FI91518B - Rikkihappohöyryjen tiivistäminen rikkihapon tuottamiseksi - Google Patents

Description

91518

Rikkihappohöyryjen tiivistäminen rikkihapon tuottamiseksi

Keksinnön ala Tämä keksintö koskee menetelmää rikkihapon tuotan-5 nossa rikkihappohöyryjen tiivistämiseksi kaasuseoksesta, joka sisältää 0,01 - 10 tilavuus-% H2S04-höyryä, laskettuna olettaen, että S03 on täysin hydratoitunut, ja 0 - 50 tilavuus-% vesipitoista höyryä, jäähdyttämällä suoraan tai epäsuorasti rikkihappotornissa.

10 Keksinnön tausta

Tuotettaessa rikkihappoa happo saadaan monissa tapauksissa H2S04 - höyryjen muodossa seoksena vesipitoisen höyryn (eli vesihöyryn) kanssa. Näin on asianlaita esimerkiksi tärkeässä rikkihappoprosessissa, jossa S02 hapetetaan 15 S03:ksi katalyyttisesti käyttäen normaalisti vanadiinikata-lyyttiä ja emäsjoudutinta, ja jossa S03 sitten hydratoidaan vesihöyryllä rikkihappohöyryn muodostamiseksi, jolloin · rikkihappohöyry täytyy tiivistää jäähdytysprosessissa. Tämä rikkihappoprosessi on tärkeä mm. puhdistettaessa sa-20 vukaasuja rikistä.

Tiivistettäessä rikkihappohöyryjä, mikä voi tapahtua jäähdyttämällä eri olosuhteissa, muodostuu niin kutsuttua happosumua (rikkihapposumua), eli eräänlaista aerosolia, joka koostuu hyvin pienistä rikkihappopisaroista .25 kaasuseoksessa, josta rikkihappo tiivistetään ja joka nor maalisti sisältää vesihöyryä enemmän kuin on tarpeen S03:n hydratoimiseksi täydellisesti H2S04:ksi. On tärkeätä, että estetään huomattavien happosumumäärien pääseminen ympäristöön; ympäristösyistä rikkihapposumun maksimaalinen päästö 30 on määrätty noin 40 mg:ksi H2S04:ää/Nm3, vastaten 9 ppm H2S04: ää.

On tunnettua, että happosumupäästöä säännöstellään säätelemällä jäähdytysaineen lämpötilaa. Siten DK-patent-timäärittelyssä no 145 457 (US 4 348 373) kuvataan mene-35 telmä väkevän rikkihapon valmistamiseksi kaasuista, jotka • 2 91518 sisältävät S03:a ja ylimäärin H20:ta. Kaasu jäähdytetään ja rikkihappo kondensoidaan ja väkevöidään kahdessa vaiheessa absorptiotornissa, joka sisältää täyteaineosat. Alimmassa vaiheessa syöttökaasua kuljetetaan ylöspäin tii-5 vistynyttä happoa vastaan, jonka konsentraatio täten lisääntyy. Seuraavassa vaiheessa rikkihappohöyry absorboituu rikkihappoon, joka on kierrätetty täyteaineita sisältävän kerroksen läpi. Rikkihapposumun pitoisuus pidetään matalana säätelemällä spesifisesti lämpötilaa; tällä tavoin 10 kierrätetty happo poistetaan tornista. Jäljelle jäävä hap-posumu poistetaan aerosolisuodattimella, joka on asetettu absorptiovyöhykkeen jälkeen. Suodatin on "pieninopeuksi-nen" suodatin, joka toimii lienaarisella nopeudella, joka on vähemmän kuin 1 m/s, paineen alenemisen ollessa yli 2 -15 3 kPa.

DK-patenttihakemuksesta no 1 361/82 (GB-patentti-määrittely no 2 117 368) tunnetaan menetelmä rikkihapon valmistamiseksi, jossa rikkihappohöyry kaasussa, joka sisältää 0,01 - 10 % H2S04-höyryä ja 0 - 30 % vesihöyryä, 20 tiivistetään pystysuorissa, kaasulla jäähdytettävissä, haponkestävissä putkissa. Suurten happosumumäärien läsnäolo kaasussa tiivistämisen jälkeen vältetään tämän patentin mukaisesti pitämällä lämpötilaeroa ylöspäin virtaavan rikkihappoa sisältävän kaasun ja alaspäin virtaavan jääh-.25 dytysnesteen (mahdollisesti osoittain poikittaisvirtaan) välillä tietyissä määritetyissä rajoissa.

Tästä julkaisusta tunnettua menetelmää on parannettu PCT-julkaisun no W0 89/12 024 mukaisesti siten, että se on erityisen sopiva, mutta ei yksinomaan sopiva, käytettä-30 vaksi tiivistettäessä rikkihappoa kaasuista, joissa on ^ pieni H2S04-höyryn pitoisuus. Tällaiset kaasut voivat olla peräisin savukaasuista ja muista teollisuuden jätekaasuis-ta; niissä oleva S02 on hapetettu S03:ksi käyttäen rikki-happokatalyyttiä ja sitten S03 on saatettu reagoimaan vesi-35 höyryn kanssa. Tiivistäminen tapahtuu suuressa määrässä 3 91518 putkia, joiden kaikkien huipulla on pieni suodatin, joka saa aikaan tyypillisesti 0,5-1 kPa:n paineen alenemisen, kaasun sisältäessä rikkihappoa, joka virtaa ylöspäin vastavirtaan kaasumaisen jäähdytysaineen suuntaan nähden. Sen 5 virratessa alaspäin ulkopuolella putkien ympärillä. Edellytys suodattimen kyvylle erottaa happopisarat/happosumu (ja sallia rikkihapon virrata alaspäin putkia pitkin vastavirtaan kaasun suuntaan nähden) edellä mainittuun jäämä-pitoisuuteen, joka on noin 40 mg/Nm3, on, että jäähdytti-10 meen kulkevan ja siitä poistuvan jäähdytysilman lämpötilat TAX ja TA2 ja putkesta ja suodattimesta poistuvan kaasun lämpötila T2 täyttävät seuraavat kolme ehtoa:

(1) TA2 > Td - 30 - 10a °C 15 (2) T2 < T2* eC

(3) T2 - TAi < 90 °C

joissa Td on putkiin kulkevan syöttökaasun rikkihapon kas-tepiste, a on tässä kaasussa olevan H2S04:n määrä tilavuus-20 prosentteina olettaen, että S03 on täysin hydratoitunut H2S04:ksi ja T2* on lämpötila, jossa H2S04:n höyrynpaine on noin 0,2 x 10'6 MPa ja tasapainossa vesihöyryn osapaineen kanssa, joka vallitsee putkien yläpäässä ulostulossa (vastaten noin 2 ppm rikkihappohöyryä; T2* on tavallisesti . 25 100 - 125 °C).

