на линии откачки олеума на склад.

Процесс поглощения серного ангидрида, а, следовательно, и выпуска олеума, находятся в прямой зависимости от температу­ры орошающего олеума, вследствие изме­нения парциального давления серного ангидрида над олеумом. Чем выше температура, тем большее количество SO₃ испаряется с поверхности.

Расчетное количество серного ангидрида, поглощаемое в олеумном абсорбере, составляет 60 %. Остальное количество поглощает­ся в моногидратном абсорбере К-6.

Газ после олеумного абсорбера К-5 с температурой не более 90 °С, определяемой по прибору поз. ТIR 1-101з, направляется на абсорбцию в 1 моногидратный абсорбер К-6, конструктивно выполненный также, как и сушильная башня К-4.

С целью снижения коррозионного воздействия тумана кислоты на оборудование в верхней части абсорбера К-6 смонтированы осадители тумана «Монсанто» (см. стр. 34).

Газ из олеумного абсорбера проходит моногидратный абсор­бер снизу вверх и поступает на IV-й слой контактного аппарата на II-ю ступень контактирования. Оптималь­ная концентрация кислоты, орошающей моногидратный абсорбер, составляет 98,3 %.

Выбор 98,3 %-й концентрации серной кислоты обеспечивает полно­ту абсорбции, так как в этом случае над раствором находятся только пары кислоты. При более низкой концентрации в насыщенном паре имеется водяной пар, который с серным ангидридом поступающего газа об­разует в объеме туман серной кислоты, трудно абсорбируемый кислотой. Над раствором кислоты, содержащим более 98,3 % серной кислоты, в па­рах присутствует свободный серный ангидрид, вследствие этого последний не может быть полностью абсорбирован.

Кислота с температурой не более 55 °С, орошающая I-й моногидратный абсорбер К-6, стекает в нижнюю часть, затем поступает в цирку­ляционный сборник Е-8, откуда погружными насосами Н-8/1, 2 по­дается на охлаждение в аппараты воздушного охлаж­дения ХВ-3/1, 2, 3, которые снабжены системой аналогичной той которая установлена после ХВ-1/1, 2, а далее на орошение абсорбера К-6.

Температура на выходе из аппаратов воздушного охлаждения контролируется по прибору поз. ТIR 1-101д/3, 4, 5.

Для поддержания концентрации серной кислоты 97,5-98,5 % в циркуляционный сборник Е-8 подается серная кислота из цикла I-й промывной башни.

Концентрация кислоты регулируется прибором поз. QIRC 5-103/1, клапан которого установлен на линии подачи кислоты из Е-2 в Е-8. Уровень в сборнике Е-8 регулируется регулятором уровня поз. LIRCA 4-103, клапан которого установлен на линии перетока Е-6 ® Е-8.

Из цикла I-го моногидратного абсорбера К-6 после холодильников кислота подается в сборник Е-6 сушильной башни К-4 и в сборник Е-7 абсорбера К-5.

Во II-й моногидратный абсорбер К-7 подается газ с темпера­турой не более 190 °С после IV-го слоя контактного аппарата (после II-й ступени контактирования).

Орошение II-го моногидратного абсорбера осуществляется двумя погружными насосами Н-9/1, 2.

Кислота с температурой не более 55 °С, орошающая II-й моногид­ратный абсорбер К-7, стекает в нижнюю часть, а затем поступает в циркуляционный сборник Е-9, откуда погружными насосами Н-9/1, 2 подается на охлаждение в аппараты воздушного охлаж­дения ХВ-4/1, 2 которые снабжены системой аналогичной той которая установлена на других АВО и далее на орошение К-7.

Температура кислоты на выходе из ХВ-4/1,2 регистрируется по прибору поз. ТIR1-101д/6, 7. Концентрация кислоты в цикле II-го моногидратного абсорбера регули­руется прибором поз. QIRC 5-103/2, клапан которого установлен на линии подачи кис­лоты из цикла сушильной башни. Уровень в сборнике Е-9 регулируется регулятором уровня поз. LIRCA 4-107, клапан которого установлен на линии подачи кислоты из Е-9 в Е-8.

Процесс поглощения SO₃ в абсорбционных башнях происходит с образованием тумана серной кислоты, которая практически не абсорбируется самой кислотой.

С целью исключения выбросов тумана в атмосферу через ды­мовую трубу в верхней части башни К-7 установлены осадители ту­мана фирмы «Монсанто» типа ЕS 210 в коли­честве 11 штук. При этом кварцевый демистр из башни демонтирован. Элементы ЕS 210 смонти­рованы на специальной распределительной решетке из нержавеющей стали. Рас­пределительная решетка оборудована гидрозатворами для отвода накапливающейся кислоты.

