專利名稱：：硫酸制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及由二氧化硫進(jìn)料氣制造硫酸。特別地，本發(fā)明涉及由含有濃度為0.1體積％至30體積％，特別是6體積％至30體積％的S02并具有大于1的&0與S02+S03摩爾比的濕進(jìn)料氣，如來(lái)自冶金操作和來(lái)自含氫燃料(如來(lái)自石化烷基化的廢酸、硫化氫、硫酸銨廢物和化石燃料，包括重油殘?jiān)褪徒?的燃燒的廢氣制造硫酸。更特別地，本發(fā)明涉及在S02轉(zhuǎn)化階段后具有用于制造硫酸的單濕冷凝階段且其中所述冷凝階段中的冷卻劑是氣態(tài)介質(zhì)(如空氣)的裝置的酸霧控制的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
：在普通工業(yè)操作中由廢氣制造硫酸通常通過(guò)催化氧化階段(其中將S02轉(zhuǎn)化成S03)和隨后水合步驟(由此將S03轉(zhuǎn)化成硫酸蒸氣)進(jìn)行。然后在冷卻步驟中通過(guò)與冷卻介質(zhì)(通?？諝?間接熱交換來(lái)使該硫酸冷凝。美國(guó)專利No.5，198，206公開(kāi)了這樣一種方法，其中對(duì)含有S03和過(guò)量水的氣體施以單濕冷凝階段以制造冷凝硫酸。在該方法中，以基本避免形成酸霧細(xì)滴的方式使硫酸蒸氣冷凝，由此促進(jìn)該氣體與高速過(guò)濾器接觸過(guò)程中的酸霧過(guò)濾。在開(kāi)始冷凝之前提供充當(dāng)核的小固體粒子(硫酸蒸氣在其上冷凝)以限制排出的酸霧量。該專利進(jìn)一步公開(kāi)了在含有用于冷凝硫酸的玻璃管的實(shí)驗(yàn)裝置中使用合成進(jìn)料氣，其中已經(jīng)調(diào)節(jié)所述合成氣以具有185。C的酸露點(diǎn)。進(jìn)入該單冷凝階段的合成氣相當(dāng)于通常在處理稀進(jìn)料氣，即含有充分低于6體積％S02,例如0.1體積y。S02的氣體時(shí)在S02轉(zhuǎn)化后獲得的氣體。但是，在許多實(shí)際情況下，也需要處理富進(jìn)料氣，即含有6-30%,特別是10-30體積％S02的氣體。在具有單濕冷凝階段的裝置中，如在美國(guó)專利No.5，198，206中，進(jìn)入該裝置的富進(jìn)料氣需要在空氣中顯著稀釋以使該單濕冷凝階段之前的氣體的酸露點(diǎn)保持在大約260。C，因?yàn)樵摎怏w中S02和S03的含量越高，其酸露點(diǎn)越高。由此，可以使酸霧排放保持在大約10-20ppmv。在進(jìn)入濕冷凝階段之前的顯著空氣稀釋(例如從含有14體積％S02的富氣到含有5-6體積％S02的氣體以將其露點(diǎn)降至26(TC)的缺點(diǎn)在于，該方法用較大氣流運(yùn)行，并相應(yīng)地需要較大和較昂貴的裝置。隨著進(jìn)料氣中S02的增加，該問(wèn)題變得更顯著。另一缺點(diǎn)在于，根據(jù)冷凝器設(shè)計(jì)和工藝條件，仍從該冷凝器中排出一些酸霧。盡管大約20ppmv的現(xiàn)有酸霧排放可能是容許的，在不久的將來(lái)預(yù)計(jì)會(huì)有更嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)，其將要求5-10ppmv或甚至低于5ppmv的更低排放。特別地，通過(guò)將該氣體空氣稀釋至26(TC酸露點(diǎn)，來(lái)自含有6體積％至30體積％,特別是10體積％至30體積。/。SO2的單濕冷凝裝置處理氣體的酸霧排放不能保持低于10-20ppmvH2S04。因此希望能夠在不要求含S02的進(jìn)料氣的顯著空氣稀釋且同時(shí)實(shí)現(xiàn)符合現(xiàn)有酸霧排放要求的大約20ppmv的酸霧排放的情況下提供酸露點(diǎn)低于26(TC的濕冷凝階段進(jìn)料氣。也希望能夠提供不要求所述進(jìn)料氣的顯著空氣稀釋且同時(shí)實(shí)現(xiàn)5-10ppmv或低于5ppmv的酸霧排放的由含S02的進(jìn)料氣制造硫酸的方法。具有單濕冷凝階段的方法的另一缺點(diǎn)是S02轉(zhuǎn)化率的平衡限制。即使使用最活性的商業(yè)S02氧化催化劑，最大總S02轉(zhuǎn)化率根據(jù)氣體中的02濃度僅限于99.5-99.7%。為了更高轉(zhuǎn)化率，必須包含使用例如H力2或NaOH的昂貴的尾氣洗滌。例如，通過(guò)將含8-9體積。/。S02的進(jìn)料氣空氣稀釋成含5-6體積y。S02的氣體，冷凝階段上游的催化轉(zhuǎn)化器中S02在3S0。C下向S03的平衡轉(zhuǎn)化率可能僅從99.5增至99.7%，其未達(dá)到高于99.7%的現(xiàn)今S02轉(zhuǎn)化率要求。多年來(lái)已知的是，可以通過(guò)在最終轉(zhuǎn)化階段前引入第二吸收器來(lái)提高S02向S03的轉(zhuǎn)化率，但最終吸收階段通常在干燥條件下進(jìn)行，其中進(jìn)入S02轉(zhuǎn)化器的進(jìn)料氣中S02+S03與水的摩爾比高于1。例如，美國(guó)專利No.4，368，183公開(kāi)了采用中間吸收階段制造濃硫酸的濕/干法。在S02轉(zhuǎn)化器中的第一接觸階段中將含S02的氣體催化轉(zhuǎn)化成S03。然后將含有S03和水蒸汽的氣體(其中水與S03的摩爾比低于1)送入包括文氏管的中間吸收階段，在此制造硫酸。將來(lái)自這種中間階段的干燥排氣送回S02轉(zhuǎn)化器，以便在第二階段階段中將殘留S02催化轉(zhuǎn)化成S03,并最終送入末端吸收器，在此在基本不含S02的氣體中在干燥條件下進(jìn)行硫酸的最終制造。因此，該方法可以處理S02+S03與水的摩爾比高于大約1的進(jìn)料氣，由此用硫酸干燥來(lái)自中間吸收塔的氣體。對(duì)于以摩爾計(jì)所含的水多于S02+S03的進(jìn)料氣，來(lái)自中間吸收階段的氣體含有在最終吸收塔中以酸霧形式冷凝的水蒸汽，其難以以經(jīng)濟(jì)方式除去。希望能夠處理與S02+S03相比水蒸汽摩爾過(guò)量的進(jìn)料氣并仍能夠制造高于98重量％的濃硫酸，因?yàn)檫@類濕進(jìn)料氣是工業(yè)操作中常見(jiàn)的，例如來(lái)自燒疏爐、冶金操作(例如礦石焙燒)，和來(lái)自含氫燃料(例如來(lái)自石化烷基化的廢酸、硫化氫、硫酸銨廢4勿和化石燃料，包括重油殘?jiān)褪徒?