[其他]三氧化硫吸收塔及其工藝過程

在審

• 申請號: 101985000009383
• 申請日: 1985-12-27
• 公開（公告）號: CN85109383B
• 公開（公告）日: 1987-09-23
• 發明（設計）人: 戈登·默里·卡梅倫
• 申請（專利權）人: C—I—L公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李雒英

具有噴灑室的三氧化硫吸收塔，用來用硫酸吸收三氧化硫，大部分三氧化硫在塔內的噴灑室中被噴灑的硫酸吸收，而剩下的三氧化硫在填料吸收區被硫酸吸收。塔外噴灑室可供選擇。該塔改進了傳熱，并且減小了塔內腐蝕。

本發明涉及用硫酸吸收三氧化硫生產濃硫酸的工藝過程及其所用的設備。

在傳統用二氧化硫生產硫酸的接觸法中，所得到的干燥二氧化硫氣通過一系列催化劑層，在那里基本上所有二氧化硫都轉化成三氧化硫。然后，三氧化硫在一個或幾個吸收塔中用硫酸吸收，便得到濃硫酸。

通常來自催化轉化層的三氧化硫氣流含5～13%（體積）三氧化硫，在吸收之前，該氣體一般被冷卻到160～260℃。在襯有磚的填料吸收塔內，一般是通過用硫酸逆流吸收而把三氧化硫從氣流中取出。

由于吸收三氧化硫產生大量的熱，并需要防止在排出的氣流中含有未被吸收的三氧化硫，如果要避免過熱的腐蝕性酸，就需要大量酸流過吸收塔。另外，因為使用的吸收酸流量很大，故也需避免酸的濃度范圍過寬。排出的成品酸一般只是在吸收塔填料和附屬管道系統中的循環酸的5～10%。在使用價廉的材料的條件下，酸的溫度一般達到120℃。

通過塔填料的逆流向下的酸流與向上的氣流，要求把塔設計成能有足夠的空間，以使得兩種流體能相互作用和互相通過，并避免出現通常所說的液泛，即氣流阻止液體從填料排出的情況。當氣體首先進入填料時，這一問題最嚴重，這是因為三氧化硫存在于氣體中，故該處氣體流量最大，并且最熱（因而密度最低），導致通過填料空隙的氣體體積最大。同時由于酸在填料區較低處吸收氣體中大部分三氧化硫，故在這一區域內向下流動的液體流量也最大。

目前設計的吸收塔，要求在填料的上部有分布器，使得進入的吸收酸分布在填料上，將填料的表面全部浸濕，以最大限度地吸收三氧化硫。

傳統吸收塔的一個嚴重缺點是，在塔內需要厚的磚內襯，以防止塔的外殼和磚后面的內襯太熱。熱的氣體（160～260℃）一般被送到直接與磚內襯相鄰的塔的較低部位，而不利的是，此部位僅斷續地被濕潤。這樣的磚內襯增加了塔的費用，并且難以安裝。

此外，采用酸吸收除去三氧化硫，一般必須滿足兩個矛盾的要求。其一，要求不要超過對所用硫酸的深度和溫度的限制而從氣體中大體上除去三氧化硫，其次，要求基本上除去氣體中的全部三氧化硫，除去率達到99.9%或更高。

第一個要求通常在塔內填料下部的15～20%處，即和入口氣接觸的第一部分填料處達到。這一要求決定了塔的直徑，從而是塔的費用中最重要的因素。剩下的80～85%填料使三氧化硫吸收達到環境管理部門要求的高水平，對于這一部分，不需要如此大的塔徑或如此大的酸流量。

因而，通常的吸收塔存在另一缺點，在那些塔中，相對于塔的其他部分及塔上部氣體密度、流量以及酸的流量來說，塔的上部是過大了。

在使用雙吸收系統的現代硫酸制造工藝過程中，有兩個吸收塔，其中每一個都有上述缺點。

美國專利4，543，244介紹了在一種吸收塔中用硫酸吸收三氧化硫生產硫酸的設備及工藝，該吸收塔所用的結構材料是硅含量較高的奧氏體鋼。但是除了使用上述改進了耐腐蝕性的奧氏體鋼之外，美國專利4，543，244公開的是有某些缺點的傳統的吸收塔。一個缺點是，傳統的吸收塔的塔頂與塔的其余部分比較起來，其塔頂部分過大。另外，循環酸是以傳統的酸循環速度通過塔填料區的。

本發明的目的是為了提供一種吸收塔及其工藝過程，其中塔的尺寸以及在塔填料區酸的循環速率都被減小到低于傳統規模。

本發明的另一目的是為了減少氣體對塔底建造材料的損害，使得可以使用薄的磚內襯或不用磚作內襯。

于是，本發明首先是提供一種三氧化硫吸收塔，它包括：

（a）外殼;

（b）在上述外殼內的較低部位的硫酸噴灑室;

（c）在上述外殼內及上述噴灑室上方的三氧化硫填料吸收區;

（d）在上述噴灑室內噴灑硫酸的裝置;