Эти же осадители тумана исполняют роль и брызгоуловителей.

Осадители тумана в количестве 11 штук рассчитаны на объем га­за не более 20000 м³/ ч*.

При нормальной эксплуатации осадителей тумана, когда на входе в них:

· содержание тумана - не более 0,5 г/м³;

· брызги серной кислоты - не более 0,9 г/м³;

· влага - не более 0,3 % масс.;

содержание частиц тумана серной кислоты на выходе из осадителей не превышает 0,009 г/м³.

Рабочий перепад давления на осадителях тумана К-6, К-7 - 250 мм вод. ст. (макс. 400 мм вод. ст.).

Перепад давления замеряется и регистрируется поз. РDIR 2-21, 22.

Рабочая температура осадителей тумана - не более 70 °С - регистрируется поз. ТIRAS 1-11, 12. С целью предотвращения вывода из строя осадителей по причине перегрева в случае остановки насосов орошения колонны К-7, или по другим причинам при температуре 80 °С срабатывает сигнализация, а при температуре 90 °С срабатывает блокировка по остановке нагнетателя В-4/1, 2.

Обслуживание осадителей тумана осуществляется согласно инструк­ции по эксплуатации осадителей тумана типа ES 210 «Монсанто» на установках УПСК-1, 2.

Отходящий газ К-7 направляется в испарительную колонку К-8, представляющую из себя пустотелый стальной цилиндр, имеющий внутри пережим, и футерованный кислотостойким материалом.

Орошение К-8 производится через свинцовые брызгала, установленные на крышке башни. Кислота на орошение подается насосами Н-10/1, 2, которые снабжены системой контроля подшипников электродвигателя и автоматического поддержания температур путем управления скоростью вращения электродвигателя насосов для плавного наращи­вания заданного оператором значения. Кислота подается в коллектор со свинцовыми брызгалами (10 шт.), которые расположены на крышке башни, после этого стекает в сборник Е-10 конструктивно соединенный с башней.

За счет тепла отходящего сухого газа в испарительной колонке происходит испа­рение влаги промывного отделения и удаление ее в атмосферу. Количество испаряемой влаги регулируется дросселями на линии подачи горячего воздуха из Т-7 в испаритель­ную колонку и на свечу. Во избежание конденсации SO₃ и коррозии трубок теплообмен­ник Т-7 имеет схему возврата горячего воздуха на прием воздуходувки В-2/2. Отходящие газы из испарительной колонки К-8 направ­ляются в выхлопную трубу Д-2.

Все сборники абсорбционного отделения снабжены световой и звуковой сигнали­зацией по верхнему 95 % и нижнему уровню 20 % кислоты в сборниках, а также аварий­ному уровню 100 %.

Склад кислоты

На складе кислоты производится промежуточное хранение вырабатываемых на установке серной кислоты и олеума. Склад кислоты и олеума имеет четыре емкости по 100 м³ каждая. Две емкости Е-20/1, 2 (зав. индекс 433, 434) предназначены для хра­нения олеума, две Е-21/1, 2 (зав. индекс 435, 436) – для хране­ния кислоты. Емкости Е-20/1, 2 теплоизолированы, а в зимнее время предусмотрен подогрев днища через наружные змеевики.

С целью исключения переохлаждения металла корпуса емкостей, в зимнее время предусмотрен контроль температуры поверхностей стенок емкостей Е-20/1, 2 (поз. ТIR 1-255/о, к, л, м, н, п). Температура поверхности Е-21/1, 2 контролируется по прибору поз. ТIR 1-255/р, с, т, у, ф, х.

Олеум из емкостей Е-20/1, 2 перекачивается насосами Н-15/1, 2 потребителям (на установки «Парекс»-1, 2) или на участок «Реагентное хозяйство» для хранения.

Кислота из емкостей Е-21/1, 2 перекачивается насосами Н-18/1, 2 на участок «Реагентное хозяйство» для отгрузки потребителям железнодорожным транспортом.

Заполнение сифонов резервуаров кислоты и олеума может производиться вакуум-насосом Н-19 по соответствующим вакуум-линиям. Для предотвращения попадания кислоты в вакуум-насос перед ним предусмотрен щелочной промыватель Е-25, запол­ненный кварцем, куда закачивает­ся щелочь.

Емкости Е-20/1, 2, Е-21/1, 2 снабжены световой и звуковой сигнализацией по верхнему и нижнему уровням.