【技术实现步骤摘要】
在硫酸制备中的能量回收本申请为一项专利技术专利申请的分案申请，其母案的申请日为2011年1月20日、申请号为201180014983.9(PCT/US2011/021928)、专利技术名称为“在硫酸制备中的能量回收”。
本专利技术涉及在硫酸制备中的能量回收，并且更具体地讲涉及增强来自硫酸中的润湿SO3的吸收的能量回收。本专利技术还涉及在SO3吸收期间雾形成的控制，以及在其中SO3吸收能量以有效形式从吸收酸中回收的方法中离开SO3吸收步骤气体流的硫酸雾的含量。
技术介绍
二十五年前，研发出了以有效形式在硫酸中回收SO3吸收热的工艺。在那时之前，除了对于集中供热以外，吸收热不能以任何有用的形式被回收，因为构造材料问题限制了SO3吸收器能够被操作的温度。不锈钢构建的吸收酸冷却器通常在约110℃最大入口温度下被操作。美国专利4,576,813和4,670,242描述了其中SO3吸收器和吸收酸冷却器能够通过保持硫酸流以98.5％或更高，优选99％或更高的浓度离开吸收器的强度，在120℃和更高的温度下操作，并在换热器中回收吸收热的方法，其中被酸润湿的热传递表面由适当选择的Fe...
【技术保护点】
用于制备硫酸的方法，包括：在燃烧区中，在包含过量氧气的干燥气体中燃烧硫以产生含硫氧化物的气体流，所述气体流含有含二氧化硫、氧气和不超过0.005摩尔水蒸气/摩尔二氧化硫的燃烧气体；使包含所述燃烧气体的含硫氧化物的气体流与用于将二氧化硫转化成三氧化硫的催化剂接触，从而将所述含硫氧化物的气体流转化成包含不超过0.005摩尔水蒸气/摩尔SO3的转化气体；在主要热回收吸收区域中，使所述转化气体与含有硫酸的吸收液接触，从而将硫酸从所述转化气体转移至所述吸收液；以足以使所述气体的当量水蒸气含量增加为至少0.55摩尔/摩尔总当量在进入所述主要热回收吸收区域之前气体流中的硫氧化物气体含量的...
【技术特征摘要】
2010.01.20 US 61/296741;2010.09.14 US 61/3828821.用于制备硫酸的方法，包括：在燃烧区域中，在包含过量氧气的干燥气体中燃烧硫以产生含硫氧化物的气体流，所述气体流含有含二氧化硫、氧气和不超过0.005摩尔水蒸气/摩尔二氧化硫的燃烧气体；使包含所述燃烧气体的含硫氧化物的气体流与用于将二氧化硫转化成三氧化硫的催化剂接触，从而将所述含硫氧化物的气体流转化成包含不超过0.005摩尔水蒸气/摩尔SO3的转化气体；在主要热回收吸收区域中，使所述转化气体与含有硫酸的吸收液接触，从而将硫酸从所述转化气体转移至所述吸收液；以足以使在所述气体流进入所述主要热回收吸收区域之前所述气体的当量水蒸气含量增加到至少0.55摩尔/摩尔总当量硫氧化物气体含量的比例，相对于气体流方向在所述主要热回收吸收区域上游将水蒸气引入进入水蒸气注入区域的所述转化气体中；以及使所述吸收液在所述主要热回收吸收区域和间接换热器之间循环，其中由三氧化硫与水的反应、硫酸的冷凝和/或将三氧化硫吸收至所述吸收液中所产生的热被转移至热传递流体，从而将所述热传递流体加热至至少150℃，其中将所述转化气体引入所述主要热回收吸收区域中，而没有在所述水蒸气注入区域和所述主要热回收吸收区域之间对所述转化气体流的任何组分进行中间冷凝。2.根据权利要求1所述的方法，其中基本上在整个所述主要热回收吸收区域中所述主要吸收液的浓度介于99.3重量%H2SO4和99.7重量%H2SO4之间。3.根据权利要求1所述的方法，其中使含氧气体与干燥剂接触以提供干燥的含氧气体；并且将硫和所述干燥的含氧气体引入所述燃烧区域中。4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述转化气体引入所述主要热回收吸收区域中，而没有在所述水蒸气注入区域和所述主要热回收吸收区域之间进行从所述转化气体的中间除热。5.