2. československá socialistickÁ
REPUBLIKA
os
vydáno 15. července 1961 .
vyloženo 15. února 1951
Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 34/1957
Sb.
Inž. VLADIMIR soJKA a inž. OLDŘICH LIŠKA, oba DĚČÍN ·
Způsob kontinuální výroby kyseliny sírové
Přihlášeno 21. července 1958 (Fv 3853-58) Platnost patentu od 21.
července 1958
Vynález se týká způsobu kontinuální výroby H2SO4, který snižuje investiční náklady a zvyšuje
tepelnou ekonomii výroben kyseliny sírové ze síry.
Kyselina sírová ze síry se dosud vyrábí v zařízení, které pracuje za mírného přetlaku, tj.
nejvýše do 2000 mm vodního sloupce.
Obvyklý způsob výroby kyseliny sírové ze síry je naznačen na připojeném výkrese (obr. 1),
přičemž výrobní postup je tento:
Vzduch je nasáván dmychadlem 1, proháněn přes sušič 2, kde se zbaví vlhkosti, do spalovací
komory . Do spalovací komory je trys10 kami přiváděna síra, která v proudu vzduchu shoří na
kysličník siřičitý. Spalný plyn obsahující kysličník siřičitý se vede přes kotel 4, kdė se ochladí a
o. teplotě asi 430° C vstupuje do kontaktního kotle . V kontaktním kotli zoxyduje za přídavku
vzduchu kysličník siřičitý . . na kysličník sírový. Plyn z kontaktního kotle, obsahující kysličník -
sírový, se ochladí v chladiči 6 a vstupuje do absorbéru , kde se zachytí kysličník sírový. Plyn,
zbavený až na malé množství kysličníku siřičitého (0,13% obj) a sírového (2,5 gm3) odchází do
atmosféry. .. Rozměry přístrojů a tím i jėjich pořizovací cena jsou velké, prötože zařízéní
zpracovává značně množství plynu, asi 3500 Nm3 vzdu- . , chu ha 1 tvyrobené kyseliny)
prakticky bez tlaku. Vzhledem k bez
:: tlakovému provozu jsou omezeny i hodnoty cëlkové oxydace kysličníku ·
siřičitého ma sírový (stupeň oxydace nejvýše ,98) a štupeň zachycení : .
3.
4. 50
přímo úměrné vlastnímu tlaku. - - . . . ičitého na sírový je vyšší (pro tlak 6 ata stupeň
přeměny je ,99) a zachycení kysličniku sírového je
: : To znamená nejen výšší - . : ékonomii
výroby, ale hlavně snížení èxhalací škodlivých
kysličníku sírového je asi ,99. výrobna dále vyžaduje poměrně velkou
zastavěnou plochu-
Předmětem vynálezu je způsob kontinuální výroby kyseliny sí-
rové spalováním síry následující, katalytickou oxydäcí vzniklého SO2
aabsorpcí tím vzniklého SO3 v kyselíně sírové z předešlého výrob- . ního cyklu.
Podstatou vynálezu je; že veškeré stupně výroby se pro- . . . . . vádějí za tlaku 2 až 15
ata, dosaženého kompresním zařízením, vý
30 hodně turbokompresorem, které je poháněno plynovou turbinou vy
užívající energie odpadních plynů z výroby, ohřátých exotermickými výrobními pochody. . . . . -
Vynálezem je tedy tlaková výroba kyseliny sírové ze síry.
Veškeré výrobní pochody, počínaje spalováním síry a konče
sorpcí, se dějí. za tlaku. Zdrojem tlaku je kompresor, zařazený - na začátku výrobního postupu.
Vėškerého tepla, vybaveného při poćhodu, a to mejen spalného tepla síry, ale i tepla, získaného
okysličením kysličníku siřičitého na kysličník sírový, a konečně i tepla vybaveného při absorpci
kysličníkusírového na kyselinu sírovou, se využívá a v několika výměnících tepla předává
postupně protiproudně proudícím koncovým plynům, odcházejícím z absorpce. Tyto plyny, se
tak
- postupně ohřejí na teplotu 650800° C. Tepla těchto ohřátých stla
čených plynů se využívá v - plynové turbině, která pohání jak zmíněný kompresor, tak i přebytkem
výkonu elektrický generátor. '
Příklad použití vynálezu je popsán podle připojeného výkresu v .
obr. 2, který představuje schéma tlakové výrobny kyseliny sírové. Atmosférický vzduch je
nasáván kompresorem 8 a stlačován na tlak od 3 do 15 ata popříp. až do 25 ata. Cást
stlačeného vzduchu z kompresoru se vede přes přehřívák vzduchu 9 do spalovací komory .
