اسید سولفوریک

اسید سولفوریک،تبدیل فرایند تک جذبی به دو جذبی

با توجه به الزامات و قوانین سازمان حفاظت محیط زیست و بالا رفتن قیمت گوگرد، کارخانجات و واحدهای تولید اسید سولفوریک در ایران اقدام به تغییر و بهینه سازی روند تولید به منظورافزایش بازدهی و کاهش میزان آلاینده های زیست محیطی نموده اند. در آغاز این تغییرات، گزینه ای که بسیاری از واحدهای تولید اسید سولفوریک از آن استفاده کردند، نصب و راه اندازی سیتم اسکرابر تر بوده است که در مقابل ایجاد تغییرات در فرایند تولید ریسک پایین تری داشته است ولی با انجام تحقیقات گسترده و پیشرفته در این زمینه، فرایندها و پلنت های تبدیل روش تک جذبی به دو جذبی (Double Absorption) جهت بالا بردن بازدهی تولید اسید سولفوریک از نظر کمی و کیفی و کاهش میزان آلاینده های زیست محیطی مورد استفاده قرار گرفته است.

فرایند تولید اسید سولفوریک به روش تک جذبی

گاز خروجي از بويلر وارد دستگاه گاز فيلتر شده و از آنجا با حرارت 430 درجه سانتي­گراد وارد اولين مرحله از چهار مرحله كانورتور مي‌گردد. در اين مرحله تقريباً %64 گاز SO2 در حضور كاتاليست پنتااكسيدواناديم به گاز SO3 تبديل مي‌گردد.در فرایند تولید اسید سولفوریک، گوگرد گرانول یا کلوخه پس از ذوب به کوره احتراقی هدایت شده و در مجاورت هوای خشک و داغ سوزانده می شود، سپس گاز SO2 تولید شده به راکتور دارای چهار بستر کاتالسیتی هدایت و در مجاورت کاتالیست تبدیل به گاز SO3 می­ شود، اين واكنش بسیار گرمازا بوده و دماي گاز تا 600 درجه سانتی­گراد بالا مي‌رود. جريان گاز پس از خروج از كانورتور طي گذر از يك بويلر، تا دماي 430 درجه سانتي­گراد سرد شده و به مرحله دوم كانورتور هدايت مي‌گردد. در اين مرحه درصد تبديل SO2 به SO3 به %85 و دماي گازها به 510 درجه سانتي­گراد مي‌رسد كه ضمن خنك سازي تا 430 درجه سانتي­گراد واكنش در مرحله سوم كانورتور ادامه مي‌يابد و درصد تبديل و دماي گازهاي خروجي اين مرحله به ترتيب به 97% و 480 درجه سانتي­گراد مي‌رسد. ضمن سردسازي مجدد جريان گاز تا 380 درجه سانتي­گراد، اين جريان به مرحله چهارم (مرحله آخر) كانورتور هدايت شده و با پيشرفت واكنش، درصد تبديل به %8/99 مي‌رسد. 2/0 درصد باقيمانده كه قابل تبديل نيست به اتمسفر تخليه مي‌گردد. با كنترل گوگرد در گاز خروجي تا حداكثر PPM 1500، به سختی می­توان به حد استاندارد رسید.

پلنت های دو جذبی تولید اسید سولفوریک

در پلنت های تولید اسید سولفوریک به صورت معمول سه برج طراحی و اجرا می گردد. برج اول برج خشک کن (Drying Tower)، دومین برج، برج جذب میانی (Intermediate absorbing Tower) و در انتها، برج جذب انتهایی(Final Absorbing Tower) قرار دارد. در ساخت این    برج ها، از کربن استیل با پوشش داخلی از جنس آجر ضد اسید استفاده شده است. پوشش داخلی آجر ضد اسید با یک لایه غشایی اجرا می شود تا از پوسته اصلی از جنس کربن استیل در مقابل خوردگی اسید محافظت نماید.

گاز پس از خروج از بویلرها از انتهای برج وارد می شود و در داخل برج ها از میان پکینگ سرامیکی ضد اسید که به وسیله جریان رو به پایان اسید سولفوریک مرطوب شده است، به سمت بالا حرکت می کند. گاز در انتها بعد از عبور از یک دستگاه حذف غبار و مواد معلق از بالای پکینگ خارج    می گردد. در برج خشک کن برای حذف ذرات ریز اسید از یک مش پد Mesh pad و یک  Candle filter استفاده می گردد. در برج های ابتدایی و انتهایی به دلیل بالا بودن حجم ذرات اسید، از یک جدا کننده ذرات شمعی candle type استفاده می گردد. جریان گاز پس از عبور از همه   برج ها، از برج انتهایی خارج شده و وارد اتمسفر می شود. اسیدی که همراه جریان گاز به سمت بالای برج در حرکت می باشد توسط افشانک یا پخش کننده های اسید، داخل برج توزیع می شود.

در مرحله اولیه تبدیل گاز SO2 به SO3، فرایند به صورت کامل انجام نمی شود و به همین دلیل در فرایند دوجذبی تولید اسید، گاز خروجی از برج میانی در یک مبدل حرارتی پیش گرم شده و به بستر پنجم راکتور کاتالیستی هدایت می شود و میزان تبدیل گاز SO2 به SO3 تا حدود 9/99 درصد افزایش می یابد. خروجی به دست آمده از این بستر به برج جذب نهایی وارد می شود و در برج جذب نهایی در مجاورت سولفوریک اسید جذب می گردد.

به دلیل گرمازا بودن واکنش بین اسید و گاز، پس از مرحله تماس اسید و گاز، اسید خارج شده از برج جذب به مبدل حرارتی منتقل می شود تا پس از کم کردن دما توسط خنک کننده های اسید به واحد سیرکولاتور اسید وارد گردد. در واحد سیرکولاتور اسید، غلظت اسید توسط دستگاه غلظت سنج اندازه گیری و کنترل می شود تا اسید در غلظت 5/98 درصد به صورت خودکار به واحد ذخیره سازی اسید هدایت شود. به منظور اطمینان از عدم آلایندگی زیست محیطی گاز خروجی از برج جذب نهایی، ابتدا گاز خروجی به یک برج جذب از نوع تر(Wet Scrubber) وارد می شود و توسط محلول قلیایی خنثی شده و پس از آن گاز خروجی با داشتن استانداردهای زیست محیطی از برج خارج شده و به محیط وارد می گردد.

خدمات شرکت آرکا گستر در زمینه صنایع اسید سولفوریک

  • طراحی، ساخت و اجرای پلنت های اسید سولفوریک به صورت تک جذبی و دو جذبی
  • بررسی واحد های تک جذبی و تبدیل آن ها به واحد های دو جذبی
  • طراحی و تأمین انواع اسکرابرها به منظور کاهش آلاینده های زیست محیطی خروجی از برج ها
  • تأمین کاتالیست های مورد نیاز در فرایند تولید اسید با طول عمر بالا
  • طراحی و ساخت انواع خنک کننده های اسید