Введение
1. Аналитический обзор способов получения элементарной серы из сернистых газов 17
1.1. Восстановление SO2 твердыми восстановителями 17
1.2. Восстановление SO2 газообразными восстановителями 26
1.2.1. Восстановление сернистого ангидрида метаном 27
1.2.2. Восстановление сернистого ангидрида сероводородом с получением серы методом Клауса 30
1.3. Аппаратурное оформление метанового способа получения серы 35
1.4. Основные переделы пирометаллургического производства и характеристика отходящих газов 40
1.4.1. Отражательная плавка 42
1.4.2. Плавка во взвешенном состоянии 44
1.4.3. Кислородно-факельная плавка 45
1.4.4. Плавка Ванюкова (ПВ) 46
2. Теоретические и лабораторные исследования процесса восстановления s02 метаном 52
2.1. Механизм процесса и термодинамические расчеты с целью определения необходимой концентрации кислорода в исходном газе для реализации метанового способа получения серы 52
2.2. Схема лабораторной установки и методика проведения эксперимента . 60
2.3. Результаты лабораторных исследований процесса восстановления SO2 метаном 63
3. Результаты полупромышленных исследований по восстановлению сернистого ангидрида природным газом при температуре 1100-1350С 74
3.1. Описание полупромышленной установки для проведения исследований и отработки технологии высокотемпературного восстановления сернистого ангидрида природным газом 74
3.2. Подготовка установки к пуску и методика проведения исследований высокотемпературного восстановления SO2 природным газом 78
3.3. Результаты исследований высокотемпературного восстановления SO2 природным газом в полупромышленных условиях 79
3.3.1. Определение физико-химических условий высокотемпературного восстановления SO^ природным газом 83
3.3.2. Результаты исследований переработки восстановленного газа, содержащего сероводород и диоксид серы методом Клауса 91
3.3.3. Исследование процесса конденсации и улавливания серы из газов 107
4. Разработка промышленной установки получения серы из отходящих газов плавки ванюкова (пв) и результаты ее испытаний . 115
4.1. Расчет состава и количества отходящих газов промышленного комплекса ПВ 116
4.2. Технологическая схема промышленной установки получения серы (внепечное восстановление SO) 120
4.3. Материальный и тепловой балансы высокотемпературного реактора восстановления БОг природным газом 123
4.4. Результаты исследований процесса восстановления SO2 на промышленном реакторе 129
5. Проведение исследований по высокотемпературному восстановлению s02 пылевидным углем и природным газом в аптейке промышленной печи взвешенной плавки (пвп) 137
5.1. Высокотемпературное восстановление сернистого ангидрида угольной пылью 137
5.1.1. Описание схемы процесса получения серы восстановлением SO2 в аптейке ПВП (внутрипечное восстановление) 137
5.1.2. Технологические показатели процесса 139
5.2. Высокотемпературное восстановление сернистого ангидрида природным газом 143
5.2.1. Схема подачи природного газа в аптейк ПВП 143
5.2.2. Исследование температурного режима в аптейке ПВП при восстановлении сернистого газа метаном 144
5.2.3. Разработка схемы подачи природного газа для восстановления сернистого ангидрида в аптейке печи взвешенной плавки 149
5.2.4. Результаты испытаний восстановления SO2 в аптейке ПВП 150
5.3. Определение температурного режима стадии "горячего" катализа после замены восстановителя SO2 пылевидного угля на природный газ 155
5.4. Методика определения запыленности восстановленного газа, содержащего серу 158
6. Проведение исследований по каталитическому восстановлению диоксида серы природным газом при температуре 750-1000С 165
6.1. Результаты лабораторных исследований с целью определения физико-химических условий проведения процесса 165
6.2. Проведение исследований каталитического восстановления SO2
природным газом в полупромышленных условиях в горизонтальном реакторе 186
6.2.1. Методика проведения эксперимента 188
6.2.2. Результаты эксперимента и обсуждение опытных данных 189
6.3. Результаты полупромышленных исследований процесса каталитического восстановления сернистого ангидрида природным газом в вертикальном реакторе с горизонтальным слоем катализатора 206
6.4. Технологическая схема каталитического восстановления SO2 217
6.5. Технологический расчет опытно-промышленного каталитического реактора 220
6.6. Восстановление SO2 конверсированным газом с получением элементарной серы 223
6.6.1. Получение конверсированного газа в полупромышленных условиях 224
6.6.2. Восстановление SO2 конверсированным газом в каталитическом реакторе 227
7. Результаты исследований реакции клауса в жидкой фазе и разработка жидкофазного способа санитарной очистки отходящих газов серного производства 235
7.1. Жидкофазные способы очистки отходящих газов 235
7.2. Результаты лабораторных исследований взаимодействия H2S и SO2 вводе 239
7.3. Результаты исследований процесса доочистки сернистых газов методом жидкофазиой конверсии на полупромышленной установке 241
Выводы 250
Литература