Do komory se vstřikuje roztavená síra, která v proudu vzduchu shoří
na kysličník siřičitý. Horký plyn s obsahem kysličníku siřičitého se vede přes výměník tepla 10, kde se
ochladí a o teplotě 420480° C vstupuje do kontaktního kotle . Zde se oxyduje kysličník siřičitý za
přidávání vzduchu na kysličník sírový. Plyn vystupující z kontaktního kotle se vede přes výměník tepla 11,
kde se ochladí, do absõrbéru , ve kterém se zbaví kysličníku sírového. Plyn po absorbci jde přes výměník
11 a 10 a ohřátý do plynové turbiny 12, kde vyexpanduje na atmosférický tlak, a přes ohřívák vzduchu 9
5. odchází do atmosféry. Turbina 12 pohání kompresor ; přebytek výkonu slouží k výrobě elektrické energie.
Tlak, při kterém výrobna pracuje, se volí podle toho, jaký je
zájem na získání elektrické energie. V případě, že je výhodné získání
maximálního dosažitelného množství elektrické - energie, je tlak ve
výrobně v rozmezí 9 ata a jeho velikost je závislá na dovolené .
pracovní teplotě turbiny. - Není-li výhodné získávat elektrickou energii, pracuje výrobna
s malým, popřípadě s nulovým přebytkem výkonu turbiny a pracovní tlak je pak 1025
Hlavní výhodou tlakového provozu jsou malé rozměry aparátů
a tím i nižší pořizovací náklady. Je nutno mít na zřeteli, že průtočné plochy aparátů jsou
nepřímo úměrné druhé odmocnině tlaku, plochytepelných výměníků tlaku umocněnému
na ,8 a absorpční povrchy ne
. Také stupeň oxydace kysličníku siřič
dokonalejší (stupeň zachycení je ,996):
övzduší na méně než polovinu oproti beżtlakové výrobně..." :
Ďalší důležitou výhodou je možnostiziskáváñť
elektrické energie : . . . .- s .. ; ... " ":
: -
6.
7. 3 . . . - 100362
Množství elektrické energie získané při výrobě 1 tuny kyseliny sírové
za tlaku je 160 kW. · · · · - •
V. tlakové výrobně podle vynálezu odpadají všechna čerpadla ky
seliny, podstatná část chladičů; odpadá též téměř zcela spotřeba chla-
dicí vody, protože tepla získaného při výrobě se využije užitečně
buď k výrobě elektrické energie, nebo páry. . .
Tlakovou výrobnu lze plně automatisovat bez potíží, které známe : u beztlakových
provozů, neboť neobsahuje velké, konstrukčně obtížné regulační orgány. r: Výhoda
vynálezu vynikne též z následujícího porovnání tlakové
výrobńy o tlaku 6 ata s normální beztlakovou výrobnou, obě s kapacitou 150 t 100%ní kyseliny
sírové za 24 hodin. r.
beztlaková výrobna podie vynálezu
zastavěná plocha 2,200 m. 960 m2
váha zařízení 1200 t 340 t . stupeň využití síry ,955 . . . ,985 výroba -elektrické energie žádná,
nutno 1000 kWhh
. - přivést výkon - získáno 350 kWhh . výróba páry · - ,4 th ,1 th.
Oproti beztlakové výrobě je množství kysličníku siřičitého a sírového, odcházející s
koncovými plyny do ovzduší, nižší o 357 t kyslič
níku siřičitého a 78 t kysličníku sírového za rok.
Předmět patentu
Způsob kontinuální výroby kyseliny sírové spalováním elementární síry, následující katalytickou
oxydací vzniklého kysličníku siřičitého a absorpcí vzniklého kysličníku sírového v kyselině sírové z
předešlého výrobního cyklu, vyznačující se tím, že veškeré stupně výroby se provádějí za tlaku 2 až 15
ata, dosaženého kompresním zařízením, výhodně turbokompresorem, které je poháněno plynovou
turbinou využívající energie odpadních plynů z výroby, ohřátých exotermickými výrobními pochody.