根据权利要求1所述的方法，其中进入所述主要热回收吸收区域的所述吸收液与进入所述主要热回收吸收区域的当量三氧化硫的质量流量比率介于30和50之间。6.根据权利要求1所述的方法，其中由三氧化硫与水的反应、硫酸的冷凝和/或将三氧化硫吸收至所述吸收液中所产生的热以至少1160KJ/千克进入所述主要热回收吸收区域的当量SO3（500Btu/磅当量SO3）的量被转移至热传递流体，从而将所述热传递流体加热到至少150℃。7.根据权利要求6所述的方法，其中由三氧化硫与水的反应、硫酸的冷凝和/或将三氧化硫吸收至所述吸收液中所产生的热以至少1220KJ/千克进入所述主要热回收吸收区域的当量SO3（525Btu/磅当量SO3）的量被转移至热传递流体，从而将所述热传递流体加热到至少150℃。8.根据权利要求6所述的方法，其中将热从所述吸收酸转移以产生压力为至少4巴的蒸汽，并且其中所产生的蒸汽量为至少0.55吨/吨由进入所述主要热回收吸收区域的SO3所产生的硫酸。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：使离开所述主要热回收吸收区域的气体流与包含硫酸的辅助吸收液在辅助吸收区域中接触，包含于进入所述辅助吸收区域的所述气体流中的残余SO3在所述辅助吸收液中作为硫酸回收；其中离开所述主要热回收吸收区域的所述气体流的浓度和温度以及进入所述主要热回收吸收区域的所述转化气体的温度和露点为使得能够控制离开所述辅助吸收区域的所述气体流以包含不超过20g/Nm3的硫酸雾。10.根据权利要求9所述的方法，其中离开所述辅助吸收区域的所述气体流以至少300Nm3/小时/平方米横切于气体流动方向除雾器元件表面积的速率穿过所述除雾器系统，离开所述除雾器系统的所述气体包含小于0.1g/Nm3的酸雾。11.根据权利要求10所述的方法，其中穿过雾控制元件的线速度为至少200m/hr。12.根据权利要求11所述的方法，其中穿过所述雾控制元件的所述气体的线速度介于200和650m/hr之间。13.根据权利要求9所述的方法，其中离开所述辅助吸收区域的所述气体流以介于340和500Nm3/小时/平方米横切于气体流动方向除雾器元件表面积之间的速率穿过所述除雾器系统。14.根据权利要求1所述的方法，其中离开所述主要热回收吸收区域的所述吸收酸强度介于99.1重量%H2SO4和99.8重量%H2SO4之间。15.根据权利要求1所述的方法，其中离开所述主要热回收吸收区域的吸收酸强度介于99.3重量%H2SO4和99.7重量%H2SO4之间。16.根据权利要求1所述的方法，其中以足以使所述转化气体的温度增加至介于270℃和330℃之间的比例，将水蒸气引入所述转化气体中；并且在介于270℃和330℃之间的温度下，将所述转化气体引入所述主要热回收吸收区域中。17.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收液在所述主要热回收吸收区域与主要间接换热器以及辅助间接换热器两者之间循环，在每个换热器中，由三氧化硫与水的反应、硫酸的冷凝和/或将三氧化硫吸收至所述吸收液中所产生的热从所述循环吸收液中被转移，在所述主要间接换热器中热被转移至主要热传递流体，从而将所述主要热传递流体加热到至少150℃，在所述辅助间接换热器中热被转移至水流，从而产生用于注入到进入所述水蒸气注入区域的所述转化气之中的水蒸气。18.根据权利要求1所述的方法，其中被引入所述转化气体流中的水蒸气的比例、被引入所述主要热回收吸收区域中的所述吸收液的硫酸强度和温度、以及在所述主要热回收吸收区域中的液/气比率为使得在所述主要热回收吸收区域中最大硫酸蒸气浓度处所述硫酸蒸气与SO3的摩尔比为至少1.2。19.根据权利要求18所述的...
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