[发明专利]硫酸生产方法及设备

权利要求书

1、一种冷凝硫酸蒸汽和捕集硫酸小液滴的方法，该方法是将含有0.01-10%(体积)H₂SO₄蒸汽和0-50%(体积)H₂O蒸汽的气体在基本上竖向的耐酸管子中进行冷凝和捕集，该含硫酸的气体是以高于该气体中硫酸的露点0-100℃的温度从管底部导入管内，并于管内向上流动过程中被冷却，达到出口时的温度T₂是低于与该管顶部出口处的水蒸汽分压成平衡的H₂SO₄蒸汽压是约2×10^-6巴应有的温度，这些管子外部由一种气体介质冷却，该介质的流向基本上与该含硫酸气体成逆流方向，于是该气体介质从进口温度TA₁为0-50℃被加热到出口温度TA₂℃并满足下述条件：

TA₂＞Td-30-10α℃ (1)

T₂TA₁＜90℃ (3)

其中Td是通过该管子的含硫酸气体中硫酸的露点，℃，α是H₂SO₄%(体积)并在计算时是假定SO₃已完全水合，在冷却过程中，冷凝的硫酸经过该管子而流下，所述方法的特征在于：

i)离开每一条管子的气体通过一个气溶胶过滤器，该过滤器是利用气密方式连接在该管子的顶部，在该气溶胶过滤器中的过滤介质是由直径为0.04-0.7毫米的纤维或单丝所组成，该纤维或单丝材料的存在量是使其厚度和构型能保证通过该气溶胶过滤器的压力降保持在低于20毫巴；

ii)使该气溶胶过滤器内捕集的硫酸再流回至该管内并与进料气成逆流而向下流过该管子。

2、权利要求1的方法，其特征在于使所述气体通过一个气溶胶过滤器，该过滤器包括一个基本上竖向的圆筒形外壳，其中放置一种过滤介质，所述介质是由耐酸单丝的针织材料所组成，这些单丝的厚度为0.2-0.4毫米，所述针织材料经过螺卷或折叠而形成一个圆柱状塞形，其高度为约160毫米，其横截面积相当于气流线速度为2-5米/秒，同时所述横截面要与该外壳的内横截面完全相同。

3、权利要求1的方法，其特征在于：

ⅰ）使离开每一条管的气体通过一个气溶胶过滤器，该过滤器包括一个基本上圆形的竖向外壳，内含有一种过滤介质，该介质是由耐酸纤维或单丝织造的织物所组成，纤维或单丝的直径为0.05-0.2毫米，所述织造的织物是裹包在一个与外壳同轴的多孔圆筒之上并成为这样的形式，使得气体沿径向流过这些裹包的织物和那些孔;

ⅱ）捕集在该过滤介质中冷凝的硫酸和该气体通过该过滤介质时所携带的硫酸以及进入该过滤器之前在该过滤器外壳底部已冷凝的硫酸;

ⅲ）使这些冷凝的硫酸由此经过通道而向下流入气体被冷却的管内。

4、权利要求3的方法，其特征在于ⅰ）步中该气体径向流过裹包的织物和孔的线速度为1-6米/秒。

5、权利要求1的方法，其特征在于该含硫酸气体在管内的速度为2-6米/秒。

6、一种用于权利要求1-5中任一项的方法的设备，包括耐酸材料制的一个或多个管束（7），每一条管均在底部有气体入口（1），在顶部有气体出口（15），在近于底端有酸的出口（17），所述管子延伸穿过一个冷却段，该段在顶及底部分别有入口（12）及出口（13，14）以供气体冷却介质按与管内气体成逆流的方式通过，其特征在于每条管（7）的内径均为25-60毫米，冷却段长度为管子内径的120-250倍。

7、权利要求6的设备，其特征在于该冷却段的长度是可以调节的。

8、权利要求6的设备，其特征在于该设备包括导向挡板（9），用于将气体冷却介质部分地导引至与管内的气体成交错流动方向。

9、一种用于权利要求6的设备的管子，其特征在于将一种耐酸材料制成的股绳置于其内，所述股绳的厚度为2-7毫米，卷绕成外径为该管内径90-100%的螺旋形，每圈螺距为20-200毫米。