浓缩硫酸的方法技术

一种在１６０℃－２７０℃下，使浓度为９０％－９８％的硫酸浓缩成浓度为９６％－９８．８％的硫酸的方法，通过在填料塔内使酸逆流地与从硫酸厂来的热空气或含有多达６％ＳＯ↓［３］和３０％Ｈ↓［２］Ｏ的热反应气接触，并且进入塔的气体入口温度为３５０℃－６００℃。在通过可控冷凝作用除去硫酸后的尾气流中含有在塔中蒸发出来的Ｈ↓［２］Ｏ和Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］的硫酸。本发明专利技术尤其涉及浓缩湿气硫酸厂生产的成品酸，其中硫酸的浓缩在过量水存在下并在气冷式垂直玻璃管内的反应气体中进行。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
浓缩硫酸的方法许多浓缩硫酸的方法是已知的，这些方法使H2SO4的浓度达到96％-98％，在1995年Springer出版社出版的乌尔曼工业化学大百科全书的第A25卷，第687-690页上有这些方法的概述。这些方法包括：在真空中煮沸硫酸，一般是在闪蒸容器中并在15-50mbar的绝对压力下，在一循环蒸发器内进行。在蒸馏塔内将蒸气分馏，由此大部分H2SO4从水蒸气中分离出来并返回到闪蒸器中。硫酸的真空浓度基于已知的蒸馏原理可达到98％的酸强度，但是投资和操作成本很高。已经知道使用不同方式在大气压下浓缩硫酸，例如：开美科牌直烧转鼓式浓缩器，其中将油或气体燃烧产生的热烟道气通过许多容器，在这些容器中烟道气经过浸液管进入欲浓缩的酸中。酸随着气体逆流经过串联排列的容器中进行浓缩，如乌尔曼工业化学大百科全书中第688页的图45中所示。该方法最大的缺点是严重的腐蚀问题和形成大量含有高浓度硫酸烟雾的废气，而这些硫酸烟雾在随废气排放到大气中之前很难除去。随着产品酸浓度的增加这些问题更为突出，从而几乎不能获得98％H2SO4。Pauling-Plinke法是将酸在间接加热锅内煮沸并在蒸馏塔内分馏蒸气。但该方法腐蚀问题严重很难获得98％H2SO4。在乌尔曼工业化学大百科全书中谈及的并由Kung与Reimann详细介绍的拜尔-Bertrams法(参见143)，其中使酸在许多间接加热并串联连接的循环蒸发器内进行浓缩。通过抽真空并在最后一个循环蒸发器内才能获得98％H2SO4。本专利技术提供了一种硫酸的浓缩方法，是在150℃-270℃、优选160℃-270℃下，通过在填料塔内，优选在大气压下使酸与热空气或与从硫酸厂来的优选含有至多6％SO3和至多30％H2O的热反应气逆流接触，并且气体进入塔的入口温度为350℃-600℃，从而使浓度为90％-98％的硫酸浓缩成浓度为96％-98.8％。如在欧洲专利印417200和419539与美国专利US4348373中所描述的，通-->过可控冷凝作用除去硫酸后的尾气流中含有塔中蒸发的H2O和硫酸。特别地，将填料塔产生的尾气中的H2SO4在气冷式降膜冷凝器的垂直玻璃管内或者在可使气体逆流与在160-260℃下离开该塔的循环硫酸接触气体的填料浓缩塔内进行冷凝。本专利技术尤其涉及浓缩湿气硫酸厂生产的成品酸，其中硫酸的浓缩在过量水存在下并在如欧洲专利印417200中所描述的气冷式垂直玻璃管内的反应气体中进行。在本专利技术的一个实施方案中，如欧洲专利印419539中所述将颗粒加到从浓缩塔出来的尾气中。浓缩塔的入口气体可以是空气，并优选在350℃-600℃下。可将浓缩塔的尾气混入如在欧洲专利印417200中所述的湿气硫酸厂的硫酸冷凝塔的入口气流中。进一步地，浓缩塔的入口气体可以是来自SO3吸收器的反应气流，而且可将从浓缩塔出来的尾气混入如在欧洲专利印417200中所述的湿气硫酸厂的硫酸冷凝塔的上游气流中。另外，进入浓缩塔的入口气体可以是从干气硫酸厂的SO3吸收器中输出的反应气流，而且可将从浓缩塔出来的尾气混入如在欧洲专利印417200中所述的湿气硫酸厂的硫酸冷凝塔的上游气流中。可以将从蒸发塔出来的尾气与来自硫酸厂的热空气或热反应气混合，热空气或热反应气的温度高于从蒸发塔来的尾气的温度。本专利技术比已知的硫酸浓缩法，尤其浓缩湿气硫酸厂生产的硫酸具有优点，它们包括：(a)利用了任何情况下由硫酸厂产生的热空气或热反应气来浓缩硫酸；(b)在填料蒸发塔内浓缩硫酸，这使气体更为有效地与硫酸接触，得到比上述开美科方法更大量的转移单位；(c)在湿气硫酸厂的酸冷凝塔中有效且经济地除去以H2SO4蒸气形式存在的硫酸烟雾和从蒸发塔来的尾气中的酸雾；(d)通过将硫酸厂酸冷凝器中的热酸直接送入蒸发塔的顶部从而减少硫酸热交换器的能量消耗和投资。用来浓缩的热气体中水蒸气的含量可用来限制蒸发塔中浓酸强度。因此，例如当需要浓度至少为98％H2SO4和在使SO3全部水合成H2SO4蒸汽之后反应气中含有高于5％H2O时，与热反应气相比优选热空气。按照本专利技术，该方法也可浓缩干气硫酸厂来的硫酸，其中含有SO3的反应-->气是干燥的并在循环硫酸中吸收SO3。在这种情况下，用SO2的一个转化步骤之后的热反应气，优选在最后一步SO2转化步骤之后400-460℃的反应气浓缩硫酸气流。然后使从蒸发塔来的尾气在气冷降膜式冷凝器的垂直玻璃管内进行冷凝，或者在可使尾气与循环硫酸逆流接触并使尾气在160-260℃下离开该塔的填料浓缩塔内进行冷凝。参考附图，通过下面的描述，可更清楚理解本专利技术的其它特点和优点。图1至4分别对本专利技术的不同实施方式进行图解说明。图1示出了本专利技术的一个实施方案，其中将具有部件1至18的湿气硫酸厂的空气加热器4产生的热空气用来浓缩具有部件20至27的硫酸厂的硫酸。在湿气硫酸厂中，将废酸或废酸与含有其它硫的废酸的混合物通过管道1送入煅烧炉3中，在3中用通过管道2来的载体燃料和热燃烧气通常在1000℃下燃烧废酸流，获得含有10-25％H2O和2-6％SO2的烟道气。将在催化SO2反应器6中使SO2转变成SO3所需的过量空气加入到烟道气流中。将在3中用来浓缩浓缩塔21中的来自酸冷凝器15的酸的燃烧空气在热交换器4内通常加热到500-550℃。通过热交换器4和在锅炉5使烟道气冷却到约400℃。通常将用于抑制在硫酸冷凝器15中酸雾形成所需的颗粒混入管道12中的反应气体和反应气冷却器13的上流中，在冷却器13中将SO3气冷却到高于酸露点温度40℃，在管道12和14中的SO3气的酸露点通常为250-265℃。使在空气冷却式冷凝器15中冷凝的酸离开冷凝器通过管道22进入浓缩塔20的填料床的顶部。管道22中的酸的浓度一般为94％，温度一般为260℃。根据进入冷凝器15的入口气体组成和冷凝器15的操作条件，在21中欲浓缩的酸的浓度和温度范围分别可为92-98％H2SO4和180-270℃。热空气经过管道23进入低于耐酸体例如为陶瓷填充圈或鞍形架的填料21下面的浓缩塔20的底部。部分热空气通过旁路经管道25与管道24中的含有H2SO4的尾气混合，以蒸发酸雾和使管道14中的温度上升到高于与硫酸厂的管道14中的主要反应气流混合的气体的酸雾点温度。在27中冷却浓缩的硫酸。在该方法的实施方案中，随着将空气预热到450-500℃，可将浓度为92-93％的硫酸浓缩到浓度为98-98.5％。随着入口酸强度的降低热空气的消耗量增加；当将管道22中的93％的酸浓缩到管-->道27中的98％时，以每吨H2SO4计并在500℃下流量通常为500nm3/h。随着热空气量的增加，可进一步使酸强度增加接近理论上的共沸最大值98.7-98.8％H2SO4。图2示出了本专利技术的另一个实施方按，其中将在用于浓缩从冷凝器15来的酸SO2-反应器的最后一个SO2转化步骤之后来自管道12在管道23中的热气体加热到约400℃。从浓缩塔21出来的气体返回冷凝器的上游管道14中。来自管道12的一些气体通过旁路经管道25进入管道24中，以使管道24中的气体温度高于酸露点值。图3示出了本专利技术的一个实施方案其中在湿气硫酸厂的第一个SO2转化步骤之后使在500-600℃下的反应气体，气经管道8进入浓缩塔。从浓缩塔来的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使含有９０－９８％Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］的硫酸料流浓缩成含有９５－９８．８％Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］的硫酸的方法，通过使料流与从硫酸厂来的热空气或热反应气在填料浓缩塔内逆流接触，其中 （ａ）硫酸料流在１５０－２７０℃下进入浓缩塔； （ｂ）入口空气或反应气在３５０－６００℃下进入浓缩塔； （ｃ）使从塔排出尾气中的硫酸在气冷式降膜冷凝器的垂直玻璃管内冷凝或在使气体与循环硫酸逆流接触并在１６０－２６０℃下离开塔的填料浓缩塔内进行冷凝。

【技术特征摘要】
US 1996-11-26 0318371.一种使含有90-98％H2SO4的硫酸料流浓缩成含有95-98.8％H2SO4的硫酸的方法，通过使料流与从硫酸厂来的热空气或热反应气在填料浓缩塔内逆流接触，其中(a)硫酸料流在150-270℃下进入浓缩塔；(b)入口空气或反应气在350-600℃下进入浓缩塔；(c)使从塔排出尾气中的硫酸在气冷式降膜冷凝器的垂直玻璃管内冷凝或在使气体与循环硫酸逆流接触并在160-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：P肖拜，
申请(专利权)人：赫多特普索化工设备公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]