Seuraavassa ilmaisu "rikkihappotorni" tarkoittaa täytteistä absorptiotornia, jollainen on kuvattu US-pa-tenttimäärittelyssä no 4 348 373 (DK 145 457) tai putket sisältävää tornia, jollainen on kuvattu jossakin edellä 30 mainituista julkaisuista.

: Lyhyt keksinnön kuvaus

On yllättäen havaittu, että happosumun pisaroiden suodattuvuus on suuresti riippuvainen kaasussa olevien pienten hiukkasten pitoisuudesta ennen tiivistämisen alkua 35 muutoin vastaavissa toimintaolosuhteissa. Nämä hiukkaset • 4 91518 toimivat ytiminä, joiden ympärille rikkihappohöyry tiivistyy, eli niin sanottuina tiivistymisytiminä tai -siemeninä .

Täydellisemmin selitettynä happosumupitoisuus kaa-5 sussa, joka poistetaan ympäristöön rikkihappotornista, vähenee, jos keksinnön mukaisesti rikkihappohöyryä sisältävä kaasu, josta on tarkoitus tiivistää rikkihappo, sisältää 109 - 1012 kiinteätä hiukkasta/Nm3/0,1 %:nen H2S04-höyryä ennen kaasun virtaamista rikkihappotorniin, lasket-10 tuna olettaen, että S03 on täysin hydratoitunut H2S0<:ksi.

Tämä menetelmä on yleispätevä ja sitä voidaan käyttää sekä teollisissa prosesseissa, joiden päätarkoituksena on rikkihapon tuotanto ja tuotettaessa rikkihappoa, mukaan luettuna erittäin väkevä rikkihappo, sivutuotteena puhdis-15 tettaessa teollisuuden jätekaasuja, esimerkiksi voimalaitosten savukaasuja.

Tämän keksinnön mukaisesti tiivistäminen voidaan toteuttaa täten jäähdyttämällä täytteisessä rikkihappotornissa vas-20 tavirtaan pyörivässä liikkeessä olevaan jäähdytysnesteenä toimivaan rikkihappoon nähden, toisin sanoen käyttäen toisella tavalla menetelmää, joka on tunnettu DK-patenttimää-rittelystä no 145 457 (US 4 248 373).

Tämän keksinnön mukaista menetelmää voidaan myös .,25 käyttää jäähdyttäen kaasuseos, joka sisältää rikkihappoa, pääasiallisesti pystysuorissa, ulkopuolelta jäähdytettävissä putkissa, joissa kaasuseos virtaa pohjasta ylöspäin vastavirtaan edullisesti kaasumaista, ulkopuolella olevaa jäähdytysainetta vastaan, eli GB-patenttimäärittelystä no 30 2 117 368 tunnetun menetelmän mukaisesti.

: Keksintö on erityisen käyttökelpoinen yhdistelmänä menetelmän kanssa, joka tunnetaan PCT-julkaisusta no W0 89/12 024 ja edullinen suoritusmuoto on siten tunnettu siitä, että sitä käytetään tiivistettäessä rikkihappohöy-35 ryjä, jotka tiivistämisen jälkeen virtaavat alaspäin put- » n 5 91518 kien läpi nestemäisenä, erittäin väkevänä rikkihappona, mainittujen H2S04-höyryjen ollessa peräisin kaasuista, jotka sisältävät 0,01 - 10 tilavuusprosenttia H2S04-höyryä, laskettuna kuten edellä on esitetty, ja 0 - 50 tilavuus-5 prosenttia vesihöyryä, jolloin kaasut päästetään sisään pohjasta lämpötilan ollessa vähintään rikkihapon kastepis-te samojen paine- ja lämpötilasuhteiden vallitessa putkessa, ja jolloin jäähdys tapahtuu ylöspäin suuntautuvan virtauksen aikana poistolämpötilaan T2, joka on alempi kuin 10 lämpötila, jossa H2S04:n höyrynpaine on noin 0,2 x 10'6 MPa ja tasapainossa huipulla putkien ulostulossa vallitsevan höyryn osapaineen kanssa, ja jolloin putket jäähdytetään ulkopuolelta kaasumaisen väliaineen virratessa pääasiallisesti vastavirtaan rikkihappoa sisältävää kaasua vastaan, 15 mainitun kaasumaisen väliaineen kuumetessa siten 0 - 50 °C:n sisääntulolampötilasta ulostulolämpötilaan TA2, jolloin tyydytetään ehto

TA2 > Td - 30 - 10a °C

20 jossa Td:llä ja a:11a on sama merkitys kuin edellä. Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus Tämän keksinnön mukaista menetelmää kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavassa viitaten osaksi piirroksiin, ·; 25 joista kuvio 1 esittää kaavamaisesti laitosta, joka on sopiva keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, kuvio 2 esittää käyriä, jotka osoittavat happosumun pitoisuutta poistokaasussa aerosolisuodattimen jälkeen ja 30 sen jälkeen kun on lisätty erilaisia määriä kiinteitä hiukkasia, kuvio 3 esittää kaavamaisesti koelaitteistoa ja kuvio 4 esittää tässä laitteessa käytettävää suodatinta.

6 91518

Kuviot 3 ja 4 vastaavat kuvioita 2 ja 3 DK-patent-tihakemuksessa no 2 989/88.

