[发明专利]用于改进的能量有效生产硫酸的方法和设备

说明书

本发明描述了一种通过将SO₂催化氧化成SO₃和随后将SO₃吸收在硫酸中来生产硫酸的方法，其中将SO₃引入第一吸收级(主吸收器)中，并且在那里至少部分地吸收在浓硫酸中，其中将未在第一吸收级中吸收的SO₃供给到第二吸收级(次吸收器)，用于在浓硫酸中进一步吸收，和其中在经过两个吸收级之后将硫酸冷却。硫酸的冷却在并联的至少两个热交换器中进行，其中该至少两个热交换器之一作为部分蒸发器来运行，并且用锅炉给水/蒸汽冷却，和另一个用冷却水冷却，并且作为纯酸冷却器来运行。

本发明涉及一种通过将SO₂催化氧化成SO₃和随后将SO₃吸收在硫酸中，来生产硫酸的方法和设备，其中将SO₃引入到由第一吸收级(主吸收器)组成的吸收系统，并且在那里吸收在浓硫酸中，其中将未吸收的SO₃供给到第二吸收级(次吸收器)来进一步吸收在硫酸中，和其中在经过两个吸收级之后将硫酸冷却。

硫酸是一种硫的化学化合物，化学式是H₂SO₄。它是一种在室温下无色的、油状的、非常粘的和吸湿性的液体，其是最强的酸之一，并且是高度腐蚀性的。

用于硫酸生产的起始物质最主要的是单质硫，其在天然气和原油的脱硫或软化过程中大量获得，并且例如通过克劳斯方法(Claus process)生产。因此获得的硫用空气中存在的硫来燃烧，从而获得二氧化硫(SO₂)：

S+O₂→SO₂

通过用钒催化剂通常地非均相催化，三氧化硫(SO₃)因此由二氧化硫来生产：

因此获得的三氧化硫随后通过添加水(H₂O)转化成硫酸(H₂SO₄)，中间地形成焦硫酸(H₂S₂O₇)：

SO₃+H₂SO₄→H₂S₂O₇

H₂S₂O₇+H₂O→2H₂SO₄

这种方法未使用100％的硫酸，而是取决于工艺参数和共沸物的位置，使用98-99.6％的H₂SO₄。其余的是水。

用于生产硫酸的另外的起始物质是来自于由硫化物矿火法冶金生产非铁金属(例如铜、锌、镍、铅、钼)的废气。获得的废气含有SO₂，其然后如上所述被催化成SO₃，最终转化成硫酸。

CH498647描述了一种吸收例如SO₃的设备，其同样包括两个不同的吸收级，其中一个设计为文丘里管吸收器和另一个设计为具有沸腾液体但没有固定床填料的吸收器。在这个构造中，有利的是可以实现它以使得文丘里管出口端处的硫酸贮槽与固定床吸收器底部的硫酸贮槽相同，因此存在共用贮槽。酸然后在与待吸收的SO₃气体相同的流动方向流动。

类似方法也从CH547231已知，其描述了一种用于吸收SO₃的中间吸收器。这种中间吸收器由文丘里管吸收器和用于仍包含在气体中的硫酸的下游沉降空间和分离装置组成。