[发明专利]生产硫酸水溶液的系统和方法

说明书

本发明涉及用于生产硫酸水溶液的系统(100)。该系统(100)包括第一换热器(410)，其被配置为将水和/或硫酸水溶液冷却以产生冷却的水和/或冷却的硫酸水溶液；预冷却单元(200)，其被配置为将一些含三氧化硫的气体预冷却，预冷却单元(200)包括用于接收[i]含三氧化硫的气体和[ii]冷却的水和/或冷却的硫酸水溶液的入口或多个入口(212、214)，用于排出硫酸水溶液和含三氧化硫的气体的出口(216)，以及用于将冷却的水和/或冷却的硫酸水溶液喷雾到含三氧化硫的气体上以冷却含三氧化硫的气体的第一喷嘴(220)。该系统还包括冷凝塔(300)，其包括用于接收来自预冷却单元(200)的含有冷却的三氧化硫的气体和硫酸水溶液的第一入口(302)和用于通过喷雾使硫酸水溶液在冷凝塔(300)内循环以强化硫酸水溶液的装置(320)。此外，本发明还涉及用于生产硫酸水溶液的方法。此外，本发明还涉及适合于将含三氧化硫的气体从至少400℃的温度冷却到至多150℃的温度的预冷却单元(200)。

技术领域

本发明涉及用于生产硫酸的方法和系统。本发明涉及用于生产硫酸水溶液的方法和系统。本发明涉及用于从三氧化硫和水生产硫酸的方法和系统。本发明涉及制浆厂，其在使用中产生二氧化硫作为副产物，并且涉及用于从二氧化硫生产硫酸的系统。

背景技术

从专利SE 510 171中已知从含二氧化硫(SO₂)的气体生产硫酸(H₂SO₄)的方法。在该方法中，SO₂被催化氧化成三氧化硫(SO₃)。通过使SO₃与水(H₂O)或硫酸水溶液接触，可以强化液体，即可以增加其硫酸浓度。然而，在催化氧化过程中，SO₃的温度很高，通常超过450℃。此外，SO₃和H₂SO₄都是化学上非常活泼的。因此，设备中使用的材料需要既耐热又耐腐蚀。这种材料非常昂贵。由于资源通常是有限的，这限制了设备的尺寸，因此，对于给定的资源，H₂SO₄生产能力可能保持低于期望值。

而且，硫酸的腐蚀性质取决于其强度。硫酸在约20w-％至85w-％的强度范围内具有极强的腐蚀性。然而，当强度甚至更高(例如93w-％或更高)时，H₂SO₄的腐蚀性质不那么强烈。这是为什么传统的生产设备包括强化塔(其被配置为将硫酸强化到至少93w-％的强度)的一个原因。然而，如果选择的材料仅能承受基本上纯的H₂SO₄，则该工艺需要以不产生较弱硫酸的方式运行。否则会发生腐蚀问题，这可能导致强H₂SO₄泄漏，造成健康和环境问题。工艺可能很难以这种方式运行，由此这样的工艺相当危险。此外，在涉及硫酸的许多化学过程中，仅需要较弱的硫酸(即，硫酸水溶液)，由此不需要这种强化塔，条件是该系统被配置为处理硫酸水溶液。由于硫酸水溶液的腐蚀性，用于已知系统的合适材料是昂贵的。

此外，即使使用耐腐蚀材料，材料在使用过程中也会在一定程度上磨损或腐蚀。因此，这种系统可能会发生泄漏和/或可能需要不断的维护。维护会增加运行成本，且泄漏会带来安全和环境风险。

发明内容

本申请公开了用于生产硫酸水溶液的方法。该方法允许使用较便宜的材料，这些材料在使用中仍然耐用。还公开了相应的系统。通过这种方式，可以降低安全和环境风险，同时保持低投资成本。此外，设备的配置方式使得可以容易地更换腐蚀部件。此外，系统的某个部分可以被配置为承受大部分腐蚀，并且这种牺牲部件也可以容易地更换。