Классическая система получения серной кислоты контактным способом

Классическая система получения серной кислоты контактным способом
Автоматизация - одна из ведущих отраслей науки и техники, развивается особенно динамично, она проникает во все сферы человеческой деятельности. Автоматизация качественно изменяет характер труда рабочих.
Автоматизация сернокислотных заводов включает:
а) централизацию автоматического контроля производства;
б) автоматическое регулирование основных параметров технологического процесса;
в) дистанционное управление отдельными регулирующими органами и агрегатами;
г) сигнализацию предельных значений наиболее важных параметров технологического процесса;
д) блокировку отдельных механизмов транспортирования колчедана и огарка в печном отделении.
Автоматический контроль на действующих контактных заводах серной кислоты централизуется по отдельным узлам (отделениям) технологического процесса (отделение сушки колчедана, печное отделение, контактное, сушильно-абсорбционное) и по сернокислотному цеху в целом. На центральном щите сосредотачиваются приборы контроля наиболее важных параметров технологического процесса (концентрация газа после печного отделения и на входе в контактные аппараты, температуры газа на входе в сушильную башню и т. д.). Кроме того, на этом щите сосредоточены приборы контроля расходов основных потоков сырья (колчедана, серы, газа) и расхода электроэнергии, пара, воды.
Полная автоматизация цеха, производящего контактную серную кислоту из колчедана по классической схеме, затруднительная из-за громоздкости аппаратурного оформления и необходимости часто ремонтировать такие аппараты, как холодильники, насосы и др. Экономически наиболее эффективна автоматизация контактных систем, более простых по аппаратурному оформлению, так как в них отсутствует промывное отделение и можно упростить процесс окисления SO2 и абсорбции SO3.
При автоматизации процесса тщательно продумывают количество контролируемых параметров, сокращая их до минимума, но так, чтобы иметь все необходимые параметры, определяющие режим системы. Этого требует экономическая сторона вопроса, так как установка приборов контроля и регулирования связана с большими капитальными затратами.
Автоматизация обжига колчедана.
Одним из важнейших показателей производства серной кислоты является постоянство объема обжигового газа и концентрации SO2 в нем. Постоянство объема газа поддерживают путем подачи в печь постоянного количества воздуха. Труднее достигнуть стабильности содержания SO2 в газе. Это связано с количеством поступающего в печь сырья (загрузкой), степенью его измельчения, содержанием в нем серы, условиями обжига и т.д.
Автоматически регулируют концентрацию SO2 в сернистом газе при помощи газоанализатора, измеряющего концентрацию сернистого ангидрида и посредством соответствующих устройств воздействующего на питатель колчедана, изменяя таким образом его количество, поступающее в печь.
Иногда концентрацию SO2 в газе регулируют путем изменения количества подаваемого в печь колчедана по температуре в печи или газа после печи, так как концентрация сернистого ангидрида и температура газа взаимно связаны. Однако такое регулирование менее точно, чем непосредственно по концентрации газа, так как его температура зависит не только от содержания SO2, но и от температуры поступающего в печь воздуха, влажности колчедана и др. Кроме того, вследствие разогрева футеровки печи и газоходов изменение температуры газов несколько отстает от изменения концентрации в нем SO2, что также влияет на степень регулирования.
Постоянство объема газа в печи кипящего слоя достигается следующим образом. Импульс от диафрагмы (6), при помощи которой измеряют количество поступающего в печь воздуха, через регулятор (7) воздействует на заслонку (8), регулирующую количество поступающего воздуха. Постоянная концентрация SO2 в обжиговом газе обеспечивается благодаря тому, что импульс от газоанализатора (10), установленного после котла-утилизатора (9), воздействует через регулятор (12) на скорость вращения тарельчатого питателя (1) (при помощи реостата). Постоянное разрежение в верхней части печи 9,81-39,2 Па (1-4 мм вод.ст.) поддерживается регулятором (11), который изменяет положение заслонки перед газодувкой (нагнетателем). Отклонения концентрации SO2 при этой схеме регулирования в среднем составляет ±0,5%.
Автоматизация промывного отделения
В промывном отделении кислота, накапливающаяся в мокрых электрофильтрах и увлажнительной башне, передается последовательно во вторую, а из нее в первую промывную башни. Концентрация кислот увлажнительной и второй промывной башен определяется концентрацией кислоты в первой башне, температурным режимом, особенностями аппаратов и другими условиями. При автоматизации промывного отделения в зависимости от концентрации кислоты в первой промывной башне, измеряемой концентратомером, изменяется количество воды, поступающей в сборник увлажнительной (или второй промывной) башен. Температурный режим поддерживается автоматическим регулированием количества воды, охлаждающей поверхность холодильников кислоты.
Автоматизация сушильно-абсорбционного отделения
Здесь автоматизация предусматривает регулирование взаимного обмена кислот и откачку на склад продукции.
Автоматизация контактного отделения
Температурный режим контактного аппарата необходимо поддерживать с точностью ±(2-30С). Тогда при заданном количестве газа и определенном содержании в нем SO2 можно получить наиболее высокую степень окисления SO2 до SO3.
Автоматизация контактного отделения дает возможность регулировать температуру газа и концентрацию SO2 со следующей точностью:
Температура газа, 0С:
на входе в аппарат…………………………………………..±0,5
на выходе из первого слоя контактной массы……………±2,0
Концентрация SO2, %.......................................................................±0,3
При ручном управлении наибольшие отклонения температуры газа от норм составляют на входе в аппарат 10-15, на выходе из первого слоя 15-200С.
При автоматизации контактного аппарата можно повысить общую степень окисления на 0,75%.
Возможна также комплексная автоматизация всего цеха и создание цехов-автоматов, работающих без участия обслуживающего персонала. Это реальное будущее химической промышленности.