ES2197459T3 - Procedimiento y aparato para producir trioxido de azufre gaseoso. - Google Patents

Abstract

UN APARATO Y UN PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION DE TRIOXIDO DE AZUFRE (SO 3 ) EN LOS QUE SE HACE USO DE UN QUEMADOR DE AZUFRE PARA LA PRODUCCION DE DIOXIDO DE AZUFRE (SO 2 ) Y DE UN CONVERTIDOR CATALITICO PARA CONVERTIR EL SO 2 EN SO 3 . EL CONVERTIDOR CATALITICO COMPRENDE UN RECIPIENTE QUE CONTIENE UNA PLURALIDAD DE CANALES SEPARADOS, TENIENDO CADA UNO UN EXTREMO EN LA PARTE DE ARRIBA QUE SE COMUNICA CON UN COLECTOR DE LA PARTE DE ARRIBA Y UN EXTREMO EN LA PARTE DE ABAJO QUE SE COMUNICA CON UN COLECTOR DE LA PARTE DE ABAJO. CADA CANAL COMPRENDE UNA SOLA ETAPA DE CONVERSION CONTINUA, ININTERRUMPIDA QUE TERMINA EN EL EXTREMO DEL CANAL DE LA PARTE DE ABAJO. SE INTRODUCE UNA PRIMERA MEZCLA DE SO 2 Y AIRE DEL QUEMADOR DE AZUFRE EN EL COLECTOR DE LA PARTE DE ARRIBA Y FLUYE COMO CORRIENTE A TRAVES DE CADA UNO DE LOS CANALES DONDE LA CORRIENTE SE REFRIGERA Y EL SO 2 SE CONVIERTE EN LA ETAPA DE CON VERSION EN SO 3 PARA OBTENER, EN EL EXTREMO DEL CANAL DE LA PARTE DE ABAJO, UNA SEGUNDA MEZCLA QUE CONSISTE ESENCIALMENTE EN SO 3 Y AIRE. LA PRIMERA MEZCLA NO SE REFRIGERA ENTRE EL QUEMADOR DE AZUFRE Y EL CONVERTIDOR. LA CORRIENTE QUE FLUYE A TRAVES DE LA ETAPA DE CONVERSION SE MANTIENE A UNA TEMPERATURA QUE SOSTIENE LA CONVERSION DE SO 2 EN SO 3 , SIN DILUIR LA CORRIENTE CON UN FLUIDO DE REFRIGERACION NI DESVIAR LA CORRIENTE FUERA DEL CANAL PRESENTE EN EL RECIPIENTE DEL CONVERTIDOR.

Description

Procedimiento y aparato para producir trióxido de azufre gaseoso.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento y aparato para producir trióxido de azufre gaseoso (de acuerdo con lo que se expone en las reivindicaciones 1 y 30).

El trióxido de azufre gaseoso (SO_{3}) tiene muchos usos. En uno de estos usos, se hace reaccionar el trióxido de azufre gaseoso con un reactivo orgánico (por ejemplo, alquilbenceno) para producir un sulfonato que se usa para la fabricación de detergentes. El trióxido de azufre gaseoso se usa igualmente para acondicionar los gases de escape (por ejemplo, los procedentes de calderas generadoras de energía) para facilitar la retirada de cenizas volantes del gas de escape.

El SO_{3} se produce típicamente haciendo reaccionar azufre y aire en un quemador de azufre, a fin de producir una primera mezcla que consiste básicamente en dióxido de azufre (SO_{2}) y aire. Esta primera mezcla gaseosa se hace fluir a continuación al interior de un convertidor catalítico, en donde el SO_{2} de la primera mezcla se convierte en SO_{3} a fin de producir una segunda mezcla consistente básicamente en SO_{3} y aire, que se extrae del convertidor y se dirige a un lugar en donde el SO_{3} de la segunda mezcla se hace reaccionar con un reactivo orgánico a fin de producir un sulfonato (en un ejemplo de uno de tales usos), o cuando se usa el SO_{3} para acondicionar los gases de escape a fin de facilitar la retirada de las cenizas volantes (como un segundo ejemplo).

Existe una gama de temperaturas (por ejemplo, de 780 a 850º F = de 416 a 454ºC) que es favorable para iniciar la conversión catalítica del SO_{2} en SO_{3}. Cuando la temperatura del SO_{2} de la primera mezcla está por encima o por debajo de esta gama de temperaturas, es difícil, si no imposible, iniciar la conversión catalítica de SO_{2} en SO_{3}. En general, la primera mezcla (SO_{2} y aire) tiene una temperatura superior a la gama favorable de temperaturas cuando la primera mezcla sale del quemador de azufre. Como resultado, la primera mezcla queda convencionalmente sujeta a refrigeración entre el quemador de azufre y el convertidor. La refrigeración se ejecuta habitualmente haciendo fluir la primera mezcla a través de un refrigerador radiante o un termointercambiador, por ejemplo. Una mezcla de SO_{2} y aire que ha sido así refrigerada entra en el convertidor a una temperatura dentro de la gama favorable para iniciar la conversión de SO_{2} en SO_{3}.

La temperatura mínima para iniciar la conversión catalítica de SO_{2} en SO_{3} (el umbral o temperatura de combustión) varía con el agente catalizador empleado en el proceso de conversión y puede encontrarse en la gama de 380 a 420ºC (715-788º F), por ejemplo. Una vez iniciada la reacción de conversión (combustión), puede sostener a temperaturas que podrían descender por debajo de la temperatura de combustión.

La conversión de SO_{2} en SO_{3} es una reacción de equilibrio (SO_{2} + \frac{1}{2}0_{2} = SO_{3}). En un proceso comercial típico, el oxígeno requerido para convertir el SO_{2} en SO_{3} lo proporciona el aire en la primera mezcla (SO_{2} y aire). El porcentaje de SO_{2} que puede convertirse en SO_{3} varía con la temperatura y con la concentración (presión parcial) de los reactivos gaseosos iniciales (SO_{2} y O_{2}). Cuanto menor es la temperatura en la gama de temperaturas a la que ocurre la reacción de conversión, mayor será la conversión de SO_{2} en SO_{3}. Para una determinada concentración de reactivos, y suponiendo que la reacción de conversión avanza hasta el equilibrio, existe un porcentaje teórico de conversión de SO_{2} en SO_{3} a cada temperatura dentro de la gama en la que puede sostenerse la conversión. La gama de temperaturas de conversión tiene temperaturas máximas y mínimas. La conversión teórica máxima ocurre a la temperatura mínima a la que se puede sostener la conversión. Según la concentración de los reactivos, la conversión teórica máxima puede ser de un 99% o más, a una temperatura mínima de mantenimiento de 400ºC (752º F), por ejemplo. En procesos comerciales convencionales, el porcentaje real de conversión (rendimiento) suele ser una aproximación del porcentaje teórico de conversión, es decir, ligeramente inferior al porcentaje teórico de conversión; la cercanía de la aproximación sufre la influencia de una serie de parámetros, tales como la distribución del gas en el lecho poroso que contiene el agente catalizador, la velocidad del gas a través de ese lecho y la actividad del agente catalizador.

Como se indicó anteriormente, existe una temperatura máxima a la que puede sostenerse la reacción de conversión. Por ejemplo, según la concentración de los reactivos iniciales, a una temperatura de alrededor de 600ºC (1.112º F), la reacción de conversión alcanza el equilibrio cuando el porcentaje teórico de SO_{3} es de alrededor del 70%; para obtener una conversión teórica del 95%, podría necesitarse una temperatura inferior, por ejemplo, de unos 480ºC (896º F) o menos y para obtener la conversión teórica del 99%, podría exigirse una temperatura de alrededor de 400ºC (752º F). Un ejemplo de las concentraciones de reactivos que permiten alcanzar los resultados descritos en la parte anterior de este párrafo comprende alrededor del 10,5% en volumen de SO_{2} y del 10,4% en volumen de O_{2}. En general, a una temperatura dada, el porcentaje teórico de conversión aumenta a medida que disminuye el porcentaje inicial de SO_{2} y aumenta el porcentaje inicial de O_{2}.

La conversión de SO_{2} en SO_{3} es una reacción exotérmica que genera una cantidad sustancial de calor, elevando a su vez la temperatura de los gases que fluyen a través del convertidor, hasta una temperatura cercana a la temperatura en la que puede sostenerse la conversión o superior a la misma. Además, a medida que avanza la reacción de conversión, aumenta el porcentaje de SO_{3} en la corriente gaseosa, exigiendo a su vez una disminución de la temperatura de la corriente gaseosa a fin de que ocurra una nueva conversión. Estos dos factores, es decir, el aumento de la temperatura y el aumento del porcentaje de SO_{3}, exigen refrigeración de la corriente gaseosa, con el fin de aumentar aún más el porcentaje de SO_{3} en la corriente gaseosa.

En consecuencia, para convertir la totalidad o prácticamente la totalidad del SO_{2} en SO_{3}, lo convencional ha sido desarrollar procesos de conversión comercial en dos o más etapas de conversión, estando sujeta a refrigeración la mezcla gaseosa parcialmente convertida en una etapa, entre esta última y la etapa siguiente. La refrigeración se ha realizado habitualmente haciendo fluir la mezcla gaseosa parcialmente convertida a través de un refrigerador radiante o un termointercambiador situado fuera del recipiente del convertidor. Como variante, la mezcla parcialmente convertida se diluye entre etapas con un fluido de refrigeración, tales como aire frío lo cual, además de refrigerar la mezcla gaseosa parcialmente convertida, reduce necesariamente la concentración de SO_{2} y SO_{3} en la mezcla gaseosa parcialmente convertida, y aumenta su volumen.

La refrigeración entre etapas reduce la temperatura de la corriente gaseosa a una temperatura a la que se puede iniciar la conversión catalítica y acto seguido sostenerla durante algún tiempo, teniendo presente que, a medida que vuelva a avanzar la conversión, la temperatura de la corriente gaseosa y el porcentaje de SO_{3} en dicha corriente aumentan ambos, pudiendo de nuevo presentar en su caso presentar impedimentos para una conversión adicional, tal como se ha descrito anteriormente.

Un convertidor que emplee dos etapas de conversión, junto con una única etapa de refrigeración entre ellas puede convertir, en circunstancias apropiadas, hasta un 97% aproximadamente del SO_{2} en SO_{3}. Una mezcla gaseosa en la que se ha convertido en SO_{3} hasta un 97% del SO_{2} es aceptable para uso en el acondicionamiento de los gases de escape. No obstante, cuando el SO_{3} debe emplearse como agente sulfonatador, a menudo es conveniente emplear una mezcla gaseosa en la que un 99% (o más) del SO_{2} se haya convertido en SO_{3}. En este caso, el convertidor emplea tres etapas de conversión (o más), con una etapa de refrigeración entre las etapas primera y segunda de conversión, y otra etapa de refrigeración entre las etapas segunda y tercera de conversión, etc.

Habitualmente se enfría una mezcla gaseosa consistente básicamente en aire y SO_{3} una vez que sale del convertidor y antes de que se emplee el SO_{3} de la misma como agente sulfonatador. Típicamente la mezcla gaseosa que sale del convertidor no debería refrigerarse, en ninguna medida importante, si se emplea el SO_{3} como agente acondicionador de los gases de escape.

En la solicitud de patente del Reino Unido publicada número GB 2 088 350 A se describe un ejemplo de un proceso convencional para producir SO_{3} y utilizarlo como agente sulfonatador. Un ejemplo de un proceso convencional para producir SO_{3} empleado como agente acondicionador para los gases de escape se describe en la patente de los EE.UU. Nº 5.244.642. Las materias descritas en ambas publicaciones se incorporan a esta patente por la presente referencia.

En los procesos de producción de SO_{3} gaseoso arriba descritos existen ciertos inconvenientes. Estos inconvenientes se derivan de la necesidad de someter a enfriamiento la primera mezcla gaseosa entre el quemador de azufre y el convertidor; la necesidad de someter a refrigeración la mezcla gaseosa que se somete a conversión entre las etapas de conversión; y la necesidad de proporcionar al convertidor una serie de etapas de conversión. Estas necesidades representan gastos importantes de equipo de refrigeración y en tuberías correspondientes, y aumentan sustancialmente el espacio ocupado por el paquete de equipo que produce el SO_{3}.

Resumen de la invención

La presente invención evita los inconvenientes de los procesos y aparatos de la técnica anterior descritos arriba, utilizando un procedimiento y aparato que elimina la necesidad de equipo de refrigeración entre el quemador de azufre y el convertidor y entre las etapas de conversión de este último.

De acuerdo con la presente invención, la primera mezcla, formada básicamente por dióxido de azufre y aire, se hace fluir desde el quemador de azufre directamente hasta el convertidor catalítico, sin enfriar la primera mezcla entre el quemador de azufre y el convertidor catalítico. El convertidor catalítico comprende un recipiente que contiene una serie de canales separados, cada uno de los cuales tiene extremos corriente arriba y corriente abajo, y contienen un agente para catalizar la conversión del SO_{2} en SO_{3}. El convertidor contiene igualmente un colector situado corriente arriba, en los extremos corriente arriba de los canales, para recibir la mezcla gaseosa que comprende SO_{2} y aire y para dirigir partes de la primera mezcla a los extremos situados corriente arriba de los canales, formando una serie de corrientes que contienen la primera mezcla en los extremos del canal situado corriente arriba.

El SO_{2} de la primera mezcla se convierte en SO_{3}, a medida que las corrientes fluyen a través de los canales, produciendo en las corrientes una segunda mezcla formada básicamente por SO_{3} y aire en los extremos corriente abajo de los canales. Cada una de las corrientes se enfría de manera prácticamente continua, a medida que fluye a través de su canal y que el SO_{2} incluido en ella sufre la conversión en SO_{3}. Situado dentro del convertidor, en los extremos corriente abajo de los canales, se encuentra un colector corriente abajo, para recibir y combinar las corrientes a medida que fluyen saliendo de los canales.

El enfriamiento de las corrientes a medida que fluyen a través de los canales se realiza sin introducir un medio refrigerador en ninguna de las corrientes y sin desviar cualquiera de ellas fuera de los canales del recipiente. Cada corriente se enfría de forma prácticamente inmediata cuando entra en el extremo corriente arriba de un canal y se somete de forma prácticamente continua a refrigeración a lo largo de prácticamente la totalidad de la longitud del canal desde su extremo corriente arriba hasta su extremo corriente abajo. Los canales se definen por una serie de miembros tubulares separados que se enfrían poniendo la superficie exterior de cada miembro tubular en contacto con un medio fluido de refrigeración (por ejemplo, aire frío), a lo largo de prácticamente toda la longitud del miembro tubular, desde su extremo corriente arriba hasta su extremo corriente abajo.

Cada canal comprende una porción inicial de refrigeración, situada corriente arriba, y una única etapa continua e ininterrumpida de conversión que tiene extremos corriente arriba y corriente abajo. La etapa de conversión termina, en la mayoría de realizaciones, en el extremo del canal situado corriente abajo, y contiene todo el agente catalizador al que se somete el SO_{2} en el convertidor. En una realización, el canal podría incluir igualmente una porción de refrigeración corriente abajo que tiene un extremo corriente arriba que comunica con el extremo corriente abajo de la etapa de conversión y termina en el extremo corriente abajo del canal.

La refrigeración de acuerdo con la presente invención mantiene la corriente gaseosa a una temperatura que sostendrá la conversión del SO_{2} en SO_{3} de forma prácticamente continua, desde el extremo corriente arriba hasta el extremo corriente abajo de la etapa de conversión, y hasta que la conversión de SO_{2} en SO_{3} supere el 95%, obteniéndose normalmente un rendimiento del 97% o más del SO_{3}; un procedimiento según la presente invención produce un rendimiento que se acerca (es decir, que supera un 99% de) el porcentaje máximo teórico de conversión, consiguiendo, por ejemplo, un rendimiento del 99%.

Dado que no existe dispositivo de refrigeración entre el quemador de azufre y el convertidor, y debido a que no hay ningún dispositivo de refrigeración, en la parte exterior del convertidor, para enfriar la mezcla gaseosa sometida a conversión, el recipiente del quemador de azufre y el recipiente del convertidor pueden colocarse en posición relativamente junta entre sí, comparada con la distancia entre estos recipientes en un aparato que emplee dichos dispositivos de refrigeración. De la misma manera, la longitud del conducto entre el quemador de azufre y los convertidores es correspondientemente pequeña. Esto reduce sustancialmente el espacio ocupado por la totalidad del paquete productor de SO_{3}, algo que es muy conveniente.

La presente invención puede emplearse en una amplia gama de concentraciones de SO_{2}, por ejemplo, de un 4 a un 12%. (Tal como se utiliza en esta patente, cuando los contenidos de SO_{2} y SO_{3} se expresan en porcentajes, representan porcentajes en volumen). El equipo y los medios de tratamiento que pueden emplearse para producir concentraciones de SO_{2} en el lado más alto de la gama arriba mencionada (y por encima del mismo) se describen en dos publicaciones de patente identificadas arriba. Cuanto mayor es la concentración de SO_{2}, menor es el volumen del equipo de proceso y las tuberías necesarias para manejar la corriente gaseosa que contiene el SO_{2}. Cuando, como ocurre en el presente caso, el porcentaje de SO_{2} convertido en SO_{3} es elevado (por ejemplo, de un 97% en adelante), la concentración de SO_{3} es prácticamente la misma que la concentración de SO_{2}, y a falta de dilución del SO_{3} con aire de refrigeración, el volumen del equipo de proceso y de las tuberías que se necesitan para manejar la corriente gaseosa que contiene el SO_{3} es relativamente pequeño. Cuanto menor es el volumen del equipo de proceso y tuberías necesarios para manejar las corrientes gaseosas, menor es el gasto de capital y el espacio ocupado por el equipo de proceso, todo lo cual es muy conveniente.

Otras características y ventajas son inherentes al procedimiento y aparato reivindicado y expuesto, o serán evidentes para los entendidos en la técnica por la descripción detallada que sigue, en unión con los dibujos esquemáticos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un esquema de circulación de un procedimiento que emplea una realización de la presente invención;

La Figura 1a es una vista fragmentaria y en alzado que ilustra la estrecha separación entre un quemador de azufre y un convertidor cuando se emplea el aparato según la presente invención;

La Figura 2 es una vista en sección vertical de un convertidor según una realización de la presente invención, con algunas partes del convertidor retiradas;

La Figura 3 es una vista en planta del convertidor de la Figura 2;

La Figura 4 es una vista en sección horizontal tomada a través del convertidor, entre los extremos corriente arriba y corriente abajo de los canales del convertidor;

La Figura 5 es una vista ampliada y en sección vertical que ilustra el extremo corriente arriba de un canal del convertidor;

La Figura 6 es una vista desde abajo y ampliada que ilustra el extremo corriente arriba de un canal del convertidor;

La Figura 7 es una vista en sección vertical del convertidor, similar a la Figura 2, con algunas piezas retiradas, y mostrando otras piezas que no aparecen representadas en la Figura 2;

La Figura 8 es una vista en sección vertical y ampliada que ilustra un paso acoplado al recipiente del convertidor y que se utiliza para conseguir el acceso al interior del recipiente del convertidor;

La Figura 9 es una vista ampliada y de extremo del orificio de paso ilustrado en la Figura 8;

La Figura 10 es una vista en sección, fragmentaria y ampliada, de una parte del convertidor;

La Figura 11 es una vista fragmentaria y en sección vertical, similar a la Figura 7, que ilustra otra realización de la presente invención; y

La Figura 12 es un diagrama esquemático fragmentario de la realización de la Figura 11.

Descripción detallada

Haciendo inicialmente referencia a las Figuras 1, 1a, 2 y 7, se hacen reaccionar azufre y aire en un quemador de azufre 20, a fin de producir una primera mezcla formada básicamente por dióxido de azufre (SO_{2}) y aire. La exposición que sigue supone, para fines ilustrativos, una concentración de SO_{2} del 8%. La primera mezcla se hace fluir desde el quemador de azufre 20, a través de un conducto 21, hasta un convertidor catalítico 22. El convertidor 22 comprende un recipiente 23 que contiene una serie de canales 24, cada uno de ellos definido por un miembro tubular 25 (de los que sólo uno se ilustra en las Figuras 2 y 7). Cada canal 24 tiene extremos corriente arriba 26 y corriente abajo 27, respectivamente, y cada canal contiene agentes en 31, 32 (Figura 7) para catalizar la conversión de SO_{2} en SO_{3}. Cada canal 24 comprende una etapa de conversión definida por la parte del canal que contiene los agentes catalizadores en 31, 32.

El convertidor 22 comprende un colector corriente arriba 28, que comunica con el extremo corriente arriba 26 de cada canal 24. El colector situado corriente arriba 28 recibe la primera mezcla gaseosa y dirige una parte de la primera mezcla gaseosa al interior del extremo corriente arriba 26 de cada canal 24, para formar una serie de corrientes que contienen la primera mezcla en los extremos 26 del canal situado corriente arriba.

Cada corriente fluye a través de un canal respectivo 24, desde su extremo de canal corriente arriba 26 hasta su extremo de canal corriente abajo 27. A medida que la corriente fluye a través de su canal 24, el SO_{2} que contiene se convierte en SO_{3}, en presencia de agente catalizador en 31, 32; la conversión produce en la corriente una segunda mezcla que consiste básicamente en SO_{3} y aire en el extremo de canal situado corriente abajo 27. Cada corriente es enfriada cuando fluye a través de su canal 24 y a medida que el SO_{2} de la corriente sufre su conversión en SO_{3}. El enfriamiento de la corriente es prácticamente continuo desde el extremo corriente arriba 26 del canal hasta el extremo corriente abajo 27 del mismo. La conversión de SO_{2} en SO_{3} se mantiene sin interrupción desde el extremo corriente arriba al extremo corriente abajo de la etapa de conversión, en 31, 32.

El convertidor 22 comprende un colector corriente abajo 29 que comunica con el extremo corriente abajo 27 de cada canal 24. El colector 29 recibe y combina las corrientes tal como fluyen fuera de los canales 24.

La primera mezcla gaseosa (SO_{2} y aire) entra en el convertidor 22 a través de una abertura de transmisión 19 que comunica con el colector de admisión 28. La segunda mezcla gaseosa (que contiene, por ejemplo, un 8% de SO_{3}) se extrae del convertidor 22 a través de una abertura de salida 30 que comunica con el colector corriente abajo 29. La mezcla gaseosa que sale del convertidor 22, a través de la abertura de salida 30, lo conducen unos conductos 34-35 (Figura 1) en dirección corriente abajo, alejándola del convertidor 22, para ponerla en contacto con otra corriente de fluido que contiene un material con el que reaccionará o sobre el que actuará el SO_{3} (por ejemplo, como en una reacción de sulfonación o como en el acondicionamiento de un gas de escape).

En una realización, la mezcla gaseosa que se encuentra en el conducto 34 puede combinarse en el conducto 35 con aire de proceso procedente de un conducto principal 41 de aire de proceso, para diluir la concentración de SO_{3} en la mezcla (por ejemplo, de un 8 a un 4%). El aire de dilución fluye desde el conducto 41, a través de un conducto en derivación 141, que tiene una válvula 142 para controlar el flujo del aire de dilución. Podría ser conveniente una concentración diluida de SO_{3} en los casos en que la mezcla gaseosa de SO_{3} y aire se enfría y se usa como agente de sulfonación.

Cuando la mezcla SO_{3}/aire debe utilizarse en un proceso de sulfonación, la mezcla se enfría, filtrándose de ella cualquier traza de neblina de ácido sulfúrico fumante condensado. El ácido sulfúrico fumante es ácido sulfúrico (H_{2}SO_{4}) saturado con un exceso de SO_{3}; el ácido sulfúrico fumante se produce cuando el SO_{3} de la mezcla reacciona con H_{2}O residual que se ha condensado a partir de la mezcla al enfriarse la misma.

Como se ilustra mejor en la Figura 1a, la distancia entre el quemador de azufre 20 y el convertidor 22 es relativamente pequeña, y la longitud del conducto 21, que conecta el quemador de azufre 20 y el convertidor 22 es por consiguiente corta. Además, no existe dispositivo de refrigeración de ningún tipo entre el quemador de azufre 20 y el convertidor 22, que podría producir una cantidad significativa de enfriamiento de la primera mezcla gaseosa, cuando ésta fluye entre el quemador de azufre y el convertidor. En una disposición que contiene dicho dispositivo de refrigeración, la separación entre el quemador de azufre y el convertidor sería relativamente importante, comparada con la separación ilustrada en la Figura 1a, a fin de alojar el dispositivo de refrigeración; y la longitud del conducto entre el quemador de azufre y el convertidor será en consecuencia importante, comparada con la longitud del conducto 21 que se ilustra en la Figura 1a.

Como resultado de emplear una disposición de acuerdo con la presente invención, la primera mezcla gaseosa fluye desde el quemador de azufre 20 hasta el interior del convertidor catalítico 22, sin someter la primera mezcla a ninguna cantidad significativa de enfriamiento en ningún lugar entre el quemador de azufre y los canales 24 del convertidor 22.

Como se señaló anteriormente, en relación con la realización arriba descrita, el convertidor 22 se emplea sin que se utilice un dispositivo separado de refrigeración entre el quemador de azufre 20 y el convertidor 22. No obstante, puede haber casos en los que pueda emplearse el convertidor 22 con dicho dispositivo de refrigeración, por ejemplo, cuando el convertidor 22 sustituye a un convertidor convencional en un sistema existente y que ya contiene un dispositivo separado de refrigeración entre el quemador de azufre y el convertidor; el empleo del convertidor 22 es ventajoso en muchos tipos de sistemas de producción de SO_{3}, y no se limita a sistemas sin un dispositivo separado de refrigeración.

Los miembros tubulares 25 del convertidor 22 y las corrientes que fluyen a través de los miembros tubulares se enfrían por introducción de un medio de refrigeración del fluido frío en el interior del recipiente 23 del convertidor, a través de los orificios de admisión 37, 38, y por retirada a continuación del medio fluido calentado a través de una salida 39, después de que el medio fluido haya extraído calor del exterior de los miembros tubulares. Como resultado, las corrientes en los canales 24 se enfrían sin introducir un medio de refrigeración dentro de cualquiera de las corrientes, y sin separar ninguna de las corrientes fuera del recipiente convertidor 23 dentro de las cuales se contienen totalmente los canales 24 y las corrientes gaseosas.

En la realización de la invención ilustrada en la Figura 2, las entradas del medio fluido de refrigeración 37, 38 y la salida 39 se representan verticalmente alineadas con la entrada 19 a través de la cual fluye la mezcla gaseosa procedente del quemador de azufre 20. En la realización ilustrada en el esquema de circulación (Figura 1), las entradas 37, 38 y la salida 39 no se representan alineadas verticalmente con la entrada 19.

Cada canal 24 comprende una única etapa, continua e ininterrumpida, de conversión en 31, 32, que termina en el extremo corriente abajo 27 del canal y que contiene todo el agente catalizador al que se somete el SO_{2} en el convertidor 22. La conversión de SO_{2} en SO_{3} en la única etapa de conversión supera típicamente el 97% en el momento en que una de las corrientes alcanza su extremo corriente abajo 27 del canal (por ejemplo, una conversión del 99%).

Haciendo de nuevo referencia a la Fig. 1, el proceso y equipo ilustrado en la misma se describirá a continuación con mayor detalle. El azufre procedente de una fuente de azufre 42 se dirige, a través de un conducto 43, hasta el extremo corriente arriba del quemador de azufre 20. En la realización de la Figura 1, el quemador de azufre 20 se encuentra dispuesto verticalmente; puede emplearse también un quemador de azufre dispuesto horizontalmente. El aire de proceso procedente de una fuente de aire de proceso 44 fluye a través del conducto principal de aire de proceso 41 y, a continuación, continúa por un conducto derivado 45, que tiene una válvula de control 46, hasta un calentador 47, en donde puede calentarse el aire antes de que entre en el quemador de azufre 20. El aire fluye desde el calentador 47 a través de un conducto 48, que contiene una válvula 49, hasta llegar al extremo corriente arriba o parte superior del quemador de azufre 20. La temperatura del aire de proceso en el conducto 48 la detecta un elemento 51 de medición de la temperatura, que envía una señal a un controlador 52, que controla el calentador 47. El aire que entra en el quemador de azufre 20 se calienta durante la puesta en marcha del sistema ilustrado en la Figura 1.

La cantidad de aire de proceso que fluye a través del conducto de derivación 45 se regula por medio de la válvula 46 la cual, a su vez, es regulada por un controlador 56, que actúa en respuesta a una señal procedente de un elemento 55 de medición de la temperatura, que detecta la temperatura de la primera mezcla gaseosa no enfriada que fluye a través del conducto 21 que conecta el quemador de azufre 20 con el convertidor 22. En otra realización, la válvula 46 de control de flujo del aire de proceso se puede controlar en respuesta al flujo de azufre al interior del quemador de azufre 20, para ciertos caudales preestablecidos de azufre; una disposición de este tipo se describe en la mencionada Patente de los EE.UU. Nº 5.244.642.

Como se señaló anteriormente, entre el calentador 47 y el quemador de azufre 20 existe una válvula 49 sobre el conducto 48. La válvula 49 está normalmente abierta, pero se cierra automáticamente cuando se produce un fallo del soplador (no representado) que proporciona aire de proceso a partir de la fuente de aire 44. El cierre de la válvula 49 impide el retroceso de los óxidos corrosivos de azufre desde un lugar situado corriente abajo de la válvula 49 hasta el interior del calentador de aire 47, y el sistema de alimentación de aire corriente arriba del calentador 47, protegiendo así contra la corrosión cualquier dispositivo que se encuentre corriente arriba de la válvula 49.

El medio fluido de refrigeración introducido en el convertidor 22 a través de las entradas 37, 38 lo proporciona un soplador de aire 57, que inyecta aire de refrigeración en la entrada 37, a través de un conducto 58 que contiene una válvula de control 59 regulada por un controlador 60 que actúa en respuesta a una señal procedente de un elemento 61 de medición de la temperatura, que detecta la temperatura de la corriente gaseosa antes de que sufra su conversión en el canal 24.

El aire de refrigeración procedente del soplador 57 se introduce en la entrada 38 a través de un conducto 62, que tiene una válvula de control 63 regulada por un controlador 64 que actúa en respuesta a una señal procedente de un elemento 65 de medición de la temperatura, que detecta la temperatura de la segunda mezcla gaseosa que sale del convertidor 22 a través del conducto 34.

Durante ciertos períodos en los que no existe ninguna primera mezcla gaseosa caliente de SO_{2} ni aire que entre en el convertidor 22, ni tampoco conversión alguna de SO_{2} en SO_{3} con su correspondiente generación de calor, es conveniente por lo demás proporcionar una temperatura elevada dentro de los canales 24 del convertidor 22; es adecuado proporcionar dicha temperatura elevada durante las operaciones de arranque y de reserva del sistema ilustrado en la Figura 1. Cualquier temperatura elevada, superior a la temperatura ambiente, de hasta 850º F (454ºC), es de gran utilidad. La temperatura preferida es de aproximadamente 800º F (427ºC), una temperatura situada en la mitad de la gama de temperaturas (780-850º F (416- 454ºC)), favorable para que se inicie la conversión catalítica de SO_{2} en SO_{3}. Los canales 24 pueden calentarse desde la temperatura ambiente a un temperatura en la gama favorable de temperaturas gracias al calor procedente de la primera mezcla gaseosa, cuando dicha mezcla fluye a través de los canales después del funcionamiento de arranque o reserva del sistema; pero, cuando así se hace, existe un retraso hasta que se alcance la temperatura deseada. El hecho de proporcionar unos canales 24 con temperatura elevada durante las operaciones de arranque y reserva elimina o reduce dicho retraso.

El equipo para mantener una temperatura elevada dentro de los canales 24 del convertidor 22 durante las operaciones de arranque o reserva comprende un calentador 68 y un bucle de recirculación que incluye los conductos componentes 69 y 70. El aire a temperatura ambiente se extrae hasta el soplador 57 a través de un conducto de admisión 71, dirigiéndose a continuación al calentador 68, en donde se calienta el aire. El aire caliente sale del convertidor 68 a través de un conducto 72, desde el cual el aire fluye hasta los conductos de derivación 58 y 62 que comunican con las entradas del convertidor 37, 38, respectivamente. El aire calentado se extrae del convertidor 22, durante las operaciones de arranque y reserva, a través de la salida 39, y fluye a través de los conductos componentes de recirculación 69, 70, hasta el conducto de admisión 71 del soplador 57. Cuando se devuelve en recirculación el aire caliente al convertidor 22, una válvula 74 situada en el conducto de recirculación 70 se mantiene en estado abierto, y una válvula 75 en el conducto 69, corriente abajo de su unión con el conducto 70, se mantiene en estado cerrado. La temperatura del aire que sale del calentador 68 a través del conducto 72 lo detecta un elemento 78 de medición de la temperatura, que envía una señal a un controlador 77 para regular el calentador 68.

Cuando la primera mezcla gaseosa fluye al interior del convertidor 22, deja de ser ya necesario calentar artificialmente los canales 24 del convertidor 22; a continuación se cierra la válvula 74 situada en el conducto de recirculación 70, y se abre la válvula 75, en el conducto 69 corriente abajo de la unión del conducto 69 con el conducto 70. De este modo se ventila a la atmósfera el convertidor 22 de salida del medio fluido a través de la salida 39.

El volumen de aire frío necesario para enfriar las corrientes que fluyen a través de los canales 24, cuando el SO_{2} sufre su conversión en SO_{3}, es sustancialmente mayor que el volumen de aire caliente necesario para mantener los canales 24 a la temperatura deseada durante las operaciones de arranque o reserva. En algunas realizaciones de la presente invención, el soplador 57 es un soplador auxiliar más pequeño que un soplador principal 157, y situado separado y aparte del mismo, que no se conecta al calentador 68 ni a los conductos de recirculación 69, 70. En las realizaciones en que el soplador 57 es un soplador auxiliar, el soplador principal 157 se conecta directamente al conducto 72 por un conducto 172, derivándose el calentador 68, y el conducto de entrada 171 al soplador 157 no tiene conexión alguna con el conducto de recirculación 70. El soplador auxiliar de menor tamaño se utiliza durante las operaciones de arranque y reserva; el soplador principal 157, de mayor tamaño, se usa durante la generación de SO_{3} a partir de SO_{2}. Existe una válvula 173 en el conducto 172, y una válvula 174 en el conducto 72, entre el calentador 68 y la conexión entre el conducto 172 y el conducto 72. Cuando está funcionando el soplador principal 157, la válvula 173 se mantiene abierta y la válvula 174 cerrada. Cuando está funcionando el soplador auxiliar 57, la válvula 173 está cerrada y la válvula 174 abierta.

El equipo ilustrado en la Figura 1 incluye una serie de reductores de conductos. Existe un reductor 80 de conductos en el conducto de recirculación 70, cerca de su unión con el conducto 69; y existe otro reductor de conducto 81 en el conducto 70, cerca de su unión con el conducto 71. Un reductor de conducto 82 se encuentra en el conducto de entrada de aire 62, cerca de su unión con el conducto 72; y hay también un reductor de conducto 83 en el conducto 141 de derivación del aire de proceso, cerca de la unión del conducto 141 con el conducto de salida del convertidor 35. Como se representa en la Figura 1, cada reductor de conducto se va estrechando desde un extremo ancho hasta un extremo estrecho. Un conducto que comunica con un reductor de conducto adyacente al extremo estrecho del reductor de conducto tiene una sección menor que la sección transversal del conducto que comunica con el reductor de conducto en su extremo ancho.

La realización 22 de convertidor que se ilustra en las Figuras 1, 2 y 7 se encuentra dispuesta verticalmente. En otras realizaciones de la presente invención, el convertidor puede colocarse horizontalmente. En la realización 22 de convertidor dispuesto verticalmente, el extremo corriente arriba del convertidor está en el fondo del recipiente del convertidor; como variante, el extremo corriente arriba puede estar en la parte superior del recipiente, con lo que el flujo corriente abajo de las mezclas gaseosas a través del convertidor seguiría la dirección vertical hacia abajo.

El flujo del fluido de refrigeración a través del convertidor puede seguir la misma dirección corriente abajo que el flujo de las mezclas gaseosas a través del convertidor (flujo concurrente); como variante, el flujo del fluido de refrigeración puede seguir una dirección opuesta a la del flujo de las mezclas gaseosas (flujo a contracorriente). En todas las posiciones del convertidor, tanto vertical como horizontal, puede emplearse cualquier tipo de flujo, concurrente o a contracorriente.

En la realización de la Figura 1, el quemador de azufre 20 se ilustra separado del convertidor 22. En otras realizaciones, el quemador de azufre y el convertidor pueden construirse en forma de un único recipiente continuo, por ejemplo, el quemador de azufre puede apilarse verticalmente con el convertidor 22, bien sea por debajo o por encima del convertidor 22; o el quemador de azufre y el convertidor podrían estar ambos dispuestos horizontalmente como partes de un único recipiente continuado. En una realización de un dispositivo vertical, en el que el quemador de azufre se encuentra por debajo del convertidor, el azufre y el aire de proceso entrarían en el quemador de azufre en posición adyacente al fondo del quemador de azufre, y la primera mezcla gaseosa (SO_{2} y aire) saldría por la parte superior del quemador de azufre, a través de una abertura de salida que comunica directamente con el colector 28 situado corriente arriba del convertidor. En una disposición vertical, en la que el quemador de azufre se encuentra por encima del convertidor, se invertiría toda la disposición descrita en la frase anterior; y, en un sistema dispuesto horizontalmente, la disposición vertical descrita en el párrafo anterior se giraría noventa grados siguiendo un plano vertical.

A continuación se describirán con mayor detalle el convertidor 22 y sus componentes, haciendo referencia a las Figuras 2-7. El recipiente 23 del convertidor se encuentra dispuesto verticalmente y tiene una parte superior y una parte inferior. El colector corriente arriba 28 está situado junto al fondo del recipiente, y el colector corriente abajo 29 se encuentra colocado junto a la parte superior del recipiente. Los canales 24 están dispuestos verticalmente, y situados totalmente dentro del recipiente 23, entre el colector corriente arriba 28 y el colector corriente abajo 29. El convertidor puede contener un número muy elevado de canales 24, ilustrándose en la Figura 4 cincuenta y uno de estos canales.

Cada uno de los canales 24 está definido por un miembro tubular alargado 25, dispuesto en relación separada con los demás miembros tubulares (Fig. 4). El recipiente 23 del convertidor tiene una envoltura o camisa exterior, que define un interior en el que se encuentran situados unos miembros tubulares 25. Cada miembro tubular 25 está compuesto por un material no aislado y térmicamente conductor, como por ejemplo, acero inoxidable resistente a temperaturas elevadas. La envoltura exterior del recipiente 23 del convertidor, que no está expuesta a ninguna de las mezclas gaseosas, está compuesto por acero al carbono, no inoxidable, generalmente acero de chapa para calderas. El colector corriente arriba 28 y el conducto 21, que conectan el quemador de azufre 20 y el convertidor 22, están expuestos a gas de SO_{2} a temperatura relativamente elevada (por ejemplo, 677ºC (1.250ºF) o superior) y están realizados con acero inoxidable resistente a temperaturas elevadas. El colector corriente abajo 29 está expuesto a gas de SO_{3} a temperatura inferior (por ejemplo, 443ºC (830ºF) o menos) y, dependiendo de la ausencia de un ambiente corrosivo en el colector 29, puede estar compuesto por el mismo acero al carbono que la envoltura exterior del recipiente convertidor 23, por ejemplo; o bien el colector 29 podría estar realizado en acero inoxidable, como el colector corriente arriba 28.

El extremo corriente abajo 27 del canal 24 está abierto y comunica con el colector corriente abajo 29. El extremo corriente arriba 26 del canal está cubierto por una tapa 89 (Figuras 5-6) que tiene un fondo 90 que contiene una serie de ranuras 91, a través de las cuales la primera mezcla gaseosa, formada básicamente por SO_{2} y aire, entra en el canal 24 a partir del colector corriente arriba 28. La tapa 89 va montada de manera desmontable sobre el miembro tubular 25, en el extremo corriente arriba 26 del canal, por un par de conexiones tipo bayoneta, cada una de las cuales comprende una ranura en ángulo recto 92 en la pared lateral de la tapa 89 y un pasador 93 sobre el miembro tubular 25 adyacente al extremo corriente arriba 26 del canal 24. Un pequeño mango 94, del tipo giratorio, situado en el fondo de la tapa 89, facilita la rotación manual de la tapa 89, para acoplarla y separarla del miembro tubular 25.

Haciendo referencia a la Figura 7, cada canal de conversión 24 comprende una única etapa continua e ininterrumpida de conversión en 31, 32, que termina en el extremo corriente abajo 27 del canal. Cada canal 24 comprende igualmente una parte corriente arriba de refrigeración 97, que se extiende corriente abajo desde el extremo corriente arriba 26 del canal, y que contiene una serie de esferas mezcladoras 99 para mezclar el SO_{2} y el aire en la corriente de la primera mezcla gaseosa, cuando la corriente fluye a través de la porción de refrigeración corriente arriba 97 del canal. Las esferas mezcladoras 99 se encuentran sujetas en la parte superior de la tapa 89.

Extendiéndose corriente abajo desde las esferas mezcladoras 99 soportadas en la parte superior, se encuentra un agente catalizador a temperatura elevada, situado en el canal 24, en 31, y que constituye parte de la única etapa ininterrumpida de conversión continua del canal 24. El agente catalizador a temperatura elevada, en 31, se extiende corriente abajo hasta una posición intermedia 100 del canal (Figura 7), que se sitúa entre los extremos corriente arriba y corriente abajo, 26, 27, del canal. Soportado en la parte superior del agente catalizador a temperatura elevada, en 32, se encuentra un agente catalizador de elevada actividad, que se extiende corriente abajo desde la posición intermedia 100 del canal hasta el extremo corriente abajo 27 del mismo.

El canal 24 tiene paredes exteriores definidas por un miembro tubular 25. Las esferas 99 de la parte de refrigeración corriente arriba 97 no sólo mezclan el SO_{2} y el aire en la corriente gaseosa que fluye a través de la porción de refrigeración corriente arriba 97, sino que conducen también el calor desde dicha corriente hasta las paredes del canal, cuando la corriente fluye a través de la porción corriente arriba 97 de refrigeración.

Las esferas 99 están compuestas por un cemento vitrificado para temperatura elevada, y tienen típicamente una pulgada de diámetro. La porción corriente arriba 97 de refrigeración se extiende por lo general siguiendo el tercio corriente arriba de toda la longitud del canal 24. El agente catalizador a temperatura elevada, en 31, es por lo general un material clásico, comercialmente disponible, y se extiende a lo largo de una parte de canal que constituye aproximadamente el 20-25% siguiente de la longitud del canal 24. El agente catalizador de elevada actividad, en 32, es típicamente un material clásico, disponible comercialmente y, junto con el agente catalizador en 31, ocupa alrededor de dos tercios de la longitud del canal 24. La mayor parte de la conversión de SO_{2} en SO_{3} en la corriente que fluye a través del canal 24 ocurre en la parte del canal ocupada por el agente catalizador a temperatura elevada en 31. El agente catalizador de elevada actividad en 32 completa la conversión de SO_{2} en SO_{3}. La conversión de SO_{2} en SO_{3}, supera generalmente el 97% (por ejemplo, un rendimiento del 99%) en el extremo corriente abajo 27 del canal.

Un ejemplo de esferas 99 tiene la composición siguiente:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  Ingrediente  \+  % en peso \cr  Dióxido de silicio \+
64,1\cr  Óxido de aluminio \+ 29,3\cr  Óxido de titanio \+ 1,2\cr 
Óxido férrico \+ 0,8\cr  Óxido cálcico \+ 0,7\cr  Óxido de magnesio
\+ 0,7\cr  Óxido de potasio \+ 1,2\cr  Óxido de sodio \+
1,2\cr}

Los dos párrafos anteriores describen un ejemplo de un tamaño, forma y composición de las partículas (esferas 99) en la porción corriente arriba 97 de refrigeración. En lugar de las esferas 99, podrían emplearse en la porción corriente arriba 97 de refrigeración partículas que tuviesen otros tamaños, formas y composiciones, a condición de que las partículas empleadas en la porción de refrigeración 97 realicen sustancialmente las funciones de mezcla y conducción del calor de las esferas 99.

Como ejemplo de un agente catalizador para temperatura elevada, comercialmente disponible, que se utilizaría en 31, tenemos un material en anillo disponible en la BASF Corporation, Mt. Olive, NJ, bajo el nombre químico común de catalizador de pentóxido de vanadio, y que contiene, como ingredientes, tierra de diatomeas calcinadas, óxido de vanadio, óxido de potasio y óxido de sodio.

Un ejemplo de agente catalizador de gran actividad, comercialmente disponible, para utilizar en 32 es también un material en anillo, disponible en BASF Corporation con el nombre químico común de catalizador de vanadio y que contiene, como ingredientes, tierra calcinada de diatomeas, óxido de vanadio, ácido silícico, azufre, cristobalita (SiO_{2}) y las sales de sulfato de sodio y potasio.

Además de los agentes catalizadores descritos en los dos párrafos precedentes, en 31 y 32 podrían emplearse otros agentes catalizadores comercialmente disponibles y que se emplean por lo general para la conversión de SO_{2} en SO_{3}.

Una corriente de la primera mezcla gaseosa entra en el canal 24 en el extremo corriente arriba 26 del canal, a una temperatura sustancialmente superior a la gama de temperaturas favorable para la iniciación de la conversión catalítica de SO_{2} en SO_{3} (por ejemplo, 780-850ºF (416-454ºC)). Más particularmente, la primera mezcla gaseosa sale del quemador de azufre 20 a una temperatura de alrededor de 1.250ºF (677ºC), por ejemplo, o incluso superior. La temperatura de la corriente de primera mezcla gaseosa se enfría en la parte de enfriamiento corriente arriba 97 del canal 24 a una temperatura situada dentro de la gama favorable para que se inicie la conversión de SO_{2} en SO_{3}. Así, la corriente gaseosa entra en la etapa de conversión a una temperatura que es típicamente de alrededor de 820ºF (438ºC). Cuando la corriente gaseosa fluye a través del agente catalizador a temperatura elevada en 31, así como por el agente catalizador de gran actividad en 32, esta corriente gaseosa se enfría continuamente de manera que se mantenga la temperatura de la misma dentro de una gama de temperaturas adecuada para la conversión del SO_{2} en SO_{3} en la corriente gaseosa desde el extremo corriente arriba al extremo corriente abajo de la etapa de conversión en 31, 32.

La mayor parte del calor generado por la conversión de SO_{2} en SO_{3} se genera cuando la corriente fluye a través del agente catalizador a temperatura elevada en 31. Cuando la corriente se mueve a través del agente catalizador de gran actividad en 32, se genera una menor cantidad de calor. En consecuencia, las necesidades de refrigeración de esa parte de la etapa de conversión, en 31, son superiores que las que se necesitan para la parte de la etapa de la conversión en 32. De la misma manera, los requisitos de refrigeración en la parte de refrigeración corriente arriba 97 del canal 24 son mayores que las necesidades de dicha parte de la etapa de conversión en 32. A continuación se describirá, con referencia a las Figuras 2, 4 y 7, la manera en que la presente invención cumple estos requisitos de refrigeración.

Como se ha descrito anteriormente, en el interior del recipiente convertidor 23, entre el colector corriente arriba 28 y el colector corriente abajo 29 se introduce, a través de las entradas 37, 38, un medio fluido de refrigeración. Dispuestos en el interior del recipiente 23 del convertidor, entre el colector corriente arriba 28 y el colector corriente abajo 29, se encuentran una serie de deflectores 102 a modo de chapa, dispuestos horizontalmente. Cada deflector 102 tiene una serie de aberturas a través de las cuales se extienden unos miembros tubulares 25, dispuestos verticalmente (Figura 4). (El recipiente 23 de la Figura 4 ha sido girado 90º alrededor de un eje vertical en relación con la disposición del recipiente 23 en las Figuras 2 y 7).

Haciendo igualmente referencia a la Figura 4, cada deflector 102 tiene un borde curvo convexo 103 que se apoya contra la superficie circular e interior 105 del recipiente 23 del convertidor, a lo largo de una parte importante de la circunferencia de la superficie circular interior 105. Cada deflector 102 tiene también un borde lineal 104 separado y no en contacto con una parte menor de la superficie circular interior 105 del recipiente. La parte que no está en contacto de la superficie interior 105 del recipiente y el borde lineal 104 del deflector 102 definen una abertura a través de la cual puede pasar un medio fluido de refrigeración.

Los deflectores 102 van soportados en su disposición horizontal por un sistema de soporte 106, dispuesto verticalmente (Figuras 2 y 7), cuyos detalles se ilustran en las Figuras 10. Cada deflector 103 tiene una abertura 109 para recibir una varilla roscada 110 que se extiende entre el extremo superior del colector corriente arriba 28 y el extremo inferior del colector corriente abajo 29. La varilla 110 recibe a rosca una serie de tuercas 111, cada una de las cuales se encuentra debajo de un deflector 103 y lo soporta. Los deflectores 103 se encuentran separados verticalmente por elementos tubulares de separación 112, cada uno de los cuales tiene un extremo inferior 113 que se apoya encima de un deflector 103 y un extremo superior 114 que entra debajo de una tuerca 111.

Como se ilustra en las Figuras 2, 4 y 7, un borde lineal 104 de deflector, de un determinado deflector, se solapa sobre los deflectores por encima y por debajo del deflector que soporta dicho borde lineal. Colocándose escalonadamente los deflectores 102 de la manera ilustrado en las Figuras 2, 4 y 7, los deflectores definen un recorrido de flujo tortuoso que comprende una serie de piezas 118 de recorrido, adyacentes y conectadas, cada una de las cuales se extiende en dirección transversal a la dirección en la que el canal 24 se extiende desde el extremo corriente arriba 26 del canal hasta el extremo corriente abajo 27 del mismo (Figuras 2 y 7). Con referencia a la Figura 2, cada pieza 118 del recorrido tortuoso del flujo tiene un extremo corriente arriba 130 y un extremo corriente abajo 131, y cada parte de vía 118 se extiende desde su extremo corriente arriba 130 a su extremo corriente abajo 131, en dirección opuesta a aquella en la que se extiende una parte de vía adyacente y conectada.

Como se señaló anteriormente, cada canal 24 está definido por un miembro tubular 25 que tiene una superficie exterior, y un soplador de aire 57 inyecta corrientes de fluido de refrigeración a través de cada una de las entradas 37 y 38 del recipiente del convertidor. La entrada inferior de aire de refrigeración 37 y los deflectores 102 cooperan de manera que se dirija una primera corriente de fluido de refrigeración hasta ponerla en contacto con la superficie exterior de cada miembro tubular 25, de manera prácticamente continuada, desde una primera posición de canal situada en el extremo corriente arriba adyacente 26 hasta una segunda posición de canal corriente abajo de la primera posición de canal, y que corresponde al lugar 98, en donde las esferas de refrigeración 99 encuentran el agente catalizador a temperatura elevada 31 (Figura 7). La posición 98 está alineada de manera prácticamente horizontal con la entrada superior de aire de refrigeración 38. Una segunda corriente de fluido de refrigeración, que constituye aire de refrigeración procedente del soplador 57 fluye hasta el recipiente 23 del convertidor desde la entrada superior 38, y se mezcla con la primera corriente fluida de refrigeración en la posición 98. Los deflectores 102 situados corriente abajo de la entrada superior 38 dirigen la mezcla del fluido de refrigeración hasta ponerla en contacto con la superficie exterior de los miembros tubulares 25, de manera prácticamente continuada desde la segunda posición de canal 98 a una tercera posición de canal adyacente al extremo corriente abajo 27 del canal.

Las paredes de cada miembro tubular 25 constituyen las paredes del canal correspondiente 24. Los deflectores que se encuentran situados entre el colector corriente arriba 28 y la segunda posición de canal 98 constituyen una estructura para dirigir el primer fluido de refrigeración medio hasta ponerlo en contacto con las paredes del canal de la parte 97 de refrigeración corriente arriba del canal, es decir, la parte del canal que contiene las esferas mezcladoras 99.

Los deflectores 102 que están situados entre la segunda posición de canal 98 y el extremo corriente abajo del canal 27 constituyen una estructura para dirigir la mezcla del fluido de refrigeración en contacto con las paredes del canal de la etapa de conversión en 31, 32.

La porción de refrigeración corriente arriba del canal 24 constituye alrededor de un tercio de la longitud del canal 24, constituyendo la etapa de conversión 31, 32 alrededor de dos tercios de la longitud del canal 24. Las separaciones verticales entre (a) los deflectores 102 que están dispuestos a lo largo de la porción corriente arriba de refrigeración del canal son inferiores a las separaciones verticales entre (b) los deflectores 102 que están dispuestos a lo largo de esa parte de la etapa de conversión en 32, que contiene el agente catalizador de actividad elevada. La separación vertical entre (c) los deflectores 102 que están dispuestos a lo largo de la parte de la etapa de conversión en 31 (que contiene el agente catalizador a temperatura elevada) representa una transición gradual desde (a) la separación vertical entre los deflectores que están dispuestos a lo largo de la porción corriente arriba de refrigeración del canal, y (b) la separación vertical entre los deflectores dispuestos a lo largo de la parte de la etapa de conversión situada en 32 (que contiene el agente catalizador de elevada actividad).

Como se indicó anteriormente, la corriente de la primera mezcla gaseosa (SO_{2} y aire) entra en el extremo corriente arriba 26 del canal a una temperatura superior a la gama de temperaturas que es favorable para iniciar la conversión catalítica de SO_{2} en SO_{3}, y la reacción de conversión, una vez iniciada, es exotérmica y aumentará la temperatura de la corriente gaseosa en ausencia de un dispositivo que permita su disminución. Cuando se emplea la estructura y equipo arriba descritos, la corriente gaseosa es enfriada inicialmente a una temperatura dentro de la gama de temperaturas favorable para la iniciación de la conversión catalítica, y se mantiene dentro de una gama de temperaturas que sostendrá la conversión de SO_{2} en SO_{3} de manera continuada sin interrupción desde el extremo corriente arriba al extremo corriente abajo de la etapa de conversión en 31, 32.

La corriente gaseosa se enfría inicialmente a una temperatura situada dentro de la gama favorable de temperaturas en la porción corriente arriba 97 del canal, entre el extremo corriente arriba 26 del canal y una posición 98 a bastante menos de la mitad respecto al extremo corriente abajo 27 del canal. La corriente gaseosa se mantiene entonces dentro de una gama de temperaturas que sostenga de manera prácticamente continua la conversión corriente abajo de la porción corriente arriba 97 del canal, en todo el recorrido hasta el extremo corriente abajo 27 del canal. La posición 98 es el extremo corriente arriba de la etapa de conversión del canal, y el extremo corriente abajo 27 del canal es el extremo corriente abajo de la etapa de conversión del canal en la realización de la Figura 7.

Las corrientes de fluido de refrigeración introducidas a través de las entradas 37, 38 son por lo general aire a temperatura ambiente. La primera corriente de fluido de refrigeración, introducida en la entrada 37, tiene un caudal volúmico en la primera posición del canal, el extremo corriente abajo 26 del canal adyacente, suficientemente importante como para enfriar la corriente en el canal 24 a una temperatura situada dentro de la gama favorable de temperaturas, en la porción corriente arriba 97 del canal. No obstante, una vez que la primera corriente de fluido de refrigeración alcanza la segunda posición 98 del canal, la primera corriente de refrigeración por fluido tiene una temperatura superior que su temperatura inicial; y su temperatura superior es insuficiente para mantener la temperatura de la corriente gaseosa y que contiene óxido en el canal 24, dentro de una gama de temperaturas que sostiene la conversión substancialmente continua desde la segunda posición del canal 98 hasta la tercera posición del canal en el extremo corriente abajo 27 del mismo. La insuficiencia descrita en el párrafo precedente se remedia mezclándose en la primera corriente de fluido de refrigeración con una segunda corriente fluida de refrigeración introducida a través de la entrada 38. La segunda corriente de fluido de refrigeración tiene un caudal volúmico, en la segunda posición 98 del canal, suficientemente importante como para producir una temperatura, en la mezcla de las corrientes de fluido de refrigeración, que mantenga la temperatura de la corriente gaseosa que contiene óxido, en el canal 24, dentro de una gama de temperaturas que sostenga de manera prácticamente continua la conversión desde la segunda posición 98 del canal a la tercera posición del canal en el extremo corriente abajo 27 del mismo.

Como se apuntó anteriormente, el caudal volúmico del medio fluido de refrigeración que entra en el interior del recipiente 23 del convertidor, a través de la entrada 37, lo controla una señal procedente de un elemento 61 de medición de la temperatura (Figura 1), cuya disposición se presenta con mayor detalle en la Figura 2. La parte del elemento 61 de medición de la temperatura que se ilustra en la Figura 2 incluye un termopar 116 situado en el canal 24, adyacente a la segunda posición de canal 98 (Figura 7), una posición que constituye igualmente el extremo corriente abajo de la porción corriente arriba 97 del canal. Un conductor eléctrico 117, dispuesto verticalmente, protegido de manera apropiada del ambiente dentro del canal 24, se extiende desde el termopar 116 hacia arriba, pasando por la parte superior del convertidor 22, para conectarse a una parte del elemento 61 de medición de la temperatura que no se ilustra en las Figuras 1 ó 2, pero que es de construcción convencional y contiene un indicador de la temperatura.

En la realización ilustrada en la Figura 1, existen tres elementos adicionales de medición de la temperatura 84, 85, 86, asociados al convertidor 22. Cada uno de estos elementos de medición de la temperatura incluye un haz de varios termopares, situado cada uno de ellos en el mismo canal 24 en posiciones respectivas, separadas verticalmente. La finalidad de estos termopares es la de detectar la temperatura dentro del canal en posiciones separadas verticalmente entre el extremo corriente abajo 27 del canal y el extremo corriente arriba 26 del mismo. Cada termopar es de construcción clásica, y lleva asociado al mismo componentes habituales para indicar la temperatura detectada por cada termopar concreto. Cada uno de los elementos de medición de temperatura 84, 85, 86 están separados entre sí y del elemento 61 de medición de la temperatura, como se ilustra en la Figura 3. Los elementos 84, 85, 86 de medición de la temperatura son optativos y podrían ser excluidos en otras realizaciones de la presente invención.

En otra realización de la presente invención, el fluido de refrigeración puede introducirse a través de la entrada 38, y dividirse en dos subcorrientes de refrigeración: una primera de dichas subcorrientes fluye corriente abajo en dirección a la salida 39, como en la realización anteriormente descrita; y la segunda subcorriente fluye corriente abajo, en dirección a la abertura 37, a través de la cual se extrae la segunda subcorriente y a continuación se ventila a la atmósfera. El fluido de refrigeración introducido en la entrada 38, y extraído en la abertura 37 realiza la función de refrigeración de la parte corriente arriba 97 del canal (Figura 2). El fluido de refrigeración introducido en 38 y extraído en 39 enfría las partes 31, 32 del canal que contienen el catalizador.

En la realización descrita en el párrafo precedente, la válvula de control de flujo 63 que, en la realización de la Figura 1, se encuentra en el conducto de entrada 62 conectado a la entrada 38 (véase la Figura 1), se retira del conducto 62 y se coloca en el conducto 69, que va conectado a la salida 39; la válvula de control de flujo 59, que se encuentra en el conducto 58 conectado a la abertura 37, se mantiene sobre el conducto 58. La válvula de control de flujo 59 lo controla el mismo sistema que en la realización ilustrada en las Figuras 1 y 2, concretamente el termopar 116 (Figura 2) conectado, a través del elemento 61 de medición de la temperatura y del controlador 60, a la válvula 59. La válvula 63 (trasladada, en la realización descrita en el párrafo precedente, desde el conducto 62 al conducto 69) la controla el mismo sistema que la realización ilustrada en la Figura 1, a saber, el elemento 65 de medición de la temperatura conectado, a través del controlador 64, a la válvula 63. En la realización descrita en el párrafo precedente, todo el fluido de refrigeración entra en el interior del recipiente 23 del convertidor a través de la entrada 38, y el flujo de fluido de refrigeración en dirección a las salidas 37 y 39 es controlado por el estrangulamiento de unas válvulas 59 y 63, respectivamente.

Las Figuras 11 y 12 ilustran otra realización de la presente invención en la que el canal 24 incluye una etapa o porción de refrigeración corriente abajo 197, situada corriente abajo de la etapa de conversión en 31, 32. La etapa de refrigeración corriente abajo 197 tiene un extremo corriente arriba 217 y un extremo corriente abajo correspondiente al extremo corriente abajo 27 del canal 24. La etapa de refrigeración corriente abajo 197 es similar a la porción de refrigeración corriente arriba 97, y contiene unas esferas de refrigeración 99, o similares, que funcionan de la misma manera que las esferas de refrigeración 99 de la porción de refrigeración corriente arriba 97.

La etapa de refrigeración corriente abajo 197 es enfriada por un fluido de refrigeración (por ejemplo, aire) introducido en el convertidor a través de una entrada 137 de fluido de refrigeración, en una posición adyacente al extremo corriente arriba 217 de la etapa de refrigeración corriente abajo 197. El fluido de refrigeración introducido en 137 es dirigido, por medio de deflectores 102 escalonados horizontalmente y separados verticalmente, a lo largo de un camino tortuoso que termina en una salida 139 de fluido de refrigeración, en una posición adyacente al extremo corriente abajo 27 del canal 24, y a través del cual se retira del convertidor el fluido de refrigeración.

El caudal de fluido de refrigeración que se introduce por la entrada 137 se controla por medio de una válvula 163 colocada en un conducto 162 que comunica con la entrada 137. La válvula 163 la regula, a través de un convertidor 164, el elemento de medición de temperatura 65 que detecta la temperatura en el conducto 34 desde la salida 30 del convertidor, adyacente a la salida 30; esta temperatura es básicamente la misma que la temperatura en el extremo corriente abajo 27 de la etapa de refrigeración corriente abajo 197. Como alternativa a la detección de la temperatura en el conducto 37, adyacente a la salida 30, se podría detectar la temperatura en el canal 24 en su extremo corriente abajo, que es también el extremo corriente abajo de la etapa de refrigeración corriente abajo 197, en la realización de la Figura 11. Haciendo referencia a la Figura 1, el conducto 162 se conecta al conducto 72 el cual, a su vez, va conectado al soplador 157 (o 57). La conexión del conducto 162 al conducto 72 se realiza corriente abajo desde la conexión del conducto 72 al conducto 62 (Figuras 1 y 12).

Un termopar 216 situado adyacente al extremo corriente arriba 217 de la etapa de refrigeración 197 detecta la temperatura que hay en dicho extremo; esa temperatura se comunica a un elemento de medición de temperatura 165, que envía una señal al controlador 64, el cual ajusta la válvula de control 63 en el conducto 62 conectado a la entrada de aire de refrigeración 38. El flujo de fluido de refrigeración a la entrada 37 se regula, en la realización de las Figuras 11-12, de la misma manera que en la realización de las Figuras 1, 2 y 7: una válvula 59, en el conducto 58 que lleva a la entrada 37, la regula, a través de un controlador 60, un elemento de medición de la temperatura 61 conectado a un termopar 116 situado adyacente al extremo corriente arriba 98 de la etapa de conversión 31, 32 (Figuras 2 y 7).

El fluido de refrigeración introducido en las entradas 37 y 38 se combina junto al extremo corriente arriba 98 de la etapa de conversión 31, 32 (Figura 7). En una variación de la realización de la Figura 11, se elimina la salida 39, y los dos fluidos de refrigeración que se introducen en las entradas 37, 38, y que a continuación se combinan en 98 (Figura 7), se combinan en 217 con fluido introducido en la entrada 137 (Figura 11); los fluidos combinados procedentes de 37, 38 y 137 se extraen del convertidor a través de la salida 139 (Figura 11). Cuando los fluidos de refrigeración introducidos en 37 y 38 fluyen corriente abajo, en dirección a la entrada 137, sufren calentamiento, ya que enfrían los miembros tubulares 25 y la mezcla gaseosa en los canales 24.

En otra variación de la realización de la Figura 11, la salida 39 se conserva y se utiliza para extraer el fluido introducido en 37 y 38. Esa parte del interior del recipiente 23 que contiene la etapa de refrigeración corriente abajo 197 del canal 24 se mantiene obturada respecto a las partes corriente arriba del interior 23 del recipiente del convertidor por una placa de sellado 138, y sólo el fluido introducido en la entrada 137 es extraído en la salida 139. En esta variación, el fluido de refrigeración introducido en la entrada 137 no se mezcla con los fluidos introducidos en las entradas 37 y 38 que han sido calentados para cuando llegan a la salida 39 y que, si se mezclan con el fluido introducido en la entrada 37, podrían absorber parte de la capacidad de refrigeración del mismo.

Haciendo de nuevo referencia a los pasos tubulares 120, 121, que proporcionan acceso a los colectores corriente arriba y corriente abajo 28, 29, respectivamente, cada paso contiene un tapón removible (que se describirá más adelante) para impedir el excesivo calentamiento del paso tubular, particularmente en su extremo exterior. Los pasos permiten acceso al interior de los colectores 28, 29 para introducir, dentro de los canales 24, unas esferas de mezcla 99 y los agentes catalizadores en 31, 32. Los canales 24 se cargan inicialmente con esferas mezcladoras y agentes catalizadores una vez que el convertidor 22 ha sido instalado en su lugar de funcionamiento. Una vez que los canales 24 han sido cargados con las esferas mezcladoras y agentes catalizadores, se cierran y taponan los pasos 120, 121 de la manera que se describe a continuación, por ejemplo.

Como se ilustra en las Figuras 7-9, cada paso 120, 121 comprende una parte tubular 123 que tiene un extremo interior en comunicación con un colector respectivo 28 ó 29, y un extremo exterior alrededor del cual está situada una brida 124 a la que va acoplada una chapa de cierre (no representada) que sujeta en emparedado una guarnición (tampoco ilustrada) entre la chapa de cierre y la brida 124. Llenando el interior de la parte de paso tubular 123 se encuentra un tapón formado por una parte interior 126, una parte exterior 127 y una parte de transición 128 entre las partes interior y exterior.

Cada una de las partes del tapón 126, 127, 128 está compuesta por un material moldeable respectivo, que se moldea in situ dentro del paso. Cada parte del tapón está compuesta por material termorresistente. La parte de tapón 126 es la más resistente al calor y es un material refractario. La parte de tapón 127 tiene una resistencia térmica inferior que la parte de tapón 126 y es un material de aislamiento térmico. La parte de tapón 128 está compuesta por un material que tiene una resistencia al calor entre la de la parte del tapón 126 y la de la parte del tapón 127. Cada parte de tapón 126, 127, 128 puede aplicarse con una pistola utilizada habitualmente para aplicar materiales moldeables termorresistentes o refractarios.

Las porciones de tapones termorresistentes impiden el excesivo calentamiento y dilatación térmica de la parte tubular 123 y de la brida 124 durante la producción de SO_{3}. Esto permite que se pueda sellar la junta entre la brida 124 y su placa de cierre con presión relativamente menor, comparada con la presión exigida para un paso sin partes de tapón 126, 127, 128; nos permite igualmente utilizar una calidad menos costosa de material para la brida 124 (por ejemplo, chapa de acero al carbono en lugar de acero inoxidable).

Un ejemplo de un material refractario moldeable para la parte de tapón 126 es un material disponible en North American Refractories Co., Cleveland, Ohio, con el nombre químico común de arcilla refractaria moldeable, y que contiene de un 10 a un 30% en peso de sílice cristalina (incluye cuarzo, cristobalita y tridimita). Otros ingredientes (el resto) incluyen lo siguiente, cada uno de ellos como porcentaje del resto:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  Ingrediente  \+  % en peso del resto \cr  Silicato de
alúmina \+ 60,0-100,0\cr  Hidrosilicato de alúmina
\+ 5,0-10,0\cr  Cemento de endurecimiento\+\cr 
hidráulico \+ 10,0-30,0\cr  Fibras orgánicas \+
0,1-1,0\cr  Sílice amorfa \+
1,0-5,0\cr}

Un ejemplo de un material termoaislante moldeable para la parte de tapón 127 es también un material disponible en North American Refractories Co., con el nombre químico común de sílice de alúmina aislante y moldeable, y que contiene menos del 15% de sílice cristalina descrita en el párrafo precedente. Otros ingredientes (el resto) incluyen los siguientes, cada uno de ellos en porcentaje del resto:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  Ingrediente  \+  % en peso del resto \cr  Silicato de
alúmina \+ menos de 50\cr  Hidrosilicato de alúmina \+ menos de
10\cr  Cemento de endurecimiento\+\cr  hidráulico \+ menos de 40\cr 
Sílice \+ menos de
20\cr}

Otra parte de tapón 127 contiene rebajes 130, 131 que proporcionan acceso a varillas 132, 133, respectivamente. Cada varilla 132, 133 tiene extremos opuestos encajados en otra parte de tapón 127, y constituye un asa que puede ser agarrada para retirar el tapón del orificio o paso, a fin de permitir el acceso, a través del paso no taponado, a un colector adyacente 28, 29.

En las dos publicaciones de patente arriba identificadas en la sección titulada ``Antecedentes de la Invención'', se expone información adicional, en relación con los detalles de proceso y equipo empleados cuando se produce trióxido de azufre gaseoso. En la medida en que las enseñanzas de dichas publicaciones están de acuerdo con la materia de la presente invención, la materia allí expuesta puede ser empleada en unión con la presente invención.

La descripción detallada anterior ha sido realizada para una mayor claridad de la comprensión solamente, y a partir de ella no deben deducirse limitaciones innecesarias, ya que las modificaciones de la misma serán evidentes para cualquiera con conocimientos básicos en la técnica.

Claims (67)

1. Proceso para producir trióxido de azufre (SO_{3}), el cual comprende los pasos de:

Proporcionar una primera mezcla gaseosa, consistente básicamente en dióxido de azufre (SO_{2}) y aire, a partir de una fuente de dicha mezcla;

Hacer fluir una corriente que contiene dicha primera mezcla gaseosa a través de una serie de canales tubulares, cada uno de los cuales tienen extremos corriente arriba y corriente abajo;

Proporcionar a cada uno de dichos canales tubulares una única etapa ininterrumpida de conversión que tenga extremos situados corriente arriba y corriente abajo;

Proporcionar a dicha etapa de conversión un agente catalizador para catalizar la conversión de SO_{2} en SO_{3};

Proporcionar a cada uno de dichos canales tubulares una parte de canal corriente arriba, desprovista de agente catalizador, entre el extremo corriente arriba del canal tubular y el extremo corriente arriba de la etapa de conversión;

Conducir dicha primera mezcla gaseosa desde la citada fuente a la etapa de conversión, sin calentar la primera mezcla gaseosa entre dicha fuente y el citado extremo corriente arriba de dicha etapa de conversión;

Convertir al menos el 95% de dicho SO_{2} de la primera mezcla gaseosa en SO_{3}, cuando la citada corriente fluya a través de dicha etapa única de conversión, a fin de producir una segunda mezcla gaseosa consistente esencialmente en SO_{3} y aire, en el extremo corriente abajo de dicha etapa de conversión;

Realizar, en dicha única etapa de conversión, la totalidad de la conversión de SO_{2} en SO_{3};

Mantener dicha corriente que contiene óxido gaseoso en contacto prácticamente continuo ininterrumpido con dicho agente catalizador, entre los extremos corriente arriba y corriente abajo de la etapa de conversión;

Enfriar la citada corriente que contiene óxido gaseoso sometiendo dicha corriente a aire de refrigeración de manera prácticamente continua entre el extremo corriente arriba del canal tubular y el extremo corriente abajo de la etapa de conversión, sin diluir dicha corriente con el citado aire de refrigeración, mientras se mantiene dicho contacto ininterrumpido entre la corriente y el agente catalizador;

Generar calor como resultado de dicha conversión; y

Proporcionar a la citada primera mezcla gaseosa procedente de dicha fuente una temperatura del gas, en el extremo corriente arriba del canal tubular, que (a) exija refrigeración entre dicho extremo corriente arriba del canal tubular y el extremo corriente arriba de la etapa de conversión, a fin de iniciar la conversión en la etapa de conversión, y (b) junto con el calor generado por dicha conversión, exija dicha refrigeración por el citado aire de refrigeración de manera prácticamente continua entre el extremo corriente arriba del canal tubular y el extremo corriente abajo de la etapa de conversión, a fin de convertir al menos el 95% del SO_{2} de la citada primera mezcla gaseosa en SO_{3} en dicha etapa única de conversión;

Todos los pasos expuestos anteriormente cooperan para convertir al menos el 95% de dicho SO_{2} en SO_{3} en dicha única etapa de conversión, mientras se emplea dicho aire no diluido de refrigeración como medio fluido de refrigeración para dicha corriente que contiene óxido gaseoso.

2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de refrigeración comprende:

Mantener dicha corriente que contiene óxido gaseoso dentro de una gama de temperaturas que sostenga continuamente la conversión del SO_{2} en SO_{3} sin interrupción, cuando dicha corriente fluye a través de la citada etapa única de conversión, y hasta que la conversión en SO_{3} del SO_{2} procedente de dicha primera mezcla, supere el 97% en dicha etapa única de conversión.

3. Proceso según la reivindicación 1, que comprende:

Proporcionar la primera mezcla gaseosa a determinada temperatura haciendo reaccionar azufre y aire en un quemador de azufre;

Hacer fluir la primera mezcla gaseosa a dicha temperatura desde el quemador de azufre a un convertidor catalítico;

Dividir la primera mezcla gaseosa en una serie de corrientes en dicho convertidor catalítico;

Proporcionar al convertidor catalítico la serie de canales que tiene cada uno un extremo corriente arriba y un extremo corriente abajo y comprenden así mismo una de dichas etapas individuales de conversión;

Hacer fluir cada una de dichas corrientes de la primera mezcla gaseosa a través de un canal respectivo desde el extremo corriente arriba del canal al extremo corriente abajo del mismo;

Convertir el SO_{2} de cada una de la serie de corrientes de la primera mezcla gaseosa en SO_{3}, cuando dichas corrientes fluyen a través de los canales para producir, en cada una de dichas corrientes, la segunda mezcla gaseosa que consiste básicamente en SO_{3} y aire en los extremos corriente abajo de los citados canales;

Refrigerar continuamente cada corriente que contiene óxido gaseoso cuando fluye a través de su canal y cuando el SO_{2} que contiene la misma sufre su conversión en SO_{3};

Comprendiendo dicho paso de refrigeración el paso de someter la citada corriente a aire de refrigeración;

Combinar dichas corrientes de dicha segunda mezcla gaseosa corriente abajo de los extremos corriente abajo de dichos canales;

Y hacer fluir dichas corrientes combinadas de dicha segunda mezcla gaseosa fuera del mencionado convertidor.

4. Proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque:

Cada uno de dichos canales comprende una única etapa, continua e ininterrumpida, de conversión, que termina en el extremo corriente abajo del canal y que contiene todo el agente catalizador al que se somete el SO_{2} en el convertidor;

Y la conversión de SO_{2} en SO_{3} en dicha etapa única tiene un rendimiento que supera el 97% cuando dicha corriente alcanza el citado extremo corriente abajo del canal.

5. Proceso según la reivindicación 4, caracterizado porque:

El 99% de dicho SO_{2} se convierte en SO_{3}.

6. Proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque:

La corriente que contiene óxido gaseoso y que entra en dicho extremo corriente arriba del canal tiene una temperatura superior a la gama de temperaturas favorable para la iniciación de la conversión catalítica de SO_{2} en SO_{3} por parte del agente catalizador en dichos canales;

Y el citado paso de refrigeración comprende refrigerar dicha corriente que contiene óxido gaseoso en una temperatura situada dentro de dicha gama favorable de temperaturas, y mantener la mencionada corriente que contiene óxido gaseoso dentro de una gama de temperaturas que sostenga continuamente la conversión de SO_{2} en SO_{3} cuando dicha corriente fluye a través de la citada etapa de conversión, y hasta que la conversión de SO_{2} en SO_{3} supere el 97%.

7. Proceso según la reivindicación 6, caracterizado porque:

La citada corriente que contiene óxido gaseoso se enfría inicialmente a la temperatura indicada dentro de dicha gama de temperaturas favorable para la iniciación de la conversión, en una parte corriente arriba del canal entre el extremo corriente arriba de dicho canal y una posición situada entre los citados extremos corriente arriba y corriente abajo del canal;

Y la mencionada corriente que contiene óxido gaseoso se mantiene entonces dentro de dicha gama de temperaturas para sostener la conversión, de manera prácticamente continua, corriente abajo de dicha porción corriente arriba del canal, en todo el recorrido hasta el extremo corriente abajo del canal.

8. Proceso según la reivindicación 7, caracterizado porque:

Dicha refrigeración de las citadas corrientes que contienen óxido gaseoso se realiza sin introducir un medio fluido de refrigeración en ninguna de dichas corrientes que contienen óxido gaseoso, y sin desviar parte alguna de dichas corrientes que contienen óxido gaseoso fuera de los citados canales;

Cada uno de dichos canales se define por un miembro tubular que tiene una superficie exterior;

Y dicho paso de refrigeración comprende poner la citada superficie exterior en contacto con una primera corriente de aire de refrigeración, de manera prácticamente continua, desde una primera posición de canal adyacente al extremo corriente arriba de dicho canal a una segunda posición de canal corriente abajo de la citada primera posición de canal, y corriente arriba del extremo corriente abajo del canal.

9. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado porque el citado paso de refrigeración comprende además:

Mezclar una segunda corriente de aire de refrigeración con la primera corriente de aire de refrigeración en dicha segunda posición de canal;

Y poner la citada superficie exterior de canal en contacto con una mezcla de las mencionadas corrientes primera y segunda de aire de refrigeración, de manera prácticamente continua, desde dicha segunda posición de canal a una tercera posición de canal adyacente al extremo corriente abajo del canal.

10. Proceso según las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque:

El citado miembro tubular está compuesto por material termoconductor, no aislado.

11. Proceso según la reivindicación 9, caracterizado porque:

Dicha primera corriente de aire de refrigeración tiene una temperatura inicial, en dicho primer lugar del canal y un caudal volúmico que es suficiente para enfriar la corriente, que contiene óxido gaseoso, en dicho canal a una temperatura dentro del intervalo de temperatura favorable para la iniciación de la conversión, a medida que la corriente que contiene óxido gaseoso fluye a través de dicha parte del canal corriente arriba;

Dicha primera corriente de aire de refrigeración se somete a calentamiento, en dicho canal, a una temperatura incrementada, en dicho segundo lugar del canal, que es más alta que la temperatura inicial de dicha primera corriente de aire de refrigeración y que es insuficiente para permitir que dicha primera corriente de aire de refrigeración mantenga la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso, en dicho canal, dentro de dicho intervalo de temperatura de sostenimiento de la conversión prácticamente de manera continua desde dicho segundo lugar del canal a dicho tercer lugar del canal, ausente dicha mezcla de la primera corriente de aire de refrigeración con la segunda corriente de aire de refrigeración;

Y dicha segunda corriente de aire de refrigeración tiene una temperatura inicial, en el segundo lugar del canal, y un caudal volúmico que es suficiente para obtener una temperatura en dicha mezcla de corriente de aire de refrigeración que mantendrá la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en el canal dentro del intervalo de temperaturas de sostenimiento de la conversión prácticamente de manera continua desde dicho segundo lugar del canal al tercer lugar del canal.

12. Proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque:

Cada uno de dichos canales comprende una única etapa de conversión ininterrumpida continua, que termina en dicho extremo del canal corriente abajo;

Dicho proceso comprende someter cada corriente que contiene óxido gaseoso a un agente catalizador a una temperatura elevada en dicha etapa de conversión, a lo largo de una parte del canal que está corriente abajo de dicho extremo del canal corriente arriba y corriente arriba de dicho extremo del canal corriente abajo;

Dicho proceso comprende así mismo, someter la corriente que contiene óxido gaseoso a un agente catalizador de elevada actividad, en dicha etapa de conversión, a lo largo de una parte del canal entre el agente catalizador a temperatura elevada y el extremo del canal corriente abajo.

13. Proceso según la reivindicación 12, caracterizado porque:

Dicha parte del canal corriente arriba está corriente arriba del agente catalizador a la temperatura elevada.

14. Proceso según la reivindicación 13, y que comprende:

Mezclar el SO_{2} y aire en dicha corriente gaseosa a medida que la corriente fluye a través de la parte del canal corriente arriba.

15. Proceso según la reivindicación 12, caracterizado porque:

Dicha etapa de conversión única contiene la totalidad del agente catalizador al que la corriente gaseosa que contiene SO_{2} está sometida en el convertidor;

Y la conversión de SO_{2} a SO_{3}, en dicha etapa de conversión única, tiene un rendimiento superior al 97%.

16. Proceso según la reivindicación 15, caracterizado porque:

Un 99% de dicho SO_{2} se convierte en SO_{3}.

17. Proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque:

Dicho convertidor comprende un recipiente que contiene dichos canales;

Y dicha refrigeración de las corrientes que contienen óxido gaseoso se realiza sin introducir un medio de refrigeración fluido en cualquiera de dichas corrientes que contienen óxido gaseoso y sin desviar ninguna de dichas corrientes fuera de los canales en dicho recipiente.

18. Proceso según la reivindicación 17 caracterizado porque dicha refrigeración de las corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales comprende:

Hacer fluir una primera corriente de aire de refrigeración en el convertidor en un primer lugar adyacente al extremo corriente arriba de cada canal;

Detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, adyacente al extremo corriente arriba de la etapa de conversión en dicho canal;

Y controlar el flujo de dicha primera corriente de aire de refrigeración hacia el convertidor en respuesta a la temperatura detectada adyacente al extremo corriente arriba de dicha etapa de conversión en el canal.

19. Proceso según la reivindicación 18, caracterizado porque dicha refrigeración de las corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales comprende así mismo:

Hacer fluir una segunda corriente de aire de refrigeración en el convertidor en un segundo lugar que está situado entre dicho primer lugar y los extremos del canal corriente abajo y que es adyacente al extremo corriente arriba de la etapa de conversión;

Detectar la temperatura de la segunda mezcla gaseosa que fluye desde dicho convertidor;

Y controlar el flujo de dicha segunda corriente de aire de refrigeración en el convertidor en respuesta a dicha detección de la temperatura de la segunda mezcla gaseosa.

20. Proceso según la reivindicación 19, y que comprende:

Enfriar dichas corrientes que contienen óxido gaseoso en dichos canales con la primera corriente de aire de refrigeración, prácticamente de manera continua desde dicho primer lugar a dicho segundo lugar;

Mezclar la primera corriente de aire de refrigeración con la segunda corriente de aire de refrigeración para obtener una mezcla de corrientes de aire de refrigeración entre dicho segundo lugar y los extremos corriente abajo de los canales;

Y enfriar dichas corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales con dicha mezcla de corrientes de aire de refrigeración, prácticamente de manera continua desde dicho segundo lugar a los extremos corriente abajo de los canales.

21. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 18-20, caracterizado porque:

El flujo de cada una de las corrientes de aire de refrigeración a través del recipiente del convertidor sigue la misma dirección que el flujo que mantiene a través de los citados canales las corrientes que contienen óxido gaseoso.

22. Proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque la refrigeración de las corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales comprende:

Introducir una corriente de aire de refrigeración en el convertidor, en un lugar situado junto a los extremos corriente arriba de la etapa de conversión en dichos canales;

Extraer al menos parte de la corriente de aire de refrigeración del convertidor, en un lugar adyacente a los extremos corriente arriba de los canales;

Detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión de dicho canal;

Y controlar dicha extracción de la corriente de aire de refrigeración del convertidor, en el citado lugar situado junto a los extremos corriente arriba de los canales, en respuesta a la temperatura detectada en dicho canal, junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión en el mismo.

23. Proceso según la reivindicación 22, caracterizado porque la refrigeración de las corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales comprende, además:

Dividir la citada corriente de aire de refrigeración en dos subcorrientes;

Extraer una subcorriente en el lugar situado junto a los extremos corriente arriba de los canales;

Extraer la otra subcorriente en un lugar situado junto a los extremos corriente abajo de dichos canales;

Detectar la temperatura de la segunda mezcla gaseosa que fluye saliendo del convertidor;

Y controlar la extracción de la citada otra subcorriente, en el lugar adyacente a los extremos corriente abajo de dichos canales, en respuesta a la temperatura detectada en la segunda mezcla gaseosa que fluye saliendo del convertidor.

24. Proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque la refrigeración de dichas corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales comprende:

Hacer fluir una primera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un lugar situado junto a los extremos corriente arriba de las etapas de conversión en dichos canales;

Hacer fluir una segunda corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor en un lugar situado junto a los extremos corriente abajo de los citados canales;

Combinar dichas corrientes de aire de refrigeración en el mencionado lugar situado junto a los extremos corriente arriba de las etapas de conversión;

Extraer las corrientes combinadas de aire de refrigeración procedentes del convertidor, en un lugar situado junto a los extremos corriente arriba de los canales;

Detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión en dicho canal;

Controlar el flujo de la primera corriente de aire de refrigeración hacia el convertidor, en respuesta a la citada detección de la temperatura en dicha corriente que contiene óxido gaseoso;

Detectar la temperatura de la segunda mezcla gaseosa que fluye saliendo del convertidor;

Y controlar el flujo de la segunda corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en respuesta a la mencionada detección de la temperatura de la segunda mezcla gaseosa.

25. Proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque cada uno de los canales comprende una etapa de refrigeración corriente abajo situada entre (a) el extremo corriente abajo de la etapa de conversión en dicho canal, y (b) el extremo corriente abajo del canal, teniendo la citada etapa corriente abajo de refrigeración extremos corriente arriba y corriente abajo, y porque la refrigeración de las corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales comprende:

Hacer fluir una primera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un primer lugar situado junto al extremo corriente arriba de cada canal;

Hacer fluir una segunda corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un segundo lugar situado junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión;

Hacer fluir una tercera corriente de refrigeración al interior del convertidor, en un tercer lugar situado junto al extremo corriente arriba de dicha etapa corriente abajo de refrigeración;

Detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión en el canal;

Controlar el flujo de la primera corriente de aire de refrigeración en respuesta a la temperatura detectada junto al extremo situado corriente arriba de la etapa de conversión;

Detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, junto al extremo corriente abajo de la etapa de conversión en el canal;

Controlar el flujo de la segunda corriente de aire de refrigeración hacia dicho convertidor, en respuesta a la temperatura detectada, junto al extremo corriente abajo de la etapa de conversión;

Detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, junto al extremo corriente abajo de la etapa corriente abajo de refrigeración de dicho canal;

Y controlar el flujo de la tercera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en respuesta a la temperatura detectada en el extremo corriente abajo de la etapa corriente abajo de refrigeración.

26. Proceso según la reivindicación 25, y que comprende:

Combinar las citadas corrientes primera y segunda de aire de refrigeración en el segundo lugar;

Combinar la tercera corriente de aire de refrigeración con las corrientes primera y segunda de aire de refrigeración en el citado tercer lugar;

Y extraer las citadas corrientes combinadas de aire de refrigeración de dicho convertidor, en un cuarto lugar situado junto al extremo corriente abajo de la etapa corriente abajo de refrigeración.

27. Proceso según la reivindicación 25, y que comprende:

Combinar las citadas corrientes primera y segunda de aire de refrigeración en el segundo lugar;

Extraer las citadas corrientes combinadas primera y segunda de aire de refrigeración del convertidor en un lugar situado corriente arriba del tercer lugar, y adyacente al extremo corriente abajo de la etapa de conversión;

Y extraer la tercera corriente de aire de refrigeración del convertidor en un cuarto lugar situado junto al extremo corriente abajo de la etapa corriente abajo de refrigeración.

28. Proceso según la reivindicación 1, y que comprende:

Proporcionar la primera mezcla gaseosa a determinada temperatura, haciendo reaccionar azufre y aire en un quemador de azufre;

Hacer fluir la primera mezcla gaseosa desde el quemador de azufre a una parte corriente arriba del convertidor catalítico;

Dividir la primera mezcla gaseosa en una serie de corrientes en la citada parte corriente arriba del convertidor catalítico;

Proporcionar al convertidor catalítico la serie de canales que tienen cada uno un extremo corriente arriba y un extremo corriente abajo y comprenden así mismo una de dichas etapas individuales de conversión;

Hacer fluir cada una de dichas corrientes de la primera mezcla gaseosa a través de un canal respectivo desde el extremo corriente arriba del canal al extremo corriente abajo del mismo;

Realizar una refrigeración inicial de cada una de la serie de corrientes de la primera mezcla gaseosa;

Convertir el SO_{2} de cada una de la serie de corrientes de la primera mezcla gaseosa en SO_{3}, cuando dichas corrientes fluyen a través de los canales para producir, en cada una de dichas corrientes, la segunda mezcla gaseosa que consiste básicamente en SO_{3} y aire en los extremos corriente abajo de los citados canales;

Refrigerar continuamente cada corriente que contiene óxido gaseoso cuando fluye a través de su canal y cuando el SO_{2} que contiene la misma sufre conversión en SO_{3};

Comprendiendo el citado paso de refrigeración continua el paso de someter la corriente a aire de refrigeración;

Combinar las corrientes de la segunda mezcla gaseosa corriente abajo de los extremos corriente abajo de dichos canales;

Y hacer fluir las corrientes combinadas de la segunda mezcla gaseosa al exterior del convertidor.

29. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque:

La mencionada fuente de la primera mezcla gaseosa es un quemador de azufre;

Y dicho paso de proporcionar la primera mezcla gaseosa comprende hacer reaccionar azufre con aire en el citado quemador de azufre.

30. Aparato para producir trióxido de azufre (SO_{3}) a partir de dióxido de azufre (SO_{2}) en una única etapa de conversión, comprendiendo dicho aparato los elementos siguientes:

Medios para proporcionar, a partir de una fuente, una primera mezcla gaseosa consistente básicamente en dióxido de azufre (SO_{2}) y aire;

Un convertidor catalítico, que comprende una serie de canales tubulares, cada uno de los cuales tiene un extremo corriente arriba y un extremo corriente abajo;

Incluyendo cada uno de dichos canales tubulares una única etapa ininterrumpida de conversión que tiene extremos corriente arriba y corriente abajo;

Comprendiendo la etapa de conversión un agente catalizador y medios para contener el agente catalizador en disposición prácticamente continua e ininterrumpida desde el extremo corriente arriba al extremo corriente abajo de la etapa de conversión;

Comprendiendo el citado agente catalizador medios para catalizar la conversión de SO_{2} en SO_{3};

Comprendiendo cada uno de los citados canales tubulares una parte corriente arriba de refrigeración, desprovista de agente catalizador, entre el extremo corriente arriba del canal tubular y el extremo corriente arriba de la etapa de conversión;

Medios para conducir la primera mezcla gaseosa desde la citada fuente a la etapa de conversión, sin necesidad de calentar la primera mezcla gaseosa entre dicha fuente y la etapa de conversión;

Medios que pueden utilizarse para que fluya a través de la etapa de conversión una corriente que contiene la citada primera mezcla gaseosa;

Comprendiendo dicha etapa única de conversión medios para convertir el SO_{2} de la primera mezcla gaseosa en SO_{3}, cuando la corriente fluye a través de la etapa única de conversión, a fin de producir una segunda mezcla gaseosa consistente básicamente en SO_{3} y aire, en el extremo corriente abajo de la etapa de conversión;

Comprendiendo la etapa de conversión medios para mantener la corriente que contiene óxido gaseoso en contacto prácticamente continuo e ininterrumpido con el agente catalizador, entre los extremos corriente arriba y corriente abajo de la etapa de conversión;

Comprendiendo la etapa única de conversión medios para realizar la totalidad de la conversión de SO_{2} en SO_{3} que ocurre en dicho aparato;

Medios para proporcionar aire de refrigeración;

Y medios para enfriar la corriente que contiene óxido gaseoso sometiendo la citada corriente al aire de refrigeración de manera prácticamente continua, entre el extremo corriente arriba de cada canal tubular y el extremo corriente abajo de la etapa de conversión en el citado canal, sin diluir dicha corriente con el aire de refrigeración, mientras se mantiene el contacto ininterrumpido entre la citada corriente y el agente catalizador;

Comprendiendo la etapa de conversión medios para generar calor como resultado de dicha conversión;

Comprendiendo los medios para proporcionar la primera mezcla gaseosa otros medios que proporcionan a la mezcla gaseosa una temperatura del gas en el extremo corriente arriba del canal tubular que (a) exige refrigeración entre el citado extremo corriente arriba del canal tubular y el extremo corriente arriba de la etapa de conversión a fin de iniciar la conversión en la etapa de conversión, y (b) junto con el calor generado en la citada etapa de conversión, exige la citada refrigeración por parte del aire de refrigeración, de manera prácticamente continua, entre el extremo corriente arriba del canal tubular y el extremo corriente abajo de la etapa de conversión, a fin de convertir al menos un 95% del SO_{2} de la primera mezcla gaseosa en SO_{3} en la etapa única de conversión;

Todos los elementos que acaban de exponerse medios que cooperan para convertir al menos el 95% del SO_{2} en SO_{3} en la citada etapa única de conversión, al mismo tiempo que emplea el mencionado aire no diluido de refrigeración como medio fluido de refrigeración de la citada corriente que contiene óxido gaseoso.

31. Aparato según la reivindicación 30, caracterizado porque el citador convertidor comprende:

Medios colectores corriente arriba, que comunican con los extremos corriente arriba de dichos canales, para recibir la primera mezcla gaseosa que comprende SO_{2} y aire, y para dirigir una parte de la citada primera mezcla hacia el interior de cada extremo corriente arriba del canal, para formar una serie de corrientes que contengan la citada primera mezcla en dichos extremos corriente arriba del canal;

Y medios colectores corriente abajo, que comunican con los extremos corriente abajo de dichos canales, para recibir y combinar las citadas corrientes cuando fluyen saliendo de los canales.

32. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque:

Dicha fuente comprende un quemador de azufre situado corriente arriba del citado convertidor;

El quemador de azufre comprende medios para producir la primera mezcla gaseosa a una temperatura determinada;

Y los mencionados medios conductores comprenden medios para hacer fluir la primera mezcla gaseosa al interior del convertidor aproximadamente a dicha temperatura.

33. Aparato según las reivindicaciones 31 ó 30, caracterizado porque:

El convertidor comprende un recipiente que contiene dichos canales;

Y los medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso incluyen medios para hacerlo sin introducir un medio fluido de refrigeración dentro de ninguna de las citadas corrientes que contienen óxido gaseoso, y sin desviar parte alguna de las citadas corrientes que contienen óxido gaseoso al exterior de dichos canales del citado recipiente.

34. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque:

Dicho convertidor contiene un recipiente que contiene los citados canales;

Y cada etapa de conversión termina en el mencionado extremo corriente abajo del canal que comprende la citada etapa de conversión.

35. Aparato según la reivindicación 32, caracterizado porque:

La etapa única de conversión comprende medios para contener todo el agente catalizador al que está sujeta, en dicho convertidor, la citada corriente gaseosa que contiene SO_{2};

Comprendiendo todos los elementos anteriormente expuestos medios que cooperan para convertir más del 97% de dicho SO_{2} en SO_{3} en la mencionada etapa única de conversión.

36. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque los medios para proporcionar la citada mezcla gaseosa comprenden medios para dar a dicha mezcla una temperatura del gas, en dicho extremo corriente arriba del canal, superior a la gama de temperaturas favorable para la iniciación de la conversión catalítica de SO_{2} en SO_{3} por parte del agente catalizador en dichos canales de conversión catalítica, y porque:

Dichos medios de refrigeración comprenden (a) medios para refrigerar la corriente que contiene óxido gaseoso a una temperatura dentro de la citada gama de temperaturas favorables, y (b) medios para mantener la citada corriente que contiene óxido gaseoso dentro de una gama de temperaturas que sostenga continuamente la conversión del SO_{2} en SO_{3} cuando dicha corriente fluye a través de la citada etapa de conversión;

Comprendiendo todos los elementos arriba expuestos medios que cooperan para convertir al menos el 97% de dicho SO_{2} en SO_{3}, en la citada etapa única de conversión.

37. Aparato según la reivindicación 36, caracterizado porque:

Los citados medios para refrigerar la corriente que contiene óxido gaseoso, a dicha temperatura dentro de la mencionada gama de temperaturas favorable para la iniciación de la conversión, comprenden medios para hacerlo así en una parte corriente arriba del canal situada entre el extremo corriente arriba del citado canal y un lugar entre dichos extremos corriente arriba y corriente abajo del canal;

Y porque los medios para mantener la corriente que contiene óxido gaseoso dentro de la gama citada de temperaturas que sostiene la conversión comprenden medios para hacerlo así de manera prácticamente continua, corriente abajo de la parte corriente arriba del canal hasta el extremo corriente abajo del mismo.

38. Aparato según la reivindicación 36, caracterizado porque:

El convertidor comprende un recipiente que contiene dichos canales;

Cada uno de los citados canales se define por un miembro tubular que tiene una superficie exterior;

Los medios de refrigeración comprenden medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso sin introducir un medio fluido de refrigeración en ninguna de dichas corrientes que contienen óxido gaseoso y sin desviar parte alguna de las citadas corrientes que contienen óxido gaseoso al exterior de los canales de dicho recipiente;

Comprendiendo además los citados medios de refrigeración medios para dirigir una primera corriente de aire de refrigeración al contacto con la superficie exterior, de manera prácticamente continua, desde un primer lugar del canal junto al extremo corriente arriba del citado canal a un segundo lugar del canal corriente abajo del primer lugar del canal y corriente arriba del extremo corriente abajo del citado canal.

39. Aparato según la reivindicación 38, caracterizado porque los medios de refrigeración comprenden además:

Medios para mezclar una segunda corriente de aire de refrigeración con la primera corriente de aire de refrigeración en un segundo lugar del canal;

Y medios para dirigir una mezcla de dichas corrientes primera y segunda de aire de refrigeración en contacto con dicha superficie exterior, de manera prácticamente continua, desde el segundo lugar del canal a un tercer lugar del canal situado junto al extremo corriente abajo del mismo.

40. Aparato según las reivindicaciones 38 ó 39, caracterizado porque:

El citado miembro tubular está compuesto por material conductor térmico, no aislado.

41. Aparato según las reivindicaciones 38 ó 39 y que comprende además equipo para utilizar cuando los medios que se utilizan para hacer fluir la primera mezcla gaseosa de SO_{2} y aire, a través de dicha etapa de conversión, no están funcionando, comprendiendo dicho equipo:

Medios para ajustar la temperatura de cada una de las corrientes de aire de refrigeración antes de poner la corriente de aire de refrigeración en contacto con una superficie exterior del canal.

42. Aparato según la reivindicación 41, y que comprende:

Medios para desviar la mezcla de corrientes de aire de refrigeración alejándola del contacto con el canal, en el tercer lugar del canal;

Medios para recircular parte de la mezcla desviada devolviéndola a los lugares primero y segundo del canal;

Y medios para ajustar la temperatura de la citada parte recirculada antes de que llegue a los citados lugares primero y segundo del canal.

43. Aparato según la reivindicación 42, y que comprende:

Medios para mezclar la parte recirculada con aire de refrigeración no recirculado antes de que la parte recirculada llegue a los lugares primero y segundo del canal.

44. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque:

El convertidor comprende un recipiente que contiene dichos canales;

Cada etapa de conversión termina en el extremo corriente abajo del canal que comprende la citada etapa de conversión;

La etapa de conversión comprende medios para contener un agente catalizador a la temperatura elevada entre el extremo corriente arriba del canal y un lugar intermedio del canal que se encuentra entre los extremos corriente arriba y corriente abajo del canal;

Y dicha etapa de conversión comprende además un agente catalizador de elevada actividad, entre dicha posición intermedia del canal y el extremo corriente abajo del mismo.

45. Aparato según la reivindicación 44, caracterizado porque:

La parte de refrigeración corriente arriba se encuentra antes del citado agente catalizador a temperatura elevada;

Y la parte de refrigeración corriente arriba comprende medios mezcladores para mezclar aún más el SO_{2} y el aire en la corriente gaseosa cuando esta corriente fluye a través de la citada parte corriente arriba de refrigeración.

46. Aparato según la reivindicación 45, caracterizado porque:

Cada canal contiene un agente catalizador a temperatura elevada entre el extremo corriente arriba del canal y el lugar intermedio del canal;

Cada canal contiene un agente catalizador de actividad elevada entre el lugar intermedio del canal y el extremo corriente abajo del canal;

Cada parte de refrigeración corriente arriba contiene los citados medios de mezcla;

La etapa única de conversión contiene todo el agente catalizador al que se sujeta dicha corriente gaseosa que contiene SO_{2} en el convertidor;

Y comprendiendo todos los elementos anteriormente citados medios que cooperan para convertir más del 97% de dicho SO_{2} en SO_{3}, entre los extremos corriente arriba y corriente abajo del canal de dicha etapa única de conversión.

47. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque:

Cada uno de dichos canales está definido por un miembro tubular que tiene una superficie exterior;

Y los medios de refrigeración mencionados comprenden medios para dirigir una primera corriente de aire de refrigeración en contacto con la superficie exterior, de manera prácticamente continua, desde un primer lugar del canal situado junto al extremo corriente arriba de dicho canal, hasta un segundo lugar del canal corriente abajo del primer lugar del canal y corriente arriba del citado extremo corriente abajo del canal.

48. Aparato según la reivindicación 47, caracterizado porque los medios de refrigeración comprenden:

Medios para mezclar una segunda corriente de aire de refrigeración con la primera corriente de aire de refrigeración en dicho segundo lugar del canal;

Y medios para dirigir una mezcla de dichas corrientes de aire de refrigeración en contacto con la superficie exterior, de manera prácticamente continua, desde el segundo lugar del canal a un tercer lugar del canal situado junto al citado extremo corriente abajo del canal.

49. Aparato según la reivindicación 48, caracterizado porque:

El convertidor comprende un recipiente que contiene dichos canales;

Cada canal se extiende en dirección prácticamente en línea recta, desde el extremo corriente arriba del canal al extremo corriente abajo del mismo;

Y cada uno de los medios que dirigen comprende medios deflectores que se contienen en el recipiente y cooperan para definir un recorrido tortuoso en el citado recipiente para las mencionadas corrientes de aire de refrigeración;

Comprendiendo dicho recorrido tortuoso una serie de partes de paso conectadas y adyacentes, cada una de las cuales se extiende en dirección transversal a la dirección en que se extiende el citado canal;

Cada parte de paso tiene un extremo corriente arriba y un extremo corriente abajo;

Y cada parte de paso se extiende desde el extremo corriente arriba al extremo corriente abajo, en dirección opuesta a la que sigue una parte de paso adyacente y conectada.

50. Aparato según la reivindicación 49, caracterizado porque:

Cada uno de los canales está definido por un miembro tubular alargado dispuesto en relación paralela y separada respecto a los restantes miembros tubulares.

51. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque:

Cada uno de los canales se encuentra definido por un miembro tubular alargado, dispuesto en relación separada respecto a los demás miembros tubulares;

El citado convertidor comprende un recipiente que tiene una envoltura exterior que define un interior en el que se encuentran situados dichos miembros tubulares;

Los miembros tubulares mencionados están realizados en acero inoxidable;

Y la envoltura o camisa exterior está realizada con acero al carbono, no inoxidable.

52. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque:

El convertidor comprende un recipiente dispuesto verticalmente que tiene un par de extremos de recipientes separados verticalmente;

Los medios colectores corriente arriba están situados junto a uno de dichos extremos del recipiente;

Los medios colectores corriente abajo están situados junto a los demás extremos de dicho recipiente;

Y dichos canales están dispuestos verticalmente y situados dentro del recipiente, entre los medios colectores corriente arriba y los medios colectores corriente abajo.

53. Aparato según la reivindicación 52, caracterizado porque la fuente comprende un quemador de azufre para hacer reaccionar aire y azufre a fin de producir la primera mezcla gaseosa:

Comprendiendo el quemador de azufre un recipiente dispuesto verticalmente, que tiene un par de extremos de recipientes separados verticalmente;

Medios de entrada, adyacentes a uno de los citados extremos del recipiente, para introducir aire y azufre dentro del quemador de azufre;

Medios de salida, adyacentes al otro de dichos extremos del recipiente, para extraer, de dicho quemador de azufre, la primera mezcla gaseosa a una temperatura determinada;

Y medios dentro de dicho recipiente, entre los medios de entrada y los medios de salida, que definen una zona de reacción para hacer reaccionar azufre y aire a fin de producir SO_{2};

Estando dispuestos el recipiente del convertidor colocado verticalmente y el recipiente del quemador de azufre colocado verticalmente en relación adyacente, uno al lado del otro;

Comprendiendo los medios conductores unos conductos para conectar directamente los medios de salida del recipiente del quemador de azufre a los medios colectores corriente arriba del convertidor, para suministrar la primera mezcla gaseosa a dicho convertidor aproximadamente a la citada temperatura.

54. Aparato según la reivindicación 53, caracterizado porque:

La distancia entre el recipiente del quemador de azufre y el recipiente del convertidor es relativamente corta, comparada con la distancia entre tales recipientes en una combinación de los mismos que emplea equipo de refrigeración dedicado específicamente a enfriar la primera mezcla gaseosa entre dichos recipientes;

Y la longitud de los medios de conducto es correspondientemente menor, comparada con la longitud de tales medios en una combinación que emplee el citado equipo de refrigeración.

55. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque cada canal comprende:

Unas paredes de canal;

Terminando la citada etapa de conversión en dicho extremo corriente abajo del canal;

Comprendiendo la parte corriente arriba de refrigeración unos medios mezcladores (a) para mezclar el SO_{2} y el aire en la citada corriente gaseosa, y (b) para conducir calor desde la corriente gaseosa a las paredes del canal, cuando la corriente gaseosa fluye a través de dicha parte corriente arriba de refrigeración.

56. Aparato según la reivindicación 55, y que comprende:

Medios para poner una primera corriente de aire de refrigeración en contacto con las paredes del canal de la parte corriente arriba del canal;

Medios para mezclar una segunda corriente de aire de refrigeración con la primera corriente de aire de refrigeración, en el extremo corriente arriba de la etapa de conversión, para formar una mezcla de refrigeración;

Y medios para poner dicha mezcla de aire de refrigeración en contacto con las paredes del canal de la etapa de conversión.

57. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque el convertidor comprende un recipiente que contiene los canales y los medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso comprenden:

Medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso, sin introducir un medio fluido de refrigeración en ninguna de las corrientes que contienen óxido gaseoso y sin desviar las corrientes que contienen óxido gaseoso al exterior de los canales de dicho recipiente;

Medios para hacer fluir una primera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un primer lugar adyacente al extremo corriente arriba de cada canal;

Medios para detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, situados junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión del canal;

Y medios para controlar el flujo de dicha corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en respuesta a la temperatura detectada junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión en dicho canal.

58. Aparato según la reivindicación 57, caracterizado porque los medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso comprenden, además:

Medios para hacer fluir una segunda corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un segundo lugar que se encuentra entre el primer lugar y los extremos corriente abajo del canal, y que está junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión;

Medios para detectar la temperatura de la segunda mezcla gaseosa que fluye al exterior del convertidor;

Y medios para controlar el flujo de dicha segunda corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en respuesta a la citada detección de la temperatura de la segunda mezcla gaseosa.

59. Aparato según la reivindicación 58, caracterizado porque:

Los medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso con la primera corriente de aire de refrigeración comprenden medios para hacerlo así de manera prácticamente continua desde los citados primer lugar al segundo lugar;

Dicho convertidor comprende medios para mezclar la primera corriente de aire de refrigeración con la segunda corriente del citado aire, a fin de producir una mezcla de corrientes de aire de refrigeración entre dicho segundo lugar y los extremos corriente abajo del canal;

Y los medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso comprenden además medios para hacerlo así con dicha mezcla de corrientes de aire de refrigeración, de manera prácticamente continua, desde dicho segundo lugar hasta los extremos corriente abajo del canal.

60. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 57-59, caracterizado porque el convertidor comprende:

Medios para dirigir el flujo de cada una de las corrientes de aire de refrigeración a través del convertidor, siguiendo la misma dirección que el flujo a través de dichos canales de las citadas corrientes que contienen óxido gaseoso.

61. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque el convertidor comprende un recipiente que contiene los canales mencionados, y porque los medios para refrigerar las citadas corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales comprenden:

Medios para enfriar cada corriente que contiene óxido gaseoso sin introducir ningún medio fluido de refrigeración en el interior de cualquiera de dichas corrientes que contienen óxido gaseoso, y sin desviar las corrientes que contienen óxido gaseoso al exterior de los canales en dicho recipiente;

Medios para introducir una primera corriente de aire de refrigeración en dicho convertidor, en un lugar adyacente a los citados extremos corriente arriba de la etapa de conversión de dichos canales;

Medios para extraer al menos parte de la primera corriente de aire de refrigeración del citado convertidor, en un lugar adyacente a los extremos corriente arriba de los canales;

Medios para detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso de un canal, junto al extremo corriente arriba de la etapa de conversión de dicho canal;

Y medios para controlar la extracción de dicha primera corriente de aire de refrigeración desde el citado convertidor, en el lugar adyacente a los extremos corriente arriba de los canales, en respuesta a la temperatura detectada en dicho canal, junto al extremo corriente arriba de la citada etapa de conversión en el mismo.

62. Aparato según la reivindicación 61, caracterizado porque los medios para refrigerar las corrientes que contienen óxido gaseoso en los canales comprenden además:

Medios para dividir en dos subcorrientes la primera corriente de aire de refrigeración;

Medios para extraer una subcorriente en dicho lugar adyacente a los extremos corriente arriba de los canales;

Medios para extraer la otra subcorriente en un lugar adyacente a los extremos corriente abajo de los canales;

Medios para detectar la temperatura de la segunda mezcla gaseosa que fluye al exterior del convertidor;

Y medios para controlar la extracción de dicha otra subcorriente, en dicho lugar adyacente a los extremos corriente abajo de dichos canales, en respuesta a la temperatura detectada en la segunda mezcla gaseosa que fluye la exterior del convertidor.

63. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque el convertidor comprende un recipiente que contiene el canal, y porque los medios para refrigerar las citadas corrientes que contienen óxido gaseoso que fluyen a través de los canales comprenden:

Medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso, sin introducir ningún medio fluido de refrigeración en cualquiera de dichas corrientes que contienen óxido gaseoso y sin desviar las citadas corrientes que contienen óxido gaseoso hacia el exterior de los canales de dicho recipiente;

Medios para hacer fluir una primera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un lugar adyacente a los extremos corriente arriba de las etapas de conversión de dichos canales;

Medios para hacer fluir una segunda corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un lugar adyacente a los extremos corriente abajo de dichos canales;

Medios para combinar las citadas corrientes de aire de refrigeración en el lugar adyacente a los extremos corriente arriba de las etapas de conversión;

Medios para extraer las corrientes combinadas de aire de refrigeración del citado convertidor, en un lugar adyacente a los extremos corriente arriba de dichos canales;

Medios para detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, adyacente al extremo corriente arriba de la etapa de conversión de dicho canal;

Medios para controlar el flujo de la primera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en respuesta a dicha detección de la temperatura en la citada corriente que contiene óxido gaseoso;

Medios para detectar la temperatura de la segunda mezcla gaseosa que fluye al exterior del convertidor;

Y medios para controlar el flujo de la segunda corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en respuesta a la citada detección de la temperatura de dicha segunda mezcla gaseosa.

64. Aparato según la reivindicación 31, caracterizado porque el convertidor comprende un recipiente que contiene dichos canales, y porque cada uno de los canales comprende una etapa de refrigeración corriente abajo, situada entre (a) el extremo corriente abajo de la etapa de conversión en dicho canal, y (b) el extremo corriente abajo del canal, teniendo la citada etapa corriente abajo de refrigeración unos extremos corriente arriba y corriente abajo, y porque los medios para refrigerar dichas corrientes que contienen óxido gaseoso, que fluyen a través de los canales, comprenden:

Medios para refrigerar cada corriente que contiene óxido gaseoso sin introducir ningún medio fluido de refrigeración en ninguna de las corrientes que contienen óxido gaseoso, y sin desviar dichas corrientes que contienen óxido gaseoso al exterior de los citados canales en el mencionado recipiente;

Medios para hacer fluir una primera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un primer lugar adyacente al extremo corriente arriba de cada canal;

Medios para hacer fluir una segunda corriente de aire de refrigeración en el convertidor, en un segundo lugar adyacente a dicho extremo corriente arriba de la etapa de conversión;

Medios para hacer fluir una tercera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en un tercer lugar adyacente al extremo corriente arriba de la citada etapa corriente abajo de refrigeración;

Medios para detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, adyacente al extremo corriente arriba de la etapa de conversión del canal;

Medios para controlar el flujo de dicha primera corriente de aire de refrigeración, en respuesta a la temperatura detectada en el extremo corriente arriba de la etapa de conversión;

Medios para detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, adyacente al extremo corriente abajo de la etapa de conversión en el canal;

Medios para controlar el flujo de la segunda corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en respuesta a la temperatura detectada junto al extremo corriente abajo de la etapa de conversión;

Medios para detectar la temperatura de la corriente que contiene óxido gaseoso en un canal, adyacente al extremo corriente abajo de la etapa corriente abajo de refrigeración de dicho canal;

Y medios para controlar el flujo de la tercera corriente de aire de refrigeración al interior del convertidor, en respuesta a la temperatura detectada en el extremo corriente abajo de la etapa corriente abajo de refrigeración.

65. Aparato según la reivindicación 64, y que comprende:

Medios para combinar las corrientes de aire primera y segunda en el citado segundo lugar;

Medios para combinar la tercera corriente de aire de refrigeración con las corrientes primera y segunda de aire de refrigeración en dicho tercer lugar;

Y medios para extraer las corrientes combinadas de refrigeración del convertidor en un cuarto lugar adyacente al extremo corriente abajo de la etapa corriente abajo de refrigeración.

66. Aparato según la reivindicación 64, y que comprende:

Medios para combinar las corrientes primera y segunda de aire de refrigeración en el citado segundo lugar;

Medios para extraer del convertidor las corrientes primera y segunda de aire de refrigeración en un lugar situado corriente arriba del tercer lugar y adyacente al extremo corriente abajo de la etapa de conversión;

Y medios para extraer la tercera corriente de aire de refrigeración del convertidor en un cuarto lugar adyacente al extremo corriente abajo de la etapa corriente abajo de refrigeración.

67. Aparato según la reivindicación 30, y que comprende:

Medios dentro de la parte corriente arriba de refrigeración de los citados canales tubulares para refrigerar la mencionada primera mezcla gaseosa.