Kuviossa 1 esitetään laitos, jossa tämän keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa edullisesti rikkipi-5 toisella kivihiilellä ja öljyllä lämmitettävän voimalai-toskattilan savun puhdistamisen yhteydessä. Kattilan 1 savu jäähdytetään ilman esikuumentimessa 1 ja sitten sää-tökattilassa 3 noin 200 °C:n lämpötilaan ennen pölysuoda-tinta 4, jossa savun lentotuhka ja pölyhiukkaset erotetaan 10 pitoisuuteen, joka on alle 20 mg/Nm3, mieluummin alle 5 mg/Nm3, pussiletkusuodattimen avulla. Erityyppisistä pus-siletkusuodattimista edullisia ovat ne, jotka sisältävät "Teflon"R (polytetrafluorietyleeni) -membraanin, joka pidättää kaikki hiukkaset alle 0,01 pm:n halkaisijaan saak-15 ka. Savu kuumennetaan sitten lämmönvaihtimessa 5 noin 390 °C:n lämpötilaan ja sitten kuumentamalla suoraan öljy-polttimella 6 420 °C:n lämpötilaan reaktorissa, jossa noin 96 %:a kaasun S02:sta muutetaan S03:ksi emäksellä joudutetun vanadiinikatalyytin avulla. Tällä katalyytillä on li-20 säksi se ominaisuus, että käytössä se pidättää noin 95 %:a kaasuun jäljelle jääneestä pölystä, mikä aiheutuu siitä, että sulatetut alkalipyrofosfaatit kostuttavat katalyytin pinnan. S03:a sisältävä kaasu jäähdytetään sitten lämmönvaihtimessa 5 noin 250 °C:n lämpötilaan, jolloin suurin 25 osa kaasun S03:sta hydratoituu H2S04-höyryksi, joka tiivistetään sitten nestemäiseksi rikkihapoksi pystysuorissa, ilmajäähdytteisissä lasiputkissa rikkihappojäähdyttimessä 8 (lasiputkitorni), jossa kaasu jäähtyy 100 °C:n lämpötilaan ja jäähdytysilma kuumenee samanaikaisesti tyypilli-30 sesti 20 °C:sta 190 'C.seen. Lasiputket, joilla on samat mittasuhteet ja jotka toimivat samoissa olosuhteissa, jollaiset on simuloitu kuvion 3 esittämään koelaitteeseen, on asennettu, kuten ne on asennettu tunnettuihin putki-levy-lämmönvaihtimiin (vrt. Donald Q. Kern, "Process Heat 35 Transfer", 1950, sivut 127 - 136), joissa ilma virtaa la- 7 91518 siputkien ulkopuolella vastavirtaan putkissa kulkevan kaasun suuntaan nähden ja ohjauslevyjen avulla vastavirtaan lämmönvaihtimessa 6 putkissa virtaavan kaasun suuntaan nähden. Jokaisen lasiputken yläpäähän on asennettu pisara-5 suodatin rikkihappopisaroiden erottamiseksi, kuten PCT-julkaisussa no W0 89/12 024 on kuvattu. Suodatin 4 ja S02-reaktori 7 varmistavat normaalisti sen, että kaasussa olevien hiukkasten lukumäärä on pienempi kuin optimimäärä, joka tarvitaan rikkihapon erottamiseksi pisarasuodattimis-10 sa, mikä tietysti on edellytys happopisaroiden erottamisen optimoimiseksi lisäämällä hiukkasia kaasuvirtaan.

Viitenumero 20 esittää puhallinta, joka voidaan asettaa monissa tapauksissa edullisesti tähän laitoksen kohtaan; muissa tapauksissa sen oletetaan olevan mukana 15 jossakin muualla laitoksessa, esim. puhaltimena, joka puhaltaa raikasta ilmaa kattilaan.

Kuviossa 1 esitetyssä laitoksessa tiivistyshiukkas-ten lisääminen tapahtuu öljyä polttavan tukipolttimen 6 avulla, jolla siten on kaksi tehtävää, joita valvotaan 20 automaattisesti prosessitietokoneen 9 avulla, nimittäin S02:n muuttajaan kulkevan kaasun lämpötilan pitäminen va-kiolämpötilassa (420 eC), mikä saavutetaan säätelemällä öljyn tuloa polttimeen; ja optimaalisen tiivistyshiukkas-ten määrän tuottaminen, mikä tapahtuu osittain säännöste-;; 25 lemällä samanaikaisesti polttimeen kulkevan ilman ja öljyn suhdetta siten, että automaattisesti toimivasta happosumun mittarista 10 prosessin tietokoneeseen tuleva signaali kaasusta rikkihappojäähdyttimen jälkeen osoittaa happosu-mupitoisuuden minimiä kaasussa tai ainakin happosumupitoi-30 suutta, joka on määrätyn maksimiarvon 10 ppm H2S04 alapuolella. Prosessin tietokone saa aikaan säännöstelyn yleisesti tunnettujen periaatteiden mukaisesti. Jos sen sijaan, että kaasu kuumennetaan ennen S02-reaktoria öljyä tai propaanikaasua polttavalla polttimella, valitaan epäsuora 35 kuumentaminen, hiukkasten lisäys voi tapahtua edullisesti 8 91518 valokaaresta saatavana savuna tai hiilivetyjen polton tuloksena saatavana savuna, tai esimerkiksi rautasulfaatti-liuoksen aerosolina. Hiukkasten lisäysnopeutta säädellään säätösilmukan avulla, joka sisältää jatkuvatoimisen mitta-5 rin happosumupitoisuuden mittaamiseksi kaasusta rikkihappo jäähdyttimen jälkeen. Pölyn suodattimena pussiletkusuo-datin on edullinen, koska se varmistaa parhaiten, että hiukkasia on mukana vajaa määrä.

Kun kuviossa 1 esitetty toimiva laitos käsittää hy-10 vin suuren määrän putkia, esim. voimalaitoksella, jonka kapasiteetti on 300 MW, putkien lukumäärä on 60 000, niin kuviossa 3 esitetyllä koelaitoksella on vain yksi putki. Sen kapasiteetti riittää käsittelemään 20 Nm3/h kaasua, joka sisältää rikkihappoa, joka on valmistettu ottamalla 15 ilma huoneesta puhaltimen 20 avulla, ilman lämpö sähköläm-mittimestä 22 ja sekoittamalla ilma vesihöyryyn ja kaasumaiseen S02:iin halutun kaasukoostumuksen saamiseksi. Kaa-suseos kuumennetaan edelleen noin 420 °C:n lämpötilaan sähkölämmittimessä 24, minkä jälkeen se kuljetetaan kata-20 lyyttireaktorin 26 läpi, jossa noin 96 %:a kaasun S02:sta hapetetaan S03:n muotoon tunnettua tyyppiä olevan rikkihap-pokatalyytin avulla, joka sisältää vanadiinia ja kaliumia aktiivisina komponentteina. Sitten kaasu jäähdytetään läm-mönvaihtimessa 28 noin 250 eC:n lämpötilaan (T:) ennen sen --- 25 saapumista rikkihappojäähdyttimeen, joka koostuu yksinkertaisesta lasiputkesta 30, jonka pituus on 6 m, sisähalkai-sija 36 mm ja ulkohalkaisija 40 mm. Putken ylimmät 5,4 m on kapseloitu isompaan putkeen 32, jonka kautta jäähdytys-ilma kulkee puhaltimeen 34 saaden aikaan sen, että kaasu-30 virta putkessa 30 jäähdytetään vastavirtaan uloimman putken ilmavirtaan nähden. Ulompi putki on eristetty 100 mm:n paksuisella mineraalivillalla, jäähdytysilma voidaan tuoda jonkin venttiilin 36, 38, 40 ja 42 kautta; tällöin jäähdy-tysvyöhyke voidaan säätää 5,4:ksi, 4,95:ksi, 4,55:ksi tai 35 4,05:ksi metriksi, mainitussa järjestyksessä. Jäähdytysil- • · 9 91518 man virtausolosuhteet sopeutetaan siten, että lämmönsiir-toarvo (hv) puken ulkopuolella on kuten teollisen laitoksen vastaavassa putkessa.

Kuvio 4 esittää yhtä useista mahdollisista suoda-5 tintyypeistä, joita voidaan käyttää koelaitoksessa. Kuvio 4 vastaa identtisesti kuvaa 3 DK-patenttihakemuksessa no 2 989/88 ja suodatin on nimetty suodatin A:ksi. Se koostuu sylinterinmuotoisesta lasiputkesta, jota tämän jälkeen kutsutaan suodatinpanokseksi 50, ja jonka sisähalkaisija 10 on 46 mm ja pituus 200 mm. Suodatinpanoksen 50 pohjassa on kaula 52, jonka ulkohalkaisija on 40 mm; ulkoapäin tiukasti sopivan "Teflon"R-holkin 54 avulla se on yhdistetty lasiputkeen 30, jolla on sama ulkohalkaisija. Suodatinpanoksen avulla aikaansaatu paineen aleneminen mitataan haara-15 putken 56 avulla, joka johtaa hoikin läpi. Suodattimen väliaine 58 asetetaan suodatinpanokseen; se koostuu fluo-rihiilipolymeerilangoista, joiden paksuus on 0,3 mm ja ne on kudottu kankaaksi, jonka leveys on noin 150 mm, ja kangas on rullattu panokseen sopivaksi. Rullan halkaisija 20 on sama kuin suodatinpanoksen sisähalkaisija. Lankamateri-aali käsittää noin 7 %:a rullan tilavuudesta. Kun kaasussa mukana olevat rikkihappopisarat liikkuvat ylöspäin rullan läpi, pisarat tarttuvat kiinni ja kerääntyvät isoiksi pisaroiksi, jotka virtaavat alaspäin kaasua vastaan ja kul-. 25 kevät edelleen alaspäin lasiputkessa.

Muutamia koetuloksia on esitetty DK-patenttihakemuksessa no 2 989/88, osittain taulukoiden avulla. Osa tuon hakemuksen taulukosta 1 toistetaan tuonnempana taulukkona 1; siinä Tx on kaasun lämpötila sen tullessa sisään 30 putkiin, m/s tarkoittaa suodattimen läpi kulkevan kaasun nopeutta ilmaistuna metreinä sekuntia kohden, ja Δρ on paineen aleneminen kaasun kulkiessa suodattimen läpi, ilmaistuna MParna (megapascaleina). Td:llä, TA1:llä ja TA2:lla on edellä annetut merkitykset.

» 10 91518

Kun nämä kokeet toistettiin, havaittiin yllättäen, että muuten muuttumattomissa toimintaolosuhteissa mitattiin huomattava happosumupitoisuuden väheneminen suodattimen jälkeen, kun savukkeen savua, jauhinkiven kipinöitä 5 tai sähköhitsauksen savua jne lisättiin ilmaan, joka syötettiin puhaltimeen 20 (kuvio 3); tai kun lisättiin savua, joka saatiin poltettaessa hiilivetyjä, joiden molekyylissä oli enemmän kuin kaksi hiiliatomia, edellyttäen että ilman ja polttoaineen suhde säädettiin siten, että liekki muut-10 tui heikosti loistavaksi. Kun lisättiin suuria määriä savua, happosumupitoisuus lisääntyi jälleen voimakkaasti suodattimen jälkeen. Taulukossa 1 esitetyissä kokeissa happosumupitoisuuteen suodattimen jälkeen saattoi myös vaikuttaa voimakkaasti pelkästään näissä kokeissa käytetyn 15 puhaltimen 20 kuormituksen muuttaminen; puhallin oli tavallinen "Nilf isk,,R-kotipölynimuri, joka oli varustettu kommutaattorimoottorilla, joka jäähdytettiin kuljettamalla ilmaa puhaltimeen*. Kaasussa olevien rikkihappopisaroiden määrä suodattimien jälkeen väheni huomattavasti, kun moot-20 torin kuormitusta lisättiin kuristamalla venttiiliä, joka oli asetettu ilmavirtaan joko ennen puhallinta tai sen jälkeen. Suuremmalla kuormituksella kommutaattorit kipinöivät enemmän, jolloin suurempi määrä kivihiili- ja metallihiukkasia vapautuu ilmaan kosketuksen ja moottorin 25 roottorin sähköisestä pisteestä. Näitä havaintoja kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavassa.

Happosumun mittaukset suoritettiin jatkuvatoimisella fotometrisellä aerosolimittarilla, joka kalibroitiin toistuvasti kaasun H2S04-pitoisuuden kemiallisten määritys-30 ten avulla; määritykset tehtiin käyttäen menetelmää, joka on kuvattu EPA-direktiivissä EPÄ-600/3-84-056 (Huhtikuu 1984). Toimintaolosuhteet, jotka koskivat jäähdytysvyöhyk-keen virtausta, lämpötiloja ja pituutta, valittiin taulukosta 1 ja toistettiin nyt vaihtelemalla tiivistyshiukkas-35 ten pitoisuuksia.

II

<. · 11 91518

Toistamalla koe no 1-1 havaittiin seuraavat H2S04-pitoisuudet kaasussa suodattimen A jälkeen.

a) 6 - 10 ppm käytettäessä puhdasta sisääntuloilmaa ja samaa moottorin kuormitusta kuin alkuperäisessä esimer- 5 kissä; b) happosumu väheni noin 1 ppm:ään lisättäessä kuormitusta lähelle moottorin kuormitusrajaa, minkä jälkeen happosumu näytti lisääntyvän uudelleen ylikuormitettaessa moottoria; 10 c) 50 - 100 ppm puhtaan ilman avulla käytettäessä edellä mainitun pölynimurin sijasta puhallinta, jossa ilma ei joutunut kosketukseen moottorin kanssa. Sisääntuloilman puhdistaminen pussiletkusuodattimessa ei muuttanut huomattavasti happosumupitoisuutta.

15 Seuraavissa esimerkeissä käytettiin puhallinta, jossa ilma ei joutunut kosketukseen moottorin kanssa.

d) Happosumun määrä väheni uudelleen 0-1 ppm:ään H2S04:ää suodattimen jälkeen, kun syöttökaasuun, jonka määrä oli 14 Nm3/h, lisättiin muutama cm3/s hitsaussavua, jota 20 saadaan sähköhitsauksesta käytettäessä esim. rautaelektro-deja. Suuremmat määrät hitsauskaasua kuitenkin lisäsivät happosumua voimakkaasti. Lisättäessä noin 100 cm3/s hitsaussavua happosumun määrä lisääntyi melkein 1 000 ppm:ään, mikä tarkoittaa, että sisääntulosta putkeen kul- 25 kevan kaasun kaikki H2S04 kulki suodattimen A läpi. Toinen suodattimen suoritusmuoto, jota merkitään Bl:llä, paineen alenemisen ollessa sama kuin suodattimessa A, ei ollut tehokkaampi kuin suodatin A, mutta suodatin B2 (A, B1 ja B2 viittaavat suodattamiin, joita käyttiin patenttihake- 30 muksessa DK 2 989/88) poisti happosumun 50 - 100 ppm:ään suodattimen jälkeen, kun hitsaussavun määrää yliannostel-tiin.

e) Happosumun määrä väheni myös alle 1 ppm:ään H2S04:ää lisättäessä syöttökaasuun rautasulfaattihiukkasten 35 aerosolia, joka oli valmistettu aerosolista ja 20 %:sen 12 91518 rautasulfaattiliuoksen pisaroista, jotka oli atomisoitu paineilman avulla, minkä jälkeen pisaroiden vesipitoisuus haihdutettiin 300 eC.n lämpötilassa, ennen kuin kiinteä jäännös lisättiin kaasuun. Rautasulfaattiliuosta oli vält-5 tämätöntä atomisoida 5-10 cm3/min, jotta saavutettiin optimaalinen happosumun poistuminen.

f) Kun kaasuun lisättiin ennen S02-reaktoria savua, joka saatiin poltettaessa öljypolttimessa dieselöljyä, saatiin kuviossa 2 kuvattu vaikutus happosumupitoisuuteen 10 aerosolisuodattimen jälkeen. Lisättäessä noin 5 % öljysa-vua lauhdutusputkeen kulkevaan kaasuun, happosumun määrä väheni 0-1 ppmtään, kun taas suurempien öljysavumäärien lisääminen sai aikaan sen, että happosumupitoisuus suodattimen jälkeen lisäntyi useisiin satoihin ppm:ään H2S04:ää.

15 Vähentämällä ilman ylimäärää liekissä siten, että liekki muuttuu keltaisemmaksi kuitenkaan nokeamatta sanottavasti, öljysavun (pilkkuviiva kuviossa 2) määrä, joka tarvitaan happosumupitoisuuden vähentämiseksi minimiarvoon 0 -1 ppm, aleni. Tämä osoittaa, että savun erittäin pienet 20 kivihiilihiukkaset toimivat tiivistymishiukkasina ja että hiukkaset kokonaisuudessaan tai osittain kulkevat palamatta S02-reaktorin läpi, jossa S02:n katalyyttinen hapettaminen tapahtuu.

g) Propaanin ja butaanin polttamisesta saatavalla . 25 savulla on olennaisilta osin sama vaikutus happosumuun kuin öljyn poltosta saatavalla savulla. Etaanin poltosta saatavalla savulla di heikompi vaikutus ja se oli aktiivinen vain ilman alimäärän vallitessa. Metaanin poltosta saatavalla savulla ei ollut vaikutusta happosumuun, ei 30 edes ilman alimäärän vallitessa, johtuen ilmeisesti siitä, että metaaniliekki ei saanut aikaan hiilihiukkasten tuotantoa tässä kokeessa.

h) Kun kaasuvirtaan asetettiin ennen S02-reaktoria hyvin tehokas pussiletkusuodatin, jossa oli "Teflon"R-memb- 35 raani, joka pidättää kaikki hiukkaset, jotka ovat kooltaan 13 91518 yli noin 0,01 μη», H2S04:n määrä oli aerosolisuodattimen jälkeen 50 - 100 ppm huolimatta siitä, kuinka paljon ilmaa oli lisätty ennen pussiletkusuodatinta kipinöivästä kommu-taattorimoottorista, hitsaussavuna tai hiilivetyjen pol-5 tosta saatavana savuna, kuten kohdissa f) ja g) on kuvattu. Tämä osoittaa, että vain hiukkaset saivat aikaan juuri selostettujen kokeiden yhteydessä osoitetun vaikutuksen H2S04-pitoisuuteen kaasussa aerosolisuodattimen jälkeen.

Muissa kokeissa, joissa toistettiin patenttihake-10 muksen DK 2 989/88 taulukoissa 1, 2 ja 3 esitetyt toimintaolosuhteet, havaittiin, että tällaisissa olosuhteissa täytyy ottaa huomioon edellä esitetyt ehdot (1), (2) ja (3), mutta niitä ei voida siirtää suoraan menetelmään, joka tunnetaan esimerkiksi patentista DK 145 457, ja jossa 15 jäähdytysneste on nesteytetty rikkihappo.

Hiukkasten lisääminen kaasuun muuttaa vain lämpötila-alueen laajuutta ja saavutettavissa olevaa rikkihapon minimipitoisuutta aerosolisuodattimen jälkeen. Tämä johtuu siitä, että syöttökaasussa joko liian pieni tai liian suu-20 ri hiukkaspitoisuus kaventaa lämpötila-aluetta ja lisää saavutettavissa olevan H2S04:n minimipitoisuutta suodattimen jälkeen ja/tai vähentää paineen alenemista suodattimena, mikä on välttämätöntä H2S04:n tietyn minimipitoisuuden saavuttamiseksi. Sattumalta on vahvistettu, että hap-. 25 posumun poistolla on suurin herkkyys vaihteluille kaasun I t hiukkapitoisuudessa H2S04:n konsentraatioiden ollessa alle noin 0,5 %:a syöttökaasussa ja että optimaalinen hiukkas-konsentraatio lisääntyy melkein suhteessa H2S04-konsentraa-tioon noin 0,5 %:iin saakka H2S04:ää syöttökaasussa. Suu-30 remmissä H2S04-konsentraatioissa tarvittavien kiinteiden aineiden konsentraatio happosumun minimoimiseksi näyttää lähestyvän nollaa. Kun syöttökaasussa H2S04:n määrä on 6 %:a, hiukkasten konsentraation vaikutus voidaan yhä nähdä ja sillä näyttää olevan optiminsa konsentraation olles-35 sa 2 - 10 kertaa optimaalinen hiukkaskonsentraatio, kun 14 91518 rikkihapon määrä on 0,5 %:a. On havaittu, että rikkihapon määrän ollessa 6 %:a ja syöttökaasun virran ollessa alle 11 Nm3/h lasiputkea kohden (jonka sisähalkaisija on 36 mm) optimaalisten lämpötilaolosuhteiden vallitessa ja hiukkas-5 pitoisuuden ollessa optimissa, on mahdollista saavuttaa rikkihappopitoisuus, joka on alle 10 ppmrää putkesta poistuvassa kaasussa suodattamatta sitä putkessa tai putken jälkeen.

Tähän mennessä suoritetuissa kokeissa ei ole ollut 10 mahdollista mitata absoluuttisesti lisättyjen hiukkasten määrää tai kokoa kuvatuissa kokeissa. Hiilivetyjen polton avulla tuotetun optimaalisen savun hiukkaspitoisuus ei antanut lainkaan autereisuutta tai autereisuus oli heikosti näkyvissä savussa, kun taas aktiivinen hitsaussavu tai 15 tupakansavu ovat sinertäviä, mikä osoittaa, että hiukkasten täytyy olla pienempiä kuin noin 0,6 pm. "Teflon,,R -membraanisuodatin, jota on selostettu edellä kohdassa h), poistaa valmistajan mukaan hiukkaset, jotka ovat pienempiä kuin 0,01 pm, mutta yritykset tutkia öljysavun ja 20 hitsaussavun hiukkasia, jotka jäävät tällaiseen suodatti-meen, epäonnistuivat, koska hiukkaset mahdollisesti tunkeutuivat suodattimeen. Kuitenkin voidaan arvioida hiukkasten optimaalinen konsentraatio seuraavan hiukkasten toimintamallin perusteella: • 25 Sillä aikaa kun rikkihappo tiivistyy putkissa, H2S04-höyry kaasufilmissä putken seinän pinnalla ylijääh-tyy. Aidon kaasufilmin tapauksessa tiivistyvä rikkihappo-höyry diffundoituu tämän ylijäähtyneen kaasufilmin läpi ja tiivistyy putken seinän pinnalle. Rikkihappohöyryä ei voi-30 da luultavasti ylijäähdyttää enempää kuin 10 - 30 eC-as-. tetta kastepisteen alapuolelle (rikkihapon matalan pinta jännityksen takia), ennen kuin rikkihappopisaroiden spontaani tiivistyminen tapahtuu ylijäähdytetyssä filmissä. Ylijäähdytetty happohöyry jatkaa tiivistymistä näihin pi-35 saroihin ja sen kulkiessa ylöspäin putkessa ne kasvavat 15 91518 kooltaan siten, että ne joko työntyvät putken seinämille tai ne voidaan helposti poistaa karkealla pisarasuodatti-mella putken yläpäässä; edellyttäen, että ei ole muodostunut liian paljon pisaroita suhteessa happohöyryn määrään 5 pisaroiden kasvun päättyessä. Lisääntynyt lämpötilaero putkessa olevan kaasun ja putken seinän toisella puolella olevan jäähdytysaineen välillä lisää filmin ylijäähtymistä ja siten pisaroiden lukumäärää; tämä saa aikaan, varsinkin H2S04:n pitoisuuksien ollessa matalia syöttökaasussa, että 10 pisarat eivät saavuta vähintään 2 pm:n kokoa, mikä on olennaista, jotta ne voitaisiin erottaa pisarasuodattimil-la aiheuttaen samalla paineen alenemisen alle 1 kPa:n paineeseen. On vaikeata valvoa tätä spontaania tiivistymistä kaasufaasissa ja se saa aikaan prosessin käytön ankaria 15 rajoituksia; nämä rajoitukset voidaan välttää lisäämällä syöttökaasuun kontrolloidusti hiukkasia, jotka toimivat tiivistymisytiminä rikkihappopisaroiden optimaalisen lukumäärän muodostamiseksi täsmällisesti. Kun liian paljon hiukkasia on läsnä, muodostuu liian paljon pisaroita, jol-20 loin muodostuu vaikeasti suodatettavissa oleva happosumu; jos toisaalta liian vähän hiukkasia on läsnä, ylikyllästy-minen tai ylijäähtyminen on liian suurta ja saa aikaan spontaanin tiivistymisen.