的燃燒。特別地，希望在能夠應(yīng)對(duì)高于99.7%的S02轉(zhuǎn)化率和5-10ppmv或低于5ppmv的酸霧排放的更嚴(yán)格要求的同時(shí)處理這些氣體。發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供由含有0.1體積％至30體積。/。S02的進(jìn)料氣，特別是含有6體積％至30體積"/。SO2的富進(jìn)料氣制造濃硫酸的方法，其能在不求助于所述富進(jìn)料氣的顯著空氣稀釋的情況下使進(jìn)入最終濕冷凝階段的氣體具有低于26(TC的酸露點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大約20ppmv的當(dāng)前酸霧排放要求。本發(fā)明的目的還在于提供由含有0.1至30體積y。SO2的進(jìn)料氣，特別是含有6至30體積°"02的富進(jìn)料氣制造濃硫酸的方法，其能夠在不求助于所述富進(jìn)料氣的顯著空氣稀釋的情況下實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的酸霧排》文要求，即5-10ppmv或低于5ppmv。本發(fā)明的另一目的是提供由含有o.i體積％至30體積y。so2的進(jìn)料氣，特別是含有6體積％至30體積MSO2的富進(jìn)料氣制造高于98重量％的濃硫酸的方法，其中S02轉(zhuǎn)化率高于99.5%或甚至高于99.7%，同時(shí)避免所述富進(jìn)料氣的顯著空氣稀釋。通過(guò)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)這些和其它目的。根據(jù)本發(fā)明，我們提供了由含有0.1-30%S02的進(jìn)料氣制造硫酸的方法，包括下列步驟(a)將進(jìn)料氣送入第一催化轉(zhuǎn)化步驟，其中在一個(gè)或多個(gè)催化劑床上將S02氧化成so3,(b)通過(guò)將所述氣體送入中間冷凝階段，將來(lái)自所述第一接觸步驟的含S03的氣體冷卻，提取含有未轉(zhuǎn)化的S02和未吸收的S03的氣體并提取濃硫酸產(chǎn)物流，(c)再加熱含有未轉(zhuǎn)化的S02和未吸收的S03的所述氣體，(d)將來(lái)自步驟(c)的氣體送入第二催化轉(zhuǎn)化步驟，其中在一個(gè)或多個(gè)催化劑床上將未轉(zhuǎn)化的302氧化成S03,(e)將來(lái)自步驟(d)的氣體冷卻至比所述氣體的酸露點(diǎn)高0至IO(TC的溫度，(f)將來(lái)自步驟(e)的氣體送入最終濕冷凝階段，該氣體具有在假定S03未水合成H2S(^的情況下計(jì)算出的至少1.05的HzO與S03摩爾比和低于大約240。C的酸露點(diǎn)，在該階段中，通過(guò)與冷卻介質(zhì)的間接或直接熱交換將所述氣體冷卻，由此冷凝殘留硫酸，(g)在進(jìn)行步驟(f)之前在氣體中提供在假定S03未水合成H2S04的情況下計(jì)算出的每體積°/。S03每Nm3101°至1013個(gè)固體粒子,(h)從步驟(f)的最終濕冷凝階段中提取70-98wt。/。硫酸流。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，富氣裝置(含有大約6%至30%,特別是10體積％至30體積。/。S02的氣體)的酸霧排放不能始終保持低于10-20ppmvH2S04，因?yàn)橛沙洚?dāng)H2S04捕集核并在最終冷凝階段之前添加到該氣體中的固體粒子的數(shù)量確定的酸霧控制范圍隨該氣體的酸露點(diǎn)提高而變窄并特別在高于24(TC的酸露點(diǎn)下急劇變窄。我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，最終冷凝器的最低酸霧排放隨著進(jìn)入最終冷凝器的進(jìn)料氣的硫酸露點(diǎn)的提高而提高，且如果將露點(diǎn)保持低于260°C，優(yōu)選低于25(TC，更優(yōu)選低于240°C,則可以將酸霧排放保持低于5-10ppmv。更具體地，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在兩個(gè)階段中冷凝硫酸，使進(jìn)入最終濕冷凝器的進(jìn)料氣中的酸露點(diǎn)保持在通常低于24(TC，例如220°C的低值，由此能夠擴(kuò)大最終濕冷凝器中的酸霧控制范圍以利于酸霧控制并使排放保持低于10ppmv,甚至低于5ppmv。因此，在最終濕冷凝器上游添加并充當(dāng)硫酸捕集核的固體粒子的范圍可以擴(kuò)大多達(dá)一個(gè)量級(jí)。例如，在沒(méi)有中間吸收器的情況下(其中含S02的氣體已被空氣稀釋至在進(jìn)入最終濕冷凝器的氣體中5-6%S02，其與大約260。C露點(diǎn)相對(duì)應(yīng))，可在最終濕冷凝器上游添加以保持低于5ppmv酸霧的固體粒子范圍是閉合的，即這類粒子的添加不妨礙形成高于5ppmv的酸霧。如果該含S02的氣體已被空氣稀釋至進(jìn)入最終濕冷凝器的氣體中大約25(TC露點(diǎn)(與該氣體中大約3.5體積y。S02相對(duì)應(yīng))，可在最終濕冷凝器上游添加的固體粒子范圍在每Ncm3(在假定S03未水合成H2S04的情況下計(jì)算)大約2.2.106個(gè)粒子的單離散值處打開(kāi)。在進(jìn)入最終濕冷凝器的氣體具有大約22(TC的酸露點(diǎn)(與強(qiáng)稀釋至大約0.8體積。/。S02的含S02的氣體相對(duì)應(yīng))時(shí)，保持低于5ppmv的酸霧排放所需的所述粒子添加范圍擴(kuò)大至更寬范圍。通過(guò)本發(fā)明，通過(guò)降低進(jìn)入最終冷凝階段的未經(jīng)顯著空氣稀釋的氣體的酸露點(diǎn)來(lái)促進(jìn)酸霧控制，可以在雙冷凝法中以通常99.9-99.99%S02轉(zhuǎn)化率處理H20與S02+S03摩爾比高于1的進(jìn)料氣，同時(shí)使酸霧排放保持在5-10ppmv或低于5ppmv。要理解的是，進(jìn)入最終冷凝階段的氣體是H20與SOs摩爾比為至少1.05，優(yōu)選至少l.l的濕氣體。根據(jù)本發(fā)明，也可以為該方法提供干進(jìn)料氣，即&0與S02+S03摩爾比低于1的氣體，以使該進(jìn)入中間冷凝階段的氣體具有低于1的&0與S02+S03摩爾比，同時(shí)在最終冷凝階段之前，優(yōu)選在進(jìn)行第二催化轉(zhuǎn)化步驟(其中在一個(gè)或多個(gè)催化劑床上將未轉(zhuǎn)化的S(h氧化成S03)之后加入水，以使進(jìn)入所述最終冷凝階段的氣體具有高于1.05，更優(yōu)選高于1.1的H20與S03摩爾比。來(lái)自中間冷凝階段的產(chǎn)物酸濃度隨進(jìn)料氣溫度的提高而提高，但即使在400。C的進(jìn)入該階段的進(jìn)料氣溫度下，由于所述進(jìn)料氣的水含量，最高酸濃度不超過(guò)98.4重量％。通過(guò)在中間冷凝階段中在水不足(H20與S02+S03的摩爾比低于1)的情況下和在最終冷凝階段中在水過(guò)量(H20與S03的摩爾比高于1.05)的情況下進(jìn)行該方法，獲得具有特別高的酸濃度(即高于99重量％)的來(lái)自所述中間冷凝器的產(chǎn)物流，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)99.9-99.99%S02轉(zhuǎn)化率并使酸霧排放保持在5-1Gppmv或低于5ppmv。也可以在將進(jìn)料氣送入第一催化轉(zhuǎn)化步驟(在此在一個(gè)或多個(gè)催化劑床上將S02氧化成S03)之后和在中間冷凝階段之前，例如通過(guò)在含S03的氣體剛要進(jìn)入中間冷凝階段之前向其中加入水，在處理干燥的含S02的進(jìn)料氣的方法中添加水以在本發(fā)明的氣體中提供過(guò)量水。如上所述，在獲得酸濃度特別高的產(chǎn)物流較不重要的情況下，這種情況是合意的。對(duì)于水不足的進(jìn)料氣，可以以幾種方式實(shí)現(xiàn)最終冷凝器中所需的水的摩爾過(guò)量。對(duì)于來(lái)自冶金操作的廢氣，可以通過(guò)提高上游含水氣體洗滌設(shè)備中的溫度來(lái)將水含量提高至所需水平。由此在該硫酸裝置中不需要單獨(dú)的水添加系統(tǒng)。也可以將水以水噴霧形式(其在高溫下會(huì)迅速蒸發(fā))或以蒸汽形式注入進(jìn)入S02轉(zhuǎn)化器的熱工藝氣體(下述圖2上的管道23)中。由此，在氣體冷卻器(圖2中的210和211)中回收來(lái)自生成的S03的一部分水合熱。或者，可以在該轉(zhuǎn)化器下游(圖2中的管道221)添加水。這是有利的，因?yàn)樗尤氲乃羝粫?huì)增加上游設(shè)備中的氣流。對(duì)于包括硫源(例如元素硫、廢烷基化酸或H2S)燃燒的工藝，可以將水添加到燃燒空氣中。由此避免添加點(diǎn)處的潛在腐蝕問(wèn)題。也可以直接在燃燒室中加入水，在此確保迅速蒸發(fā)。該方法中步驟(g)的粒子可以在進(jìn)入最終濕冷凝階段之前的任何階段添加到氣體中，例如添加到進(jìn)入S02轉(zhuǎn)化器的氣體中，即在步驟(a)之前，或添加到要送入步驟(b)的中間冷凝階段的氣體中。優(yōu)選向來(lái)自步驟(e)的氣體，即在進(jìn)入最終濕冷凝階段之前在來(lái)自S02轉(zhuǎn)化器的氣流中提供粒子。這能在氣體流向最終冷凝器時(shí)實(shí)現(xiàn)粒子在該氣體中的適當(dāng)混合并避免在進(jìn)入最終濕冷凝階段之前的任何其它階段加入粒子的情況下由于它們通過(guò)上游各種設(shè)備(如熱交換器、中間冷凝器和SCh轉(zhuǎn)化器催化劑)而可能發(fā)生的粒子的最終損失。更優(yōu)選地，就在所述S02轉(zhuǎn)化器下游加入粒子，由此在進(jìn)入最終濕冷凝階段之前提高粒子在該氣流中的混合長(zhǎng)度和時(shí)間。通常對(duì)于使它們能夠充當(dāng)成核核的固體粒子化學(xué)組成或?qū)ζ淞６葲](méi)有限制。但是，它們應(yīng)該盡可能小以便不會(huì)造成制成的硫酸的顯著污染。粒度(直徑)優(yōu)選低于10微米，更優(yōu)選低于1微米，例如在0.001至10微米范圍內(nèi)，如在0.002至0.1微米范圍內(nèi)。基于各個(gè)粒子構(gòu)成一個(gè)酸液滴的假設(shè)，可以容易地計(jì)算出，需要例如3.2.10"個(gè)粒子/Nm3從而以尺寸6微米的硫酸液滴形式冷凝進(jìn)料氣中1%的H2S04,該液滴以75重量。/U克酸的濃度和1.6g/cm'的密度在過(guò)濾器中分離。至少可以相當(dāng)確定地推斷，為了硫酸液滴的最佳分離，相對(duì)于進(jìn)入該管的每Ni^進(jìn)料氣和進(jìn)料氣每體積。/。S03(在假定S03未水合成H2S04的情況下計(jì)算)，應(yīng)該加入l(T至1013個(gè)粒子。該方法可以進(jìn)一步包括在進(jìn)行步驟(b)之前將來(lái)自步驟(a)的氣體冷卻至比所述氣體的酸露點(diǎn)高(TC至IO(TC,優(yōu)選3(TC至4(TC的溫度。這避免了H2S04在從來(lái)自步驟(a)的氣體中分離出(例如在S02轉(zhuǎn)化器中的第一催化轉(zhuǎn)化步驟后)之前的冷凝風(fēng)險(xiǎn)，這種冷凝會(huì)造成可能與該流體接觸的任何下游設(shè)備中的機(jī)械部件的損壞。根據(jù)本發(fā)明在處理干燥的含S02的進(jìn)料氣的方法中提供水以在含S03的氣體中提供過(guò)量水，這可以有利地通過(guò)在冷卻來(lái)自步驟(a)的氣體之后和在其進(jìn)入中間冷凝階段之前向該氣體中加入水來(lái)進(jìn)行。優(yōu)選地，該含S02的進(jìn)料氣是含有6體積％至30體積。/。SO2，更優(yōu)選10至30體積WSO2的富氣。在這些S02濃度下，避免含S02的進(jìn)料氣的顯著空氣稀釋的好處最顯著。在本發(fā)明的方法中，步驟(b)的中間冷凝階段可以在包含濃縮和冷凝區(qū)的填充硫酸塔中通過(guò)使含S03的氣流與濃度70-98重量％的液態(tài)硫酸(其與該含S03的氣流對(duì)流)接觸來(lái)進(jìn)行。因此，通過(guò)與液態(tài)硫酸的直接熱交換，發(fā)生含S03的氣流的冷卻。這種類型的冷凝器提供了制造高于98重量％硫酸的便利方式并且也能使來(lái)自該工藝另一部分的獨(dú)立硫酸流并入所述硫酸塔(中間冷凝器)上部中的酸循環(huán)回路。本發(fā)明的方法可以相應(yīng)地進(jìn)一步包括將步驟(h)的70-98重量％硫酸流，即來(lái)自最終冷凝階段的酸流送回中間階段(b)。將所述酸流送回中間冷凝階段，優(yōu)選送回酸循環(huán)回路能夠制造濃度比來(lái)自最終重量％)的石危酸。在一些情況下，送回的流體可以有利地為大約85重量y。硫酸的酸流，如在如下所述通過(guò)含S03的氣體與冷凝硫酸并流穿過(guò)來(lái)進(jìn)行最終冷凝階段的情況下。在另一些情況下，送回的流體可能是接近98重量。/U危酸的酸流，如在也如下所述通過(guò)含S03的氣體與冷凝硫酸對(duì)流穿過(guò)來(lái)進(jìn)行最終冷凝階段的情況下。步驟(b)的中間冷凝階段也可以在基本垂直管中進(jìn)行，其中通過(guò)與冷卻介質(zhì)間接熱交換來(lái)進(jìn)行含S03的氣流的冷卻，其中所述冷卻介質(zhì)是對(duì)流的空氣。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述含S03的氣體與冷凝硫酸對(duì)流。因此，該方法中制成的硫酸在其在管壁中冷凝時(shí)向下運(yùn)行，而含S03的氣體以相反方向運(yùn)行。優(yōu)選地，空氣在所述管外對(duì)流。以這種操作形式，通常在冷凝器底部獲得70-98重量°/。的硫酸濃度，且如果需要，高于98重量％，例如98.5重量％的酸濃度也是可能的。步驟(b)的中間冷凝階段也可以在基本垂直管中進(jìn)行，其中通過(guò)與冷卻介質(zhì)間接熱交換來(lái)進(jìn)行含S03的氣流的冷卻，其中所述冷卻介質(zhì)是對(duì)流的空氣，且其中所述含S03的氣體與冷凝硫酸并流。這種類型的冷凝器特別有利，因?yàn)槠浔壬鲜鰝鹘y(tǒng)對(duì)流冷凝器更便宜且更容易操作。該冷凝器能使含S03的氣體與該管中形成與硫酸一起向下流動(dòng)，由此消除含S03的氣體與形成的硫酸對(duì)流的冷卻管中可能遇到的潛在溢流問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。溢流是其中由于上行的含S03的氣體的曳力而阻礙冷凝硫酸下落并造成氣體壓降不合意升高的狀況。優(yōu)選地，空氣在所述管外對(duì)流。由于冷凝器底部的硫酸濃度通常較弱，即70-85重量°/。，這類冷凝器作為中間冷凝階段的使用例如在酸濃度要求較不重要的情況下是合適的。如果需要，通過(guò)如美國(guó)專利No.9，090,364中所述將離開(kāi)中間冷凝階段并具有70-85重量°/。酸濃度的硫酸流進(jìn)一步導(dǎo)入后繼濃縮階段，可獲得高于98重量°/的酸濃度。該濃縮階段可由此有利地在填充塔中進(jìn)行，其中熱空氣在含有耐酸體(如陶瓷拉西環(huán)或鞍)的填料的塔段下方通過(guò)。在填充塔頂離開(kāi)的空氣與進(jìn)入中間冷凝階段的含S03的氣體混合，同時(shí)濃硫酸在塔底離開(kāi)并進(jìn)一步冷卻成具有通常高于98重量％的所需酸濃度的流體。在該方法中，最終冷凝階段中的氣體冷卻優(yōu)選在基本垂直管中通過(guò)與冷卻介質(zhì)間接熱交換來(lái)進(jìn)行，其中所述冷卻介質(zhì)是空氣。類似于中間冷凝階段的情況，在一個(gè)特定實(shí)施方案中，所述含S03的氣體與冷凝碌u酸對(duì)流。因此，該方法中制成的碌u酸在其在管壁中冷凝時(shí)向下運(yùn)行，而含S03的氣體沿該一個(gè)或多個(gè)垂直管向上運(yùn)行。優(yōu)選地，空氣在所述管外對(duì)流。通過(guò)這種冷凝形式，通常在冷凝器底部獲得70-98重量％的硫酸濃度，且如果需要，高于98重量％,例如98.5重量°/。的酸濃度也是可能的。在另一實(shí)施方案中，所述含S03的氣體與冷凝硫酸并流。依據(jù)這種類型的冷凝器形成硫酸特別有利，因?yàn)槠浔壬鲜鰝鹘y(tǒng)對(duì)流冷凝器更便宜且更容易操作。該冷凝器能使含S03的氣體與該管中形成與硫酸一起向下流動(dòng)，由此消除含S03的氣體與形成的硫酸對(duì)流的冷卻管中可能遇到的潛在溢流問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)選地，空氣在所述管外對(duì)流。由于冷凝器底部的硫酸濃度通常較弱，即70-85重量％，這類冷凝器作為最終冷凝階段的使用例如在酸濃度要求較不重要的情況下是合適的，或預(yù)計(jì)可通過(guò)將70-85重量°/。的酸流送回中間冷凝階段來(lái)獲得所需酸濃度。因此要理解的是，通過(guò)本發(fā)明可以在比含S03的氣體與冷凝硫酸對(duì)流的傳統(tǒng)冷凝器更便宜且更容易操作的裝置中進(jìn)行最終冷凝階段。通過(guò)將該酸流送回優(yōu)選在填充硫酸塔中進(jìn)行的中間冷凝階段，補(bǔ)償最終冷凝階段中獲得的較低酸濃度。如果需要，通過(guò)如美國(guó)專利No.9,090,364中所述將離開(kāi)最終冷凝階段并具有70-85重量°/。酸濃度的硫酸流進(jìn)一步導(dǎo)入后繼濃縮階段，可獲得高于98重量％的酸濃度。該濃縮階段可由此有利地在填充塔中進(jìn)行，其中熱空氣在含有耐酸體(如陶瓷拉西環(huán)或鞍)的填料的塔段下方通過(guò)。在填充塔頂離開(kāi)的空氣與進(jìn)入最終冷凝階段的含S03的氣體混合，同時(shí)濃硫酸在塔底離開(kāi)并進(jìn)一步冷卻成具有通常高于98重量％的所需酸濃度的流體。最終冷凝階段中的氣體冷卻也可以在填充硫酸塔中通過(guò)與循環(huán)硫酸直接熱交換來(lái)進(jìn)行。因此，本發(fā)明還包括一種方法，其中在最終冷凝階段中通過(guò)在硫酸塔中用循環(huán)硫酸冷卻該氣體來(lái)冷凝含S03和H2S04-蒸氣的氣流中的殘留硫酸。優(yōu)選地，該硫酸與含S03和H2S04-蒸氣的氣流對(duì)流通過(guò)含有填料體的濃縮或吸收區(qū)，由此如美國(guó)專利No.4，348，373中所述將H2S04吸收在再循環(huán)硫酸中。附圖簡(jiǎn)述通過(guò)附圖闡述本發(fā)明，其中圖1顯示了酸霧控制范圍(在假定S03未水合成H2S0,的情況下計(jì)算)，在其中作為進(jìn)入所述冷凝階段的氣體的酸露點(diǎn)的函數(shù)，可獲得來(lái)自最終濕冷凝階段的低于5ppmv的排放。圖2是根據(jù)該方法的一個(gè)具體實(shí)施方案的流程圖，其中在填充硫酸塔中進(jìn)行中間冷凝階段并在帶有垂直管且含S03的氣體與冷凝硫酸對(duì)流的氣冷式冷凝器中進(jìn)行最終冷凝階段。圖3是用于提高中間冷凝階段的硫酸濃度的本發(fā)明的另一實(shí)施方案的流程圖。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的流程圖，其中中間冷凝階段帶有兩個(gè)酸濃縮區(qū)。圖5顯示了再一實(shí)施方案的流程圖，其中將來(lái)自熱空氣濃縮器的廢氣送往最終濕冷凝階段。優(yōu)選實(shí)施方案詳述我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入冷凝器的氣體的酸露點(diǎn)越高，酸霧控制范圍(在其中所述核的添加仍能實(shí)現(xiàn)低于5ppmv的酸霧排放)越窄。這如圖l所示，其顯示了進(jìn)入最終濕冷凝階段的氣體的實(shí)例，其中水相對(duì)于S03過(guò)量(體積°/^20=體積％S03+7)且其中氣體溫度比其酸露點(diǎn)高35°C。來(lái)自廢酸化學(xué)操作的富氣或任何其它富氣(其可能在S02轉(zhuǎn)化器之前已空氣稀釋至大約8體積°/。至9體積°/。S02(與進(jìn)入單冷凝階段的在S02轉(zhuǎn)化器后的氣體中8-9體積。認(rèn)2S0,(g)相對(duì)應(yīng))，并具有大約27(TC的露點(diǎn))位于該酸霧控制范圍外。在這種酸露點(diǎn)下，通過(guò)在3.0.1063.2.106個(gè)粒子/化1113的極窄范圍內(nèi)的粒子添加，只能將最終濕冷凝器的酸霧排放控制在70-90ppmv。通過(guò)在空氣中劇烈稀釋該氣體以形成含5-6體積％SOs的氣體(其具有大約26(TC的露點(diǎn))，可以減輕該問(wèn)題，但該氣體仍在所述酸霧控制范圍外。在這種酸露點(diǎn)下，通過(guò)在較寬范圍內(nèi)(通常2.0.1062.7.1(^個(gè)粒子/Ncm3)的粒子添加，只能將最終濕冷凝器的酸霧排放控制在10-20ppmv。低于大約25(TC的大致酸露點(diǎn)時(shí)，該酸霧控制范圍打開(kāi)。在這種露點(diǎn)下，該范圍仍然窄(只有在進(jìn)行最終濕冷凝階段之前添加的粒子的極窄范圍內(nèi)才能使酸霧排放保持在低于5ppmv的水平內(nèi))，并且要求在空氣中顯著稀釋含S02的氣體，這如上所述由于需要操作具有更大容積的裝置而是不便的。通過(guò)本發(fā)明，提供其中進(jìn)入最終冷凝階段的濕氣體具有低于大約24(TC的酸露點(diǎn)的方法能夠打開(kāi)并任選顯著擴(kuò)大為使酸霧低于5ppmv而在最終冷凝器上游加入的固體粒子范圍，例如從0.8.1061.8.1(^個(gè)粒子/Ncm3(相當(dāng)于空氣稀釋至在進(jìn)入最終濕冷凝器的氣體中大約24(TC露點(diǎn))到更寬的0.2.1061.0.106個(gè)粒子/Ncm3(其中酸露點(diǎn)為220°C)。可以通過(guò)如我們擁有的美國(guó)專利No.5，198,206中所公開(kāi)的傳統(tǒng)方式，通過(guò)加入來(lái)自電弧或焊接的由燃燒具有超過(guò)兩個(gè)碳原子的烴或燃燒硅油而產(chǎn)生的煙霧來(lái)提供充當(dāng)冷凝核的粒子。進(jìn)入最終濕冷凝階段步驟的氣體優(yōu)選從0-5(TC的入口溫度Ta,加熱至滿足下列條件的出口溫度Ta2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中Tw和L以。C為單位表示，L是進(jìn)入最終冷凝階段的氣體的溫度，S是S03的體積％，且W是H20的體積。/。，在假定該氣體中的S03未水合的情況下計(jì)算，hi是以W/m2/K為單位表示的管內(nèi)部上的傳熱系數(shù)，且h。是以W/mVK為單位表示的管外部上的傳熱系數(shù)。在圖2中，針對(duì)具有14%S02、3°/。02和23%H20的18000Nm3/h進(jìn)料氣的進(jìn)料流21的情況，顯示雙冷凝濕硫酸法的流程圖。用流體22所示的9620Nm7h預(yù)熱空氣稀釋該S02氣體從而以摩爾比02/S02=l供應(yīng)氧。送往反應(yīng)器24(SCh轉(zhuǎn)化器)的所得進(jìn)料氣23含有9.1%S02，其在帶有中間床冷卻器29和29的三個(gè)絕熱催化床25、26、27上轉(zhuǎn)化成S03。該S03氣體隨后在熱交換器210和211中冷卻至310°C，產(chǎn)生明顯高于其酸露點(diǎn)(278°C)的流體212。在中間冷凝塔213中，該氣體所含的硫酸被冷凝為流體214中的98.3重量°/。最終產(chǎn)物。中間冷凝器213在其底部帶有絕熱濃縮區(qū)215,在此酸從96重量％濃縮至高于98重量％,并在其上部帶有具有酸再循環(huán)217的冷卻冷凝區(qū)216。優(yōu)選將來(lái)自第一接觸階段的含S03的氣體212引入所述中間冷凝器231的濃縮區(qū)215。這能在中間冷凝器底部，即在濃縮區(qū)中保持通常大約300-320。C的相對(duì)高溫，由此制造相對(duì)高濃度，即98.3重量y。的碌u酸。氣體作為15(TC的流體218離開(kāi)中間冷凝器213并含有0.42%S02、0.38。/。H2S04蒸氣和可能一些硫酸霧。該氣體在熱交換器210中再加熱至375。C,造成酸霧蒸發(fā)。流體219中的殘留S02在第四催化劑床220上被轉(zhuǎn)化，其使總S02轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.95%。在鍋爐222中將排出氣體221從大約39(TC冷卻至260°C。具有大約0.1體積°/。S03、0.7體積％H2S04、8%仏0且酸露點(diǎn)為大約22(TC的流體221所攜帶的殘留硫酸蒸氣在正常氣冷濕硫酸冷凝器223中冷凝，該冷凝器帶有氣冷垂直玻璃管(其中含S03的氣體與冷凝硫酸對(duì)流通過(guò))、用于增強(qiáng)傳熱的盤(pán)管、管除霧器和通過(guò)之前加入冷凝核粒子而進(jìn)行的酸霧控制。該玻璃管帶有用于分離氣體中的硫酸液滴的酸霧過(guò)濾器。所述過(guò)濾器有利地安裝在各玻璃管附近、各玻璃管中或各玻璃管頂部(與其氣密連接)，由此所述液滴向下流過(guò)該管。各管中的酸霧過(guò)濾器優(yōu)選為氣體速度1-7米/秒的高速過(guò)濾器并包含直徑0.05毫米至0.5毫米的長(zhǎng)絲或纖維。該纖維或長(zhǎng)絲以確保穿過(guò)該過(guò)濾器的壓降為2毫巴至20毫巴的量、層厚和構(gòu)造存在?？梢酝ㄟ^(guò)提供控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)酸霧控制，其中將離開(kāi)最終濕冷凝階段的氣流中的酸霧計(jì)與工藝計(jì)算機(jī)相連。來(lái)自酸霧計(jì)的指示低于ioppmv，優(yōu)選大約或低于5ppmv的酸霧值的信號(hào)被工藝計(jì)算機(jī)接收以調(diào)節(jié)例如如上所述在最終濕冷凝階段上游的來(lái)自烴燃燒的煙霧形式的作為冷凝核的固體粒子的添加。因此，根據(jù)已知原理借助含有位于最終濕冷凝器下游的連續(xù)運(yùn)行的酸霧計(jì)的控制回路控制充當(dāng)冷凝核的粒子的添加速率。通過(guò)本發(fā)明，極大提高粒子添加的自動(dòng)控制，因?yàn)榭梢栽谧罱K冷凝階段之前向氣流中加入更寬范圍的粒子(粒子數(shù))而沒(méi)有酸霧值不合意偏移的風(fēng)險(xiǎn)，從而在任何時(shí)間都安全地保持例如5ppmv或更低的低酸霧排放。濃度99.5重量％的濃硫酸在22(TC下作為流體224離開(kāi)最終冷凝器223，并進(jìn)入中間冷凝器213的再循環(huán)系統(tǒng)217。25。C的冷卻空氣流225充當(dāng)冷卻介質(zhì)并在20(TC下離開(kāi)最終冷凝器。來(lái)自最終冷凝器的氣體作為在大約IO(TC下并具有大約5ppmv酸霧含量的流體226離開(kāi)，然后導(dǎo)向煙囪(未顯示)。表1概括了圖2的工藝的相關(guān)流體組成。在SO廣轉(zhuǎn)化器24中使用合理的催化劑體積可獲得的總S02轉(zhuǎn)化率取決于來(lái)自中間冷凝器213的S02+H2S04濃度和第四床220的入口溫度。如果在中間冷凝器213的冷凝區(qū)216中將該氣體冷卻至較低溫度，可以提高S02轉(zhuǎn)化率或降低床220中的催化劑體積。來(lái)自最終冷凝器223的酸霧排放低，通常大約5ppmv，且由于進(jìn)料氣221的低露點(diǎn)(大約220°C)而容易控制?？梢栽诹魅胱罱K冷凝器之前以煙霧或以固體粒子氣溶膠形式向該氣體中加入充當(dāng)核的小粒子，其量相當(dāng)于在假定S03未水合成H2S04的情況下計(jì)算出的最終冷凝器入口處的氣流中每體積y。S03每Nm310'°至IO"個(gè)粒子。該低酸霧排放與正常情況(其中在S02轉(zhuǎn)化器后通過(guò)單冷凝階段處理含有6-30體積％S02,特別是10-30體積％S02的富進(jìn)料氣，由此將所述冷凝階段的進(jìn)料氣空氣稀釋至5-6體積y。S02,造成26(TC的酸露點(diǎn)和高于5ppmv的酸霧排放)相比代表顯著優(yōu)點(diǎn)。在鍋爐211和222中可以制造在40barg下的飽和蒸汽。為了控制S02轉(zhuǎn)化器中的溫度，中間床冷卻器28和29優(yōu)選為蒸汽過(guò)熱器?？梢詮脑诖蠹s200。C下離開(kāi)的熱的最終冷凝器冷卻空氣流225中提取稀釋空氣22，但必須供應(yīng)附加負(fù)荷以便將該空氣加熱至410。C的S02轉(zhuǎn)化器24入口溫度。如果該熱冷卻空氣225可以作為燃燒例如廢烷基化酸或H2S或硫的裝置中在S02轉(zhuǎn)化器之前的焚燒步驟的燃燒空氣再循環(huán)，則回收在最終冷凝器223中傳遞的更大比例的熱。來(lái)自熱交換器210中的中間冷凝器的含酸霧的廢氣218的再熱可能要求在兩個(gè)步驟中加熱例如安裝在中間冷凝器213頂部的靠近中間冷凝器的使氣體溫度高于露點(diǎn)的第一耐酸熱交換器，和在重新進(jìn)入S02轉(zhuǎn)化器24之前使流體219的溫度達(dá)到375。C的第二熱交換器。后者可能包括旁路以控制溫度至375°C。或者，可以通過(guò)熱氣體的再循環(huán)進(jìn)行第一加熱步驟。或者，可以使用傳熱鹽作為從該工藝向蒸汽系統(tǒng)傳熱的中間體，尤其是對(duì)冷進(jìn)料氣(冶金)而言，其中來(lái)自鍋爐的蒸汽流太小以致不能進(jìn)給到中間床冷卻器。如美國(guó)專利No.4，348，373中所述，中間冷凝器213優(yōu)選為包含濃縮和冷凝區(qū)的硫酸塔，其中液態(tài)硫酸與含有S03和H2S0廣蒸氣的氣流對(duì)流穿過(guò)含有填料體的濃縮或吸收區(qū)，由此h2s04被吸收在再循環(huán)硫酸中。對(duì)于2.0米直徑的容器的情況，中間冷凝器213也可以構(gòu)造成帶有陶瓷填料(如Torus鞍)的磚襯塔。如上所述，該中間冷凝器可以是與最終冷凝器223相同類型的濕硫酸冷凝器，其中所述最終冷凝器223帶有氣冷玻璃管。來(lái)自中間冷凝器213的廢氣流218可能含有一些酸霧，并根據(jù)該裝置中所需的總S02轉(zhuǎn)化率，可能可接收高達(dá)1000ppmv的酸霧(第四床220中的轉(zhuǎn)化率取決于S02+S0"農(nóng)度)。根據(jù)美國(guó)專利No.4，348，373的教導(dǎo)，如果滿足下列條件，用于制造硫酸的中間冷凝器可以在廢氣中基本不含酸霧的情況下運(yùn)行T〉140+6a+(3+0.2(T廣Td)(2)其中t是離開(kāi)中間冷凝器的要再循環(huán)的酸的溫度rc]，a是由S03+H2S04確定的進(jìn)料氣212的濃度[摩爾％]，P是進(jìn)料氣212的水濃度[摩爾％]，L是進(jìn)料氣212的溫度[。C],且Td是進(jìn)料氣212的露點(diǎn)溫度[。C]。根據(jù)公式(2)，可以避免過(guò)量酸霧排放，因?yàn)闇囟萒-247。C高于由該公式計(jì)算出的值(該值為218°C)。煉油廠的烷基化裝置中對(duì)高濃度酸的需求要求98.5-99重量％硫酸產(chǎn)品。該產(chǎn)品酸濃度隨流體212中進(jìn)料氣溫度的提高而提高，但即使在所述進(jìn)料氣中40(TC下，由于進(jìn)料氣212的水含量，最大酸濃度不超過(guò)98.4重量％。因此，難以實(shí)現(xiàn)〉98.5重量％硫酸的制造。在傳統(tǒng)濕/干法(如美國(guó)專利No.4,368,183)的中間冷凝階段中，發(fā)煙石克酸(即含有溶解的S03的硫酸)上的水蒸汽壓力非常低，因此，在此階段中容易除去水。但是，在該氣體中水相對(duì)于S03過(guò)量的情況下，S03與水以1:1摩爾比反應(yīng)產(chǎn)生硫酸。在平衡下，該酸會(huì)吸收額外的水并由此降低其酸濃度直至由酸濃度和溫度決定的該酸上的水蒸汽壓力與該氣體中的水含量相同。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在根據(jù)本發(fā)明的雙冷凝法中，如果在中間冷凝塔213底部的濃縮區(qū)中引入溫度400-55(TC,優(yōu)選500。C的熱空氣代替通常大約300-32(TC的工藝氣體，可以提高酸濃度。這顯示在圖3中，進(jìn)料氣條件與圖2中相同。將來(lái)自S02轉(zhuǎn)化器34的S03氣流312直接送入中間冷凝器313的冷凝區(qū)316，且酸產(chǎn)品流入濃縮區(qū)315，在此通過(guò)與50(TC的熱空氣對(duì)流接觸，將其濃縮至98.6重量％。優(yōu)選地，空氣之前已經(jīng)在熱交換器329中從150-300。C預(yù)熱至400-550°C,優(yōu)選500°C。因此，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括將400-550。C的熱空氣送入中間冷凝階段的濃縮區(qū)并將來(lái)自第一催化轉(zhuǎn)化步驟的含S03的氣體直接送入所述中間冷凝階段的冷凝區(qū)，由此通過(guò)與所述熱空氣對(duì)流接觸來(lái)制造濃硫酸。表2概括了圖3中所示的工藝的相關(guān)流體組成。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括將所述中間冷凝階段分成至少上部和底部濃縮區(qū)，將來(lái)自第一催化轉(zhuǎn)化步驟的含S03的氣體送入中間冷凝階段的上部濃縮區(qū)并將400-550°C的熱空氣送入底部濃縮區(qū)，由此通過(guò)與所述熱空氣對(duì)流4^觸來(lái)制造濃石危酸。相應(yīng)地，該中間冷凝階段分成至少兩個(gè)濃縮區(qū)。在第一上部濃縮區(qū)中，通過(guò)與溫度大約30(TC的進(jìn)入中間冷凝階段的含S03的氣流接觸將來(lái)自冷凝區(qū)的酸從95重量％濃縮至98.2重量％，并在第二底部濃縮區(qū)中(在此加入450-55(TC,優(yōu)選500。C的空氣)，將該酸進(jìn)一步濃縮至98.6重量％的所需值。這使得98.6重量％的最終濃度只需要圖3的方案中所需的熱空氣量(Nm3/h)的大約一半。該方法顯示在圖4中，進(jìn)料氣條件與圖2或3中相同。表3概括了相關(guān)流體組成。將來(lái)自S02轉(zhuǎn)化器44的S03氣流412直接送入第一濃縮區(qū)431，且酸產(chǎn)品流入第二濃縮區(qū)430,在此其通過(guò)與400-50(TC,優(yōu)選50(TC的熱空氣對(duì)流接觸而最終濃縮至98.6重量％。該空氣之前在熱交換器"9中從150-300。C預(yù)熱至450-550°C,優(yōu)選500。C。在本發(fā)明的再一實(shí)施方案中，該方法可以進(jìn)一步包括將來(lái)自已經(jīng)在中間冷凝階段中與硫酸接觸的熱空氣的廢氣流通過(guò)將所述廢氣流與從第二催化轉(zhuǎn)化步驟中提取的冷卻的含S03的氣流合并來(lái)轉(zhuǎn)入最終冷凝階段。相應(yīng)地，將來(lái)自中間冷凝階段中的熱空氣濃縮區(qū)的廢氣送入最終冷凝階段。這能夠降低中間冷凝器的尺寸以及降低S02轉(zhuǎn)化器的第二接觸階段中的一個(gè)或多個(gè)床的尺寸。這顯示在圖5中，其中將來(lái)自中間冷凝階段513的濃縮區(qū)532的廢氣流531與來(lái)自S02轉(zhuǎn)化器54的第二催化轉(zhuǎn)化步驟的流體521合并，作為流體522進(jìn)入最終冷凝器523。表4概括了該工藝的這一實(shí)施方案的相關(guān)流體組成。本發(fā)明的方法也可用于已經(jīng)包含S02轉(zhuǎn)化器和單濕冷凝階段的現(xiàn)有硫酸裝置的改進(jìn)。該現(xiàn)有的單濕冷凝器隨后可用作最終濕冷凝器并且也可以再使用S02轉(zhuǎn)化器。在現(xiàn)有裝置的改進(jìn)中，該裝置采用新的中間冷凝器、在S02轉(zhuǎn)化器中的附加催化劑床，和熱回收系統(tǒng)。該改進(jìn)除了已經(jīng)提到的包括低酸霧排放的優(yōu)點(diǎn)外，還有可能在現(xiàn)有裝置中作出極少改動(dòng)的情況下提高裝置處理量。在本發(fā)明的方法中，可以提高進(jìn)料S02氣體進(jìn)入該裝置的流速，同時(shí)降低稀釋空氣的流量以使改進(jìn)之前和之后流過(guò)該裝置的總流量保持基本恒定。實(shí)施例表5顯示了根據(jù)本發(fā)明具有中間冷凝階段和最終濕冷凝階段的方法和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法(其中S02轉(zhuǎn)化步驟后跟著單濕冷凝階段)的比較實(shí)施例。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包含S02轉(zhuǎn)化階段和單濕冷凝階段的方法中，進(jìn)入該方法的含有14體積％S02的進(jìn)料氣顯著空氣稀釋以在最終冷凝階段入口處提供酸露點(diǎn)為26(TC的5-6體積y。S02氣體。與圖2和表1對(duì)應(yīng)的本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比不要求顯著空氣稀釋，并同時(shí)提供更高的S02轉(zhuǎn)化率和更低的酸霧排放。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>'進(jìn)入該方法的進(jìn)料氣含有14體積％S02。該氣體在進(jìn)入S02轉(zhuǎn)化器之前已經(jīng)空氣稀釋至5-6%S02,這相當(dāng)于進(jìn)入該單冷凝階段的氣體中5-6%H2S04(g)，以使其酸露點(diǎn)為260°C。2無(wú)尾氣洗滌權(quán)利要求1.