三氧化硫吸收塔及其工艺过程制造技术

具有喷洒室的三氧化硫吸收塔，用来用硫酸吸收三氧化硫，大部分三氧化硫在塔内的喷洒室中被喷洒的硫酸吸收，而剩下的三氧化硫在填料吸收区被硫酸吸收．塔外喷洒室可供选择．该塔改进了传热，并且减少了塔内腐蚀．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用硫酸吸收三氧化硫生产浓硫酸的工艺过程及其所用的设备。在传统用二氧化硫生产硫酸的接触法中，所得到的干燥二氧化硫气通过一系列催化剂层，在那里基本上所有二氧化硫都转化成三氧化硫。然后，三氧化硫在一个或几个吸收塔中用硫酸吸收，便得到浓硫酸。一般，来自催化转化层的三氧化硫气流含5～13%（体积）三氧化硫，在吸收之前，该气体一般被冷却到160～260℃。在衬有砖的填料吸收塔内，一般是通过用硫酸逆流吸收而把三氧化硫从气流中除去。由于吸收三氧化硫产生大量的热，以及需要防止在排出的气流中含有未被吸收的三氧化硫，如果吸收塔太热，就需要大量酸流过吸收塔，因此要避免使用腐蚀性酸。另外，因为使用的吸收酸流量很大，故避免酸的浓度范围过宽是合乎需要的。排出的成品酸一般只是在吸收塔填料和附属管道系统中的循环酸的5～10%。在使用价廉的材料的条件下，酸的温度一般达到120℃。酸向下、气体向上通过塔填料的逆流，要求把塔设计成能有足够的空间，以使得两种流体能相互作用和互相通过，并可避免出现通常所说的液泛情况，即气流阻止液体从填充物排出的情况。当气体首先进入填料时，这一问题最严重，这是因为三氧化硫存在于气体中，故该处气体流量最大，并且最热（因而密度最低），导致通过填料空隙-->的气体体积最大。同时由于酸在填料区较低处吸收气体中大部分三氧化硫，故在这一区域内向下流动的液体流量也最大。目前设计的吸收塔，要求在填料的上部有分布器，使得进入的吸收酸分布在填料上，将填料的表面全部浸湿，以达到最大地吸收三氧化硫。传统吸收塔的一个严重缺点是，在塔内需要厚的砖内衬，以防止塔的外壳和砖后面的内衬太热。热的气体（160～260℃）一般被送到直接与砖内衬相邻的塔的较低部位，而不利的是，此部位仅断续地被湿润。这样的砖内衬增加了塔的费用，并且难以安装。此外，采用酸吸收除去三氧化硫，一般必须满足两个矛盾的要求。其一，要求不要超过对所用硫酸的浓度和温度的限制而从气体中全部除去三氧化硫，其次、要求除去气体中的全部三氧化硫，除去率达到99.9%或更高。第一个要求通常在塔内填料下部的15～20%处，即和入口气接触的第一部分填料处达到。这一要求决定了塔的直径，从而是塔的费用中最重要的因素。剩下的80～85%填料使三氧化硫吸收达到环境管理部门要求的高水平，对于这一部分，不需要如此大的塔径或如此大的酸流量。因而，通常的吸收塔存在另一缺点，在那些塔中，相对于塔的其他部分及塔上部气体密度、流量以及酸的流量来说，塔的上部是过大了。在使用双吸收系统的现代硫酸制造工艺过程中，有两个吸收塔，其中每一个都受到以上缺点之害。本专利技术的目的是为了提供一种吸收塔及其工艺过程，其中塔的尺-->寸以及在塔填料区酸的循环速率都被减小到低于传统规模。本专利技术的另一目的是为了减少气体对塔底建造材料的损害，使得可以使用薄的或不用砖作内衬。于是，本专利技术首先是提供一种三氧化硫吸收塔，它包括：（a）外壳;（b）在上述外壳内的较低部位的硫酸喷洒室;（c）在上述外壳内及上述喷洒室上方的三氧化硫填料吸收区;（d）在上述喷洒室内喷洒硫酸的装置;（e）将含有热三氧化硫气流送到上述的喷洒室去的装置，在喷洒室内生成浓度降低了的三氧化硫气流;（f）将上述低浓的三氧化硫气流送到上述填料吸收区的装置;（g）将硫酸送到上述填料吸收区的装置;（h）收集来自上述喷洒室和吸收区的硫酸的装置;（i）收集在上述填料吸收区生成的气流的装置。本专利技术还提供如上所述的塔，另外包括塔外的一个侧喷洒室，该喷洒室与上述的硫酸喷洒室相连，这是个最佳方案。此外，本专利技术还提供了用含有三氧化硫的热气流生产浓硫酸的工艺过程，该工艺过程包括：（a）将上述气流送到吸收塔内的硫酸喷洒室;（b）在上述喷洒室内，喷洒一次循环硫酸，使得来自上述气流中的三氧化硫大部分被上述循环硫酸吸收，并且生成一次浓硫酸和低浓度三氧化硫气流;（c）把上述低浓的三氧化硫气流送到上述吸收塔内喷洒室上方的三氧化硫填料吸收区;-->（d）将二次循环硫酸送到上述三氧化硫吸收区，使得留在上述低浓的三氧化硫气流中的三氧化硫大体上全部被吸收，并且生成二次浓硫酸和基本上不含三氧化硫的气流;（e）收集上述一次和二次浓硫酸;（f）收集上述基本上不含三氧化硫的气流。被送到喷洒室和填料吸收区的一次和二次循环酸可以分别直接来自一个共同的酸源，或者分别来自在大规模生产硫酸的工厂中合适的不同的酸系统。例如，送到填料吸收塔的循环酸可来自干燥塔、最初塔或最终塔的酸系统或者它们的任何混合。送到喷洒室的酸可以来自以上任何填料吸收区酸源或者来自别的单独系统。最好是两种供给酸来自一个共同的循环酸源，而喷洒室酸的体积比填料吸收区酸的体积大。因而，在最佳方案中，本专利技术提供了如上文说明的工艺过程，其中所述一次循环硫酸占总的循环硫酸的大部分，而所述二次循环硫酸占总的循环硫酸的小部分。根据酸的温度和对浓酸的浓度要求来确定送到填料吸收区和喷洒室的循环酸的相对数量。在正常操作条件下，喷洒室需要酸的流量一般超过填料吸收区所要的流量。可是，在涉及到能量回收或其它考虑的情况下，相应的流量关系可以改变，以致相反的情况也是存在的。这样一种情况也会有的，即当要求来自喷洒室的酸很热时，就应当减小送入喷洒室的循环酸体积。两种浓酸可以在塔内混合而以酸的混合物形式存在，也可作为来自填料吸收区和喷洒室不同的酸流从塔中放出。在前一种情况下，两种浓酸被混合，这导致在本专利技术工艺过程内的一个“共同”输送酸的-->系统。另一方面，系统用术语“分开”表示来自于填料吸收区和喷洒室的浓酸不直接混合。因而，可见，在塔的两个不同区域生成的浓酸或者可以随意混合在一起，或者可以和大规模硫酸工厂内的任何其它合适的循环酸混合，或者上两种混合均可允许。在最佳方案中，来自填料区的浓硫酸可以通过喷洒室，从而与喷洒室的浓硫酸混合。为了较好地理解本专利技术，举例并根据附图说明本专利技术的最佳实施方案，其中：图1示出本专利技术中三氧化硫吸收塔的纵向剖视图;图2示出置于塔（图1）内的酸喷洒器的剖视图;图3示出带有侧面酸喷洒器的塔（图1）的纵向剖视图;图4、5和6示意地表示了与本专利技术吸收塔有关的酸循环系统。图1中示出的吸收塔有一碳钢外壳11，外壳上顶部有废气出口12，在外壳底部有热气入口13和酸出口14。在外壳11较低部位有用耐酸砖制成的内衬15，以及一个陶瓷支撑16，该支撑和外壳的底部之间为硫酸喷洒室17。置于室17内的是分散酸的喷洒器18，酸从入口19引进。在外壳11内，支撑16上部是用鞍形陶瓷填料填充的三氧化硫吸收区20，气体和酸都能穿过填料，使得它们之间可以完全充分地接触。在外壳11的上部有一个酸入口21和一个铸铁的酸分散器22，在分散器上方是除雾器23，它由装在不锈钢框架内的玻璃纤维构成。图2示出酸喷洒器18，它由许多平行管子组成，管上有许多低-->压差喷嘴24。喷洒器的另一种排列方式是在喷洒室内将喷嘴排列成辐射状。在另一实施方案中，在分布室17内能够喷洒硫酸的装置能产生同向流动、逆向流动或交叉流动的酸，这是因为在硫酸上都不存在三氧化硫反压力的原因。喷洒器一般应当可检查和可更换。图3示出本专利技术中一种更好的吸收塔，其中图1的外壳11已改成接上一根热气导管25，该导管由钢制成并且用耐酸砖26做衬里。导管2本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于由含有三氧化硫的热气体生产浓硫酸的工艺过程，该工艺过程包括：（ａ）将所述的气体送到吸收塔内的硫酸喷洒室；（ｂ）在所述喷洒室内，喷洒一次循环硫酸，使所述气体中的大部分三氧化硫被所述循环硫酸有效地吸收，以生成一次浓硫酸和低浓的三氧化 硫气体；（ｃ）把所述的低浓的三氧化硫气体送到所述吸收塔内喷洒室上方的三氧化硫填料吸收区；（ｄ）将二次循环硫酸送到上述三氧化硫吸收区，使所有留在所述低浓三氧化硫气体中的三氧化硫基本上都被吸收，而生成二次浓硫酸和大体上无三氧化硫的气体； （ｅ）收集上述的一次和二次浓硫酸；（ｆ）收集上述大体上无三氧化硫的气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、用于由含有三氧化硫的热气体生产浓硫酸的工艺过程，该工艺过程包括：(a)将所述的气体送到吸收塔内的硫酸喷洒室；(b)在所述喷洒室内，喷洒一次循环硫酸，使所述气体中的大部分三氧化硫被所述循环硫酸有效地吸收，以生成一次浓硫酸和低浓的三氧化硫气体；(c)把所述的低浓的三氧化硫气体送到所述吸收塔内喷洒室上方的三氧化硫填料吸收区；(d)将二次循环硫酸送到上述三氧化硫吸收区，使所有留在所述低浓三氧化硫气体中的三氧化硫基本上都被吸收，而生成二次浓硫酸和大体上无三氧化硫的气体；(e)收集上述的一次和二次浓硫酸；(f)收集上述大体上无三氧化硫的气体。2、如权利要求1所提出的工艺过程，其中上述的一次循环硫酸占共同循环硫酸的大部分，而二次循环硫酸占上述共同循环硫酸的小部分。3、如权利要求1所提出的工艺过程，其中上述的一次和二次浓硫酸被混合。4、如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈登默里卡梅伦，
申请(专利权)人：CIL公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]