Ei näytä siltä, että esiintyisi rajoituksia kiin-.25 teiden hiukkasten kemiallisen koostumuksen suhteen tai niiden koon suhteen, jotta ne psytyisivät toimimaan tiivistymisytiminä. Kuitenkin niiden pitäisi olla mahdollisimman pieniä, jotta ne pystyisivät kulkemaan esimerkiksi katalyyttisen reaktorin läpi, jossa S02 hapetetaan, ja jot-30 ta ne eivät aiheuttaisi tuotetun rikkihapon aiheuttamaa saastumista sanottavasti.

Perustuen olettamukseen, että jokainen hiukkanen muodostaa pisaran, voidaan helposti laskea alla olevasta kaavasta, että tarvitaan esimerkiksi 2,6 x 10u hiukkas-35 ta/Nm3 tiivistämään 0,1 %:a syöttökaasun H2S04:sta rikkihap- 16 91518 popisaroina, joiden koko on 3 pm, jolloin pisarat erotetaan suodattimessa rikkihapon konsentraation ollessa 75 % ja tiheyden 1,6 g/cm3. Mitä tulee suuruusmääräyksiin, tämä on sopusoinnussa kokeen d) kanssa, joka on selostettu 5 edellä ja toteutettu käyttäen hitsaussavua. Sallittu hit-saussavu sisälsi noin 1 g rautaoksidia/Nm3, keskimääräisen halkaisijan ollessa luultavasti 0,1 pm. Siten savu sisälsi noin 6 x 1014 hiukkasta/Dm3,* tämä vastaa hiukkaslisäystä, joka on noin 1,6 cm3 hitsaussavua/s, jotta saadaan 2,6 x 10 1011 hiukkasta/Nm3 14 Nm3:ssä/h putkeen menevää syöttökaa- sua. Huolimatta tällaisten laskelmien suuresta epävarmuudesta, tämä on yhdenmukaista kokeellisesti todettuun nähden. Ainakin voidaan vetää melko varmasti johtopäätös, että rikkihappopisaroiden erottamiseksi optimaalisesti 15 pitäisi lisätä 109 - 1012 hiukkasta/Nm3 putkiin menevää syöttökaasua/O,1 %:a rikkihappohöyryä syöttökaasussa. Nes-teytetyn rikkihapon puhtauden takia on tärkeätä, että tii-vistämishiukkaset ovat pieniä. Esimerkiksi 2,6 x 1011 hiukkasta, joiden koko on 0,1 pm/0,1 %:a rikkihappoa kaasussa, 20 antaisi 80 ppm:ää painon mukaan "rautaoksidia" nesteyte-tyssä rikkihapossa, mutta 0,05 pm:n kokoiset hiukkaset antaisivat 10 ppm rautaoksidia happoon.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan kaasuseos jäähdytetään pääasiallisesti pystysuorissa, ulkoapäin .25 jäähdytettävissä putkissa, joissa syöttökaasu virtaa pohjasta ylöspäin vastavirtaan ulkopuolella olevan jäähdytys-nesteen suuntaan nähden, jäähdytysnesteen ollessa edullisesti kaasumaista.

Tarkoituksenmukaisesti jokaisen putken yläpäähän 30 tai lähelle sitä on asennettu kaasutiiviisti putkeen nähden laite kaasussa läsnä olevien rikkihappopisaroiden erottamiseksi. Laite tulisi olla järjestetty siten, että pisarat virtaavat takaisin, alaspäin putkessa.

Suhde n:n (= hiukkasten tai pisaroiden lukumäärä/Nm3 35 kaasua), c:n (= hiukkasten tai pisaroiden lukumäärä kaa- 17 91518 sussa ilmaistuna g:ina/Nm3), σ:η (hiukkasten tai pisaroiden tiheys ilmaistuna g:ina/cm3) ja d:n [=hiukkasten tai pisaroiden halkaisija ilmaistuna cmreinä (1 cm = 10 000 pm)] välillä on 5 (4) n = 6c/(σ π d 3)lukumäärä/Nm3

Rikkihappopisaroiden konsentraatio c kaasussa lasketaan lausekkeesta: 10 (5) c (rikkihappopisarat) = 4 380 x α/β g pisaroita/Nm3 jossa a on H2S04-höyryn prosenttiosuus tilavuudesta vastaten c:tä olettaen, että pisarat oli kaikki haihdutettu, ja 15 β on H2S04:n prosenttiosuus painon mukaan pisaroissa (8 on tyypillisesti 75 paino-%:a H2S04:ää).

Jotta kaasussa ei olisi tiivistymisen aikana liian suurta määrää hiukkasia, on mahdollista puhdistaa kaasu sen kiinteistä hiukkasista ennen kuin kiinteitä hiukkasia 20 lisätään, kuten on selostettu, edullisesti pussiletkusuo-dattimen avulla.

Käytännössä on tarkoituksenmukaista lisätä keksinnön mukaisesti kiinteät hiukkaset kaasuvirtaan, joka sisältää S02:a ja stökiometrisesti ylimäärin H20:ta, ja sit-25 ten kuljettaa kaasuvirta tämän seoksen kanssa rikkihappo-katalyyttikerroksen läpi 360 - 500 °C:n lämpötilassa S02:n hapettamiseksi S03:ksi, joka hydratoituu vesihöyryn vaikutuksesta, ja haluttaessa kaasuvirta jäähdytetään lämpötilaan, joka 0 - 200 °C-astetta rikkihapon kastepisteen ylä-30 puolella, ennen kuin se syötetään rikkihappotorniin.

