Контрольная работа: Производство серной кислоты

На сернокислотных заводах нашей страны в качестве катализатора используют главным образом ванадиевые контактные массы с содержанием V205 примерно 7 %, а также включающие оксиды щелочных металлов и высокопористые алюмосиликаты в качестве носителя.

Для достижения максимальной скорости окисления SO2 в SO3 процесс следует начинать при температуре около 600 °С и заканчивать при 400 °С. Конструкции современных полочных контактных аппаратов обеспечивают эти условия. При тщательной очистке газа контактная масса сохраняет активность на протяжении нескольких лет. Самая высокая активность катализатора и выгодные температурные условия процесса катализа достигаются в аппаратах со взвешенным (кипящим) слоем.

Контактное отделение (рис. 2.2) включает трубчатый теплообменник 6 и контактный аппарат 7. Сухой и холодный очищенный газ подается турбокомпрессором 5 в межтрубное пространство теплообменника 6 для предварительного нагрева. Подогретый газ,проходя между трубками теплообменников, расположенных в контактном аппарате между полками с контактной массой, нагревается до 450 °С и поступает на верхний слой катализатора, где 70...75 %

Рис. 2.2. Схема производства серной кислоты контактным способом: 1, 2—промывные башни (полая и с насадкой); 3 — электрофильтр; 4 — башня с насадкой; 5 - турбокомпрессор; 6 - теплообменник; 7 — контактный аппарат; 8 - холодильный; 9 — башня для абсорбера; 10 - башня для орошения; 11 — кислотный холодильник; 12 — сборник; 13 -центробежный насос

Олеум в результате реакции теплоты температура газа повышается до 590...600 °С. Затем газ направляется во внутренний теплообменник, где охлаждается до 450...490 °С. Охлажденная смесь SO2 + SO3 подается через второй слой катализатора, на котором продолжается дальнейшее окисление SO2 в SОз. Обычно газ проходит через 3...5 решетчатых полок с контактной массой и расположенными между ними теплообменниками, в результате чего 97...98 % SO2 превращается в SОз. Окисленный газ, имеющий при выходе из контактного аппарата температуру 400...430 °С, поступает в теплообменник 6, где охлаждается до 200 °С, а затем в холодильник 8, где его температура снижается до 60...80 °С. Автотермичность процесса окисления SO2 в SОз позволяет эффективно использовать теплоту, выделяющуюся в ходе реакции.

В четвертой стадии процесса производства серной кислоты охлажденный окисленный газ направляется в абсорбционное (поглотительное) отделение цеха. Абсорбцию триоксида водой осуществлять нецелесообразно, так как реакция SO3 + H2O-->H2SO4 + Q будет протекать в газовой фазе (за счет выделяющейся теплоты вода превращается в пар) с образованием мельчайших капелек кислоты (тумана), который очень трудно улавливается. Поэтому SОз поглощается концентрированной серной кислотой в две стадии.

Значение:

1-Тонкое измельчение.

2-Обжиг.

3-Улавливание пыли электрофильтрами.

4-Очистка газа в системе промывных башен электрофильтров и сушильных башен.

5-Нагрев.

6-Прохождение через первый слой катализатора (V2O5).

7-Охлаждение во внутреннем теплообменнике.

8-Прохождение через второй слой катализатора.

9-Охлаждение в теплообменнике до 2000.

10-Охлаждение в холодильнике.

11-Поглощение (SO3) концентрированной серной кислотой в две стадии.

2. Динамика трудозатрат при развитии технологического процесса

Тж=200/(9t+210)

Тп=0,03t+0,7

Исходя из графика можно прийти к выводу, что развитие технологического процесса идёт по ограниченному пути.

2.1 Характер развития технологического процесса

Выражение Тж./Тп. с течением времени имеет тенденцию к уменьшению, следовательно процесс развития носит трудосберегающий характер.

2.2 Тип отдачи

Этапы расчёта: