описание технологического процесса и схемы. Описание технологического процесса

4.1.6 Поглощение серного ангидрида SO₃.
Серный ангидрид поглощается водой по следующей реакции:
SO₃ + Н₂О  Н₂SO₄ + 1020 kJ/kg (243 kcal/kg)
Реакция экзотермичная.
Непосредственный контакт SO₃ с водой приводит к образованию устойчивого тумана серной кислоты, являющегося трудноконденсируемым и плохо поглотимым. Опыт показал, что SO₃ почти полностью поглощается серной кислотой массовой долей (98÷98,5) % и олеумом 32 %.
4.1.7 Очистка выбрасываемых газов.
Очистка выбрасываемых газов от содержащегося в них сернистого ангидрида осуществляется путем промывки раствором сульфита и бисульфита аммония. Часть содержащегося в газе серного ангидрида удаляется поглощением и непосредственным образованием сульфата аммония.
Установку можно подразделить на две зоны:
- поглотительный блок (колонны поз. С-03/804, поз. С-03/806);
- подкислительный блок (колонна поз. С-03/807).
Поглощение происходит в основной колонне поз. С-03/804, разделяемой на три ступени:
- промывка разбрызгиванием;
- промывка на насадке раствором со дна колонны;
- промывка на насадке с меньшей плотностью и более высоким водородным показателем (рН) в растворе.
На первой ступени горячий газ встречает раствор сульфитов со дна колонны, насыщается и отдает примерно 70 % содержащегося SO₂.
Реакция продолжается на второй ступени до получения объемной доли SO₂ в газе примерно (200÷400) ррm и завершается на третьей ступени.
В химическом отношении протекают следующие реакции:

SO₂ + NH₃ + H₂O  NH₄HSO₃ + 2003 kJ/kg (477 kcal/kg) погл. SO₂

SO₂ + 2NH₃ +H₂O  (NH₄)₂SO₃ + 3221 kJ/kg (767 kcal/kg) погл. SO₂

SO₂ + ½ O₂ + 2NH₃ + H₂O (NH₄)₂SO₄ + 7592 kJ/kg (1808 kcal/kg) погл. SO₂

SO₃ + 2NH₃ + H₂O  (NH₄)₂SO₄ + 4910 kJ/kg (1169 kcal/kg) погл. SO₃

Первые две реакции относятся к поглощению и регенерации (образующиеся сульфиты разлагаются, затем при подкислении, легко отдавая содержащийся в них SO₂).

Третья реакция побочная.
Четвертая реакция – простое высаливание серного ангидрида. Механизмы поглощения предусматривают сначала гидратацию содержащегося в газе SO₂. Реакция является довольно медленной и ускоряется тесным контактом между раствором. Поэтому

на первой ступени осуществляется весьма эффективное разделение жидкости на капли. Гидратируемый сернистый ангидрид реагирует с содержащимся в растворе сульфитом аммония, образуя бисульфит по реакции:

SO₂ + (NH₄)₂SO₃ + H₂O = 2NH₄НSO₃

Образующийся при этом бисульфит переводится в сульфит аммиаком, подаваемым в основание колонн поз. С-03/804, поз. С-03/806 по реакции:

(NH₄)HSO₃ + NH₃=(NH₄)₂ SO₃

Следовательно, содержание сульфита (ионов SO₃) в растворе является мерой его поглотительной способности.

Сульфит и бисульфит аммония – это соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, поэтому они частично гидролизованы. Водородный показатель (рН) в растворе находится в зависимости от соотношения NH₃:SO₂ в растворе:
рН = 4,62 S/C 9,2  0,1
где: