[其他]制備硫酸的方法及設備

在審

• 申請號: 101985000009394
• 申請日: 1985-12-27
• 公開（公告）號: CN85109394B
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 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: 巫肖南

在雙吸收法制造硫酸的系統中，采用的是單一的酸循環系統和單級冷卻器。由空氣干燥塔和最終吸收塔流出的酸在一個公共貯罐內混合，而由中間吸收塔流出的酸進入分立貯罐。公共貯罐的酸分流進入中間吸收塔和最終吸收塔及產品線中。分立貯罐流出的酸經冷卻后分流進入干燥塔及中間吸收塔。循環設備只需要對一個較高溫度的位置進行冷卻，并可簡化酸度及液位的控制。只有循環酸量的一半需要冷卻，干燥塔內的溫度受季節性變化的影響降低到了最低限度。

本發明敘述的是用雙吸收法由硫制備硫酸。

雙吸收法制備硫酸是以硫為原料的。該法分三步進行，其中主工藝氣流與硫酸接觸并釋放出大量熱，必須將酸中的這些熱量散發出去。在傳統的生產方法中，實施每一操作的生產系統是由填充塔（其中工藝氣流自下而上地通過填料并與大量的循環酸流相接觸，該循環酸流起著傳質及傳熱的作用）、貯酸罐（裝有專用的酸流循環泵）、冷卻器（消除產生的熱量）、輸酸管線、水稀釋管線及測量儀表（調節酸度及物料量）組成的。

三步操作中的第一步是干燥進料空氣，在此外界空氣與酸接觸除去濕氣。空氣的熱負荷（即釋放的熱和待去除的熱）低于其他操作中所釋放的熱，約為三步操作中總熱負荷的10%。正如下面將要指出的那樣，在干燥塔中所循環的酸，其H₂SO₄的典型含量為93-96%，其正常的溫度范圍為40-70℃。

第二步操作就是去除經中間轉化階段以后工藝氣體中的SO₂。在這一步是用98%的熱硫酸（70-110℃）與氣體相接觸，可去除該過程中所生成的大約90%的SO₃。這步操作的熱負荷通常約為總熱負荷的70%。這一步通常稱為中間吸收操作。由于釋熱及傳質的需要，此步要求較高的酸循環。

第三步操作是去除經最后或最終轉化過程流出工藝氣體中的SO₃。此處是使工藝氣體與第三次循環酸流相接觸，以去除該過程所生成的未被除盡的SO₃。該步的熱負荷通常小于中間吸收操作所產生的熱負荷，至多為酸系統總釋熱量的20%。

在實施上述三項操作的三個分系統中，均需要進行酸度調節及物料控制。進行酸度調節通常是用系統間酸的交叉輸送和（或）用水稀釋的方法來完成的，而物料量通常是通過調節各系統的液位來控制的。各系統中酸的循環量比起所要吸收的H₂O或SO₂量要大得多，其具體循環量則要根據下述要求而確定，即能夠灌滿塔中的填料并能將溫度穩定在適當的限度內，而后者又是根據為避免過分腐蝕所選定的。

現在已經發展了一種經改進的不太復雜的酸制備系統，稱作“單”系統，其中將與干燥及中間吸收操作有關的循環系統合為一體，將共貯罐及泵桶中的酸經過幾個適當的冷卻器抽到干燥塔及中間吸收塔內。此時在干燥系統內所循環的酸必然是98%的，這是吸收操作中所要求的酸度，較稀的酸通常是在單獨的酸稀釋系統內產生的。然而，三個單獨系統仍是需要的，由于干燥系統現在已被稀釋系統所取代，所以仍需要調節三個液位。

上述兩種生產方法要求復雜的輸送管線、液位控制及分析儀表以便調節酸物料量及控制酸度。還需要各種各樣的酸冷卻器（即熱交換器）來處理大量的循環酸液流。所有這些結果就使得設備的造價非常昂貴，其中還有許多隱患，而且控制也較為復雜。

加拿大專利1181568號對此又進一步改進為單級循環和單級冷卻，其中酸液經泵唧裝置直接由干燥塔流入最終的吸收塔，這樣便可減少獨立的最終吸收循環系統。雖然這個系統又有一個單一的酸循環系統和單級的冷卻裝置，但是它要求有兩個單獨裝有液位控制裝置和泵唧裝置的貯罐。此外，它的缺點還在于它要求完全不同的泵唧裝置，而這兩個泵，即裝置。需要用單獨的備用部件來維修。另外它還需要連接兩個貯罐的管道、閥門、液位控制裝置及流經冷卻裝置的大量酸液以給龐大的中間吸收塔灌注酸液，以及干燥塔和流經干燥塔的酸液。