由含有0.1-30％SO2的進(jìn)料氣制造硫酸的方法，包括下列步驟(a)將進(jìn)料氣送入第一催化轉(zhuǎn)化步驟，其中在一個(gè)或多個(gè)催化劑床上將SO2氧化成SO3，(b)通過(guò)將所述氣體送入中間冷凝階段，將來(lái)自所述第一接觸步驟的含SO3的氣體冷卻，提取含有未轉(zhuǎn)化的SO2和未吸收的SO3的氣體并提取濃硫酸產(chǎn)物流，(c)再加熱含有未轉(zhuǎn)化的SO2和未吸收的SO3的所述氣體，(d)將來(lái)自步驟(c)的氣體送入第二催化轉(zhuǎn)化步驟，其中在一個(gè)或多個(gè)催化劑床上將未轉(zhuǎn)化的SO2氧化成SO3，(e)將來(lái)自步驟(d)的氣體冷卻至比所述氣體的酸露點(diǎn)高0至100℃的溫度，(f)將來(lái)自步驟(e)的氣體送入最終濕冷凝階段，該氣體具有在假定SO3未水合成H2SO4的情況下計(jì)算出的至少1.05的H2O與SO3摩爾比和低于大約240℃的酸露點(diǎn)，在該階段中，通過(guò)與冷卻介質(zhì)的間接或直接熱交換將所述氣體冷卻，由此冷凝殘留硫酸，(g)在進(jìn)行步驟(f)之前在氣體中提供在假定SO3未水合成H2SO4的情況下計(jì)算出的每體積％SO3每Nm31010至1013個(gè)固體粒子，(h)從步驟(f)的最終濕冷凝階段中提取70-98wt％硫酸流。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)中的含S02的進(jìn)料氣是含有6體積％至30體積％S02的富氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，進(jìn)一步包括將來(lái)自步驟(a)的氣體冷卻至比進(jìn)行步驟(b)之前的所述氣體的酸露點(diǎn)高(TC至10(TC的溫度。4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括向來(lái)自步驟(e)的氣體提供步驟(g)的粒子。5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在包含濃縮和冷凝區(qū)的填充硫酸塔中通過(guò)使含S03的氣流與濃度70-98重量％的液態(tài)硫酸接觸來(lái)進(jìn)行步驟(b)的中間冷凝階段，該液態(tài)硫酸與該含S03的氣體對(duì)流。6，根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括將步驟(h)的70-98重量％硫酸流送回中間冷凝階段(b)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的方法，其中步驟(b)的中間冷凝階段在基本垂直管中進(jìn)行，其中通過(guò)與冷卻介質(zhì)間接熱交換來(lái)進(jìn)行含S03的氣流的冷卻，其中所述冷卻介質(zhì)是對(duì)流的空氣。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的方法，其中最終冷凝階段中的氣體冷卻在基本垂直管中通過(guò)與冷卻介質(zhì)間接熱交換來(lái)進(jìn)行，其中所述冷卻介質(zhì)是對(duì)流的空氣。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的方法，其中最終冷凝階段中的氣體冷卻在填充硫酸塔中通過(guò)與循環(huán)硫酸直接熱交換來(lái)進(jìn)行。10.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括將400-55(TC的熱空氣送入中間冷凝階段的濃縮區(qū)并將來(lái)自第一催化轉(zhuǎn)化步驟的含S03的氣體直接送入所述中間冷凝階段的冷凝區(qū)，由此通過(guò)與所述熱空氣對(duì)流接觸來(lái)制造濃碌u酸。11.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括將所述中間冷凝階段分成至少上部和底部濃縮區(qū)，將來(lái)自第一催化轉(zhuǎn)化步驟的含S03的氣體送入中間冷凝階段的上部濃縮區(qū)并將400-550°C的熱空氣送入底部濃縮區(qū)，由此通過(guò)與所述熱空氣對(duì)流接觸來(lái)制造濃碌u酸。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，進(jìn)一步包括將來(lái)自已經(jīng)在中間冷凝階段中與硫酸接觸的熱空氣的廢氣流通過(guò)將所述廢氣流與從S02轉(zhuǎn)化階段的第二催化轉(zhuǎn)化步驟中提取的冷卻的含S03的氣流合并來(lái)轉(zhuǎn)入最終冷凝階段。全文摘要由含有0.1-30％SO₂的進(jìn)料氣制造硫酸的方法，包括下列步驟(a)將進(jìn)料氣送入第一催化轉(zhuǎn)化步驟，其中在一個(gè)或多個(gè)催化劑床上將SO₂氧化成SO₃，(b)通過(guò)將所述氣體送入中間冷凝階段，將來(lái)自所述第一接觸步驟的含SO₃的氣體冷卻，提取含有未轉(zhuǎn)化的SO₂和未吸收的SO₃的氣體并提取濃硫酸產(chǎn)物流，(c)再加熱含有未轉(zhuǎn)化的SO₂和未吸收的SO₃的所述氣體，(d)將來(lái)自步驟(c)的氣體送入第二催化轉(zhuǎn)化步驟，其中在一個(gè)或多個(gè)催化劑床上將未轉(zhuǎn)化的SO₂氧化成SO₃，(e)將來(lái)自步驟(d)的氣體冷卻至比所述氣體的酸露點(diǎn)高0至100℃的溫度，(f)將來(lái)自步驟(e)的氣體送入最終濕冷凝階段，該氣體具有在假定SO₃未水合成H₂SO₄的情況下計(jì)算出的至少1.05的H₂O與SO₃摩爾比和低于大約240℃的酸露點(diǎn)，在該階段中，通過(guò)與冷卻介質(zhì)的間接或直接熱交換將所述氣體冷卻，由此冷凝殘留硫酸，(g)在進(jìn)行步驟(f)之前在氣體中提供在假定SO₃未水合成H₂SO₄的情況下計(jì)算出的每體積％SO₃每Nm³10¹⁰至10¹³個(gè)固體粒子，(h)從步驟(f)的最終濕冷凝階段中提取70-98wt％硫酸流。文檔編號(hào)C01B17/00GK101626977SQ200680056894公開(kāi)日2010年1月13日申請(qǐng)日期2006年11月29日優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日發(fā)明者K·A·克里斯滕森申請(qǐng)人:赫多特普索化工設(shè)備公司