ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Использование тепла обжигового газа

Данные о количестве тепла (в млн. кДж/'кг), выделя­ющегося при получении 1 т серной кислоты из различно­го сырья, приведены ниже:

Отсюда следует, что 52—65% общего количества теп­ла выделяется при обжиге ссрусодержащего сырья, ло-
этому в печном отделении в первую очередь предусмат­ривается использование выделяющегося тепла. Посколь­ку на получение 1 т H2S04 расходуется 50—100 кВт-ч электроэнергии, то при рациональном использовании лишь небольшой доли выделяющегося тепла сернокис­лотные заводы могут быть полностью обеспечены собст­венной электроэнергией. В печах КС получают до 1,2 т пара на 1 т вырабатываемой серной кислоты, т. е. ис­пользуют около 46% выделяющегося тепла. Таким образом, серно­кислотное производст­во может стать и по­ставщиком энергии, что снизит себестоимость серной кислоты.

При использовании тепла, выделяющегося на стадии контактиро­вания и образования серной кислоты (в этом направлении ведутся исследования), доля утилизируемого тепла еще более увеличится и производство серной кислоты станет гораздо экономичнее.

Прн обжиге колче­дана в печах пылевид­ного обжига и в печах КС, а также при сжигании серы температура газа на выходе из печей достигает 1000° С. Наиболее целесообразно использовать тепло этого газа для получения пара в котлах-утилизаторах.

Котлы-утилизаторы, устанавливаемые после печей КС для использования тепла обжигового газа, можно разделить на две группы: водотрубные и газотрубные. В зависимости от способа циркуляции воды существуют водотрубные котлы-утилизаторы с естественной и прину­дительной циркуляцией воды. На рис. 28 дана схема кот- ла-утилизагора с принудительной циркуляцией. Из ох­лаждающих элементов 8 и из кипятильных груб 6 в ба­рабан-сепаратор 5 поступает пароводяная эмульсия. Пар из сепаратора 5 попадает в пароперегреватель 3 и отсюда
при 430—450° С передается потребителям. Горячую во­ду, отделенную в сепараторе, циркуляционный насос 7 вновь направляет в охлаждающие элементы 8 и кипя­тильные трубы 6. Поступающая в сепаратор 5 вода пред­варительно очищается, нагревается и подвергается де­аэрации—удалению из нее растворенных газов.

Водотрубные котлы компактны, требуют небольшого расхода металла на 1 т получаемого пара и удобны для использования тепла запыленных газов. Основной недо­статок их состоит в том, что кипятильные грубы и трубы пароперегревателя быстро разрушаются под ударами взвешенных в газе частиц пыли. Недостатком водотруб­ных котлов-утилизаторов с принудительной циркуляцией является также необходимость установки для циркуля­ции воды в трубах постоянно действующих насосов, что связано с расходом электроэнергии и затратами на ре­монт и обслуживание насосов.

Газотрубный котел-утилизатор устроен примерно так же, как газовый холодильник (см. с. 139). Он представ­ляет собой горизонтальный цилиндрический котел с ре­шетчатыми днищами, в которые ввальцованы трубы диаметром 100—150 мм. По трубам движется обжиговый газ, выходящий из печи КС, а в межтрубном простран­стве находится вода. Накапливающийся в верхней части котла водяной пар поступает в охлаждающие элементы, расположенные в кипящем слое печи КС, нагревается до 430—450° С и направляется потребителям. Поскольку на перегрев пара затрачивается небольшое количество тепла, в часть охлаждающих элементов поступает вода из межтрубного пространства газотрубного котла.

Существенное достоинство газотрубных котлов состо­ит в том, что для них не требуется циркуляционных на­сосов, однако расход металла на эти котлы значительно больше, чем на циркуляционные котлы-утилизаторы.

Есть патенты, которые предусматривают использова­ние тепла в печах КС путем нагревания не воды, а воз­духа, с последующей подачей его в воздушную турбину, где тепловая энергия преобразуется в электрическую. В этом случае исключается применение паровых котлов, что существенно упрощает и удешевляет производство, поскольку сложная система подготовки воды и наличие вспомогательного оборудования у котлов-утилизаторов приводят к большим затратам и требуют постоянного внимания обслуживающего персонала.

Обжиговый газ, выходящий из механических печей, имеет сравнительно низкую температуру и потому не­пригоден для получения пара в котлах-утилизаторах. Однако теплом этого газа можно частично нагревать воздух, направляемый в топки печи.