Характерной особенностью процесса получения серной кислоты по методу мокрого катализа является то, что окисление сернистого ангидрида в серный ведется в присутствии значительного количества водяных паров. Полученный серный ангидрид с парами воды образует пары серной кислоты. Для выделения последних газовая смесь подвергается охлаждению и конденсации.

Регенераторный газ, поступающий на сжигание, содержит сероводород, цианистый водород, углекислый газ и воздух. Сжигание проходит по следующим реакциям:

а) при избытке кислорода

б) при недостатке кислорода

При сжигании сероводорода в присутствии НСN с избытком кислорода происходит загрязнение продукта окислами азота. Поэтому процесс сжигания проводится в условиях, обеспечивающих недостаток кислорода.

Сероводородный газ после газового холодильника поступает в печь-котел для сжигания. На газопроводе Н₂S перед печь-котлом установлен мембранный клапан отсекатель, который автоматически отсекает поступление газа в печь при прекращении подачи воздуха или остановке вакуум-насоса.

Импульсом к прекращению подачи газа служит падение давления воздуха в трубке, соединяющей напорный трубопровод воздуходувки и мембранное пространство клапана-отсекателя.

Сероводородный газ перед поступлением в печь смешивается с воздухом в двух инжекционных горелках. Воздух для сжигания засасывается из атмосферы воздуходувками. Для разогрева печи при пуске предусмотрен подвод к ней очищенного коксового газа. Отвод продуктов горения коксового газа при разогреве печи осуществляется по борову в дымовую трубу.

Сжигание сероводородного газа в печи-котле осуществляется с недостатком кислорода, а образующаяся элементарная сера догорает в камере дожига, куда подается небольшое количество воздуха от воздуходувки:

Эти оптимальные условия обеспечиваются автоматическим поддержанием разности температур между температурой газа после камеры дожига и после печи-котла 20…40°С.

Температура продуктов горения в печи достигает 1100°С. Поэтому часть тепла продуктов горения используется экраном печи для получения пара. В качестве питательной воды используется очищенная деаэрированная вода, поступающая из цеха ПВС. Пар поступает в общий паропровод цеха. Схемой предусмотрена возможность использования в качестве питательной воды, в случае прекращения подачи воды из цеха ПВС, конденсата греющего пара, который из сборников конденсата насосом подается в питательный бак и далее насосом подается в барабан печи-котла.

Продукты горения с температурой не ниже 700°С после печи-котла поступают в камеру дожига, где догорает элементарная сера и с температурой 720…740°С поступают в камеру смешивания, где охлаждаются то температуры 630°С воздухом, подаваемым воздуходувками и поступают в контактный аппарат.

Технологической схемой предусмотрена возможность параллельной работы двух контактных аппаратов, одного контактного аппарата, дополнительного слоя и одного контактного аппарата в зависимости от количества поступающего на сжигание сероводородного газа.

Окончательное охлаждение сернистого газа до температуры 440…450°С перед 1 слоем контактного аппарата осуществляется подачей воздуха от воздуходувки непосредственно в стояк газохода перед контактным аппаратом, до температуры ~500°С перед дополнительным слоем – подачей воздуха в газоход перед дополнительным слоем.

В контактном аппарате происходит процесс окисления сернистого ангидрида в серный ангидрид на трех слоях ванадиевого катализатора.

В первом слое контактной массы окисляется 74…76% SO2, поступающего из печи-котла

вследствие выделения большого количества тепла газы разогреваются до температуры 600°С. Превращение SO₂ в SO₃ приостанавливается. Для дальнейшего течения процесса газы охлаждаются до температуры 470…490°С холодным воздухом, подаваемым от воздуходувки, после чего газы поступают во второй слой катализатора. Степень контактирования во втором слое – 90%, температура газа повышается до 510…530°С.

После второго слоя катализатора газы охлаждаются воздухом, нагнетаемым воздуходувкой и с температурой 430…450°С поступают в третий слой, степень контактирования в котором составляет 97%.

После контактного аппарата газы содержащие серный ангидрид и пары воды с температурой 430…450°С поступают в нижнюю часть башенного абсорбера, снабженного кольцевой насадкой, орошаемой серной кислотой, подаваемой погружным насосом ПН-1,2 из циркуляционного сборника кислоты через аппарат воздушного охлаждения АВГ 1…8. Образование серной кислоты происходит по уравнению:

При охлаждении газов внизу башни пары воды и SO₃ образуют пары серной кислоты, концентрация которых не превышает критическую величину, поэтому образование тумана серной кислоты здесь не происходит, в нижней части башни пары серной кислоты конденсируются на поверхности насадки. При дальнейшем движении газов вверх и их охлаждении пересыщение паров H₂SO₄ достигает критической величины и образуется туман.

Туман серной кислоты из башни с температурой 60…70°С поступает в электрофильтры, где проходит через неоднородное электрическое поле напряжением 25,0…30,0 тыс. вольт, образующееся между коронирующими и осадительными электродами. Туман осаждается на электродах и кислота стекает в поддон электрофильтра и далее по трубопроводу поступает в циркуляционный сборник кислоты. Выхлопные газы выбрасываются в атмосферу.

Для отключения электрофильтра по газу предусмотрены гидрозатворы, которые установлены на входе газа в электрофильтр и заполняются серной кислотой в случае его отключения. Схемой предусмотрена возможность параллельной работы двух электрофильтров.

Серная кислота из нижней части кислотной башни самотеком стекает в циркуляционный сборник, откуда погружным насосом ПН-1,2 подается на охлаждение до температуры 35…45°С в аппараты воздушного охлаждения.

Избыток кислоты по перепускному трубопроводу перекачивается в хранилище серной кислоты. Циркуляционный сборник кислоты сообщается по переливной трубе с продукционным сборником, предназначенным для исключения разливов кислоты в аварийной ситуации.