Edullisesti hiukkaset lisätään sekoittamalla savua, joka saadaan molekyyliä kohden vähintään 2 hiiliatomia sisältävien hiilivetyjen poltosta, polttimen ilman ja polttoaineen suhteen ollessa X tai hiilivetyjen lisättävää 35 määrää säädellään automattisen säätösilmukan avulla, joka 18 91518 käsittää analysaattorin kaasun rikkihappopisaroiden pitoisuuden mittaamiseksi sen jälkeen, kun se on poistunut rik-kihappotornista tai laitteen rikkihapopisaroiden erottamiseksi, analysaattorin signaalien säätäessä ja korjatessa 5 keskeytymättömästä A:aa tai lisättävän savun määrää siten, että varmistetaan, että rikkihappopisaroiden pitoisuus kaasussa jää mahdollisimman pieneksi sen ollessa edullisesti alle 10 ppm H2S04:ää poistokaasussa.

Kun kattilasta tuleva savukaasu sisältää suuren 10 konsentraation hiukkasia, joiden koko on alle 1 pm, asian usein ollessa näin poltettaessa kivihiilipölyä, on myös keksinnön mukaisesti mahdollista saada rikkihappojäähdyt-timeen menevään kaasuun haluttu määrä tiivistymishiukkasia lisäämällä kontrolloidusti pieniä hiukkasia savukaasusta 15 seuraavan menetelmän mukaisesti: Lentotuhkaa sisältävä kattilan kaasu jaetaan virtaan, normaalisti päävirtaan, josta kaikki tai lähes kaikki hiukkaset poistetaan tehokkaalla pussiletkusuodattimella, esimerkiksi pussiletkusuo-dattimella, joka on varustettu "Teflon"R -membraaneilla, ja' 20 toiseen, normaalisti pienempään virtaan, jota säädellään edellä kuvatulla tavalla ja joka ohittaa suodattimen ja sekoitetaan sitten päävirtaan ennen rikkihappojäähdytintä. On erityisen tarkoituksenmukaista sekoittaa mainittu toinen virta ensimmäiseen virtaan ennen S02-reaktoria sen S02-25 pitoisuuden hapettamiseksi S03:ksi, ja lisäksi poistaa pienemmän virran karkeat hiukkaset, joiden koko on noin 1 pm, esimerkiksi syklonissa tai pienellä sähköstaattisella suodattimena, koska karkeat hiukkaset kerrostuvat S02-reakto-rissa ja myös saastuttavat nesteytynyttä rikkihappoa aut-30 tamatta olennaisesti tiivistymistä.

• Kuitenkin voi olla edullista lisätä hiukkaset me- tallista tai metllioksideista valokaressa tuotetun savun muodossa, jolloin lisättyjen hiukkasten määrää aikayksikköä kohden säädellään siten, että saavutetaan rikkihappo-35 pisaroiden minimipitoisuus kaasuun sen jälkeen, kun se on t · 19 91518 poistunut putkesta tai rikkihappopisaroiden erotuslait-teesta.

On osoittautunut erityisen edulliseksi, että hiukkaset lisätään polttamalla silikoniöljyjä seoksena hiili-5 vetypolttoainevirran kanssa (tässä määrittelyssä virta tarkoittaa joko nestemäistä tai kaasumaista olomuotoa) polttimessa siten, että polttimesta tuleva savu sisältää Si02-hiukkasia. Savu sekoitetaan savukaasuun ennen kuin se saapuu rikkihappotorniin; jolloin hiukkaset lisätään edul-10 lisesti kuvion 1 pölysuodattimen 4 ja puhaltimen 20 välillä. Poltettaessa tällä tavoin dieselöljyä seoksena 0,05 -0,5 paino-%:n kanssa silikoniöljyä tai sekoitettaessa si-loksaanihöyryjä, joiden höyrynpaine on yli 0,001 kPa, polttoilmaan, joka kulkee polttimeen, on tarpeellista li-15 sätä noin 4 x 10'B g Si02:a/Nm3 savukaasua, joka sisältää 0,1 %:a H2S04-höyryä, happosumun optimaalisen erottamisen saavuttamiseksi; tämä vastaa Si02-hiukkasten noin 50 A:n (Angström-yksikkö) halkaisijaa.

♦ - . · 20 9 1 5 1 8

Taulukko 1

Kokeet, joissa syöttökaasu sisälsi 1 000 ppm H2S04:ää + 7 % H20: ta. Td > 185 °C. TA2 > 155 °C. Kastepiste on 109 °C, kun 2 ppm H2S04:ää ja 7 %:a H20:ta.

Jäähdytys- H en syöttö- vyö- H2S04' PPm

Esim.v;'"rta hyke T, TA, TAj ennen suodat- 1 o o o o suoda- timen no.. NmVh m °C °C °C °C tinta jälkeenm/s Δρ 1-1 14 5f4 250 100 20 194 600 8 3,2 8 0,8 1-2 14 4,95 250 100 20 184 600 8 3,2 8 0,8 1-3 14 4.5 250 100 20 170 700 10 3,2 8 0,8 1-4 14 4,05 250 100 20 151 700 40 3,2 8 0,8 1-5 H 4 05 250 95 20 138 700 200 3.2 8 0,8 / 7 1-6 14 4,05 250 9020 124 800 400 3,1 8 0,8 1-7 14 5,4 230 70 20 150 600 30 2,9 7 0,7 1-8 14 4.5 250 70 20 145 700 100 2,9 7 0,7 1-10 18 5,4 250 100 20 173 900 6 4,1 12 1,2 1-11 9 4.5 250 100 20 198 150 10 2.05 4 0,4 1-12 9 4,05 250 100 20 193 200 12 2,05 4 0,4 1-13 9 4,05 250 100 20 193 200 5 2,05 8 0,8 1-14 14 5,4 250 112 50 188 600 20 3,3 9 0,9 1-15 14 5,4 250 112 20 205 700 15 3,3 9 0,9 1-16 14 5.4 280 100 20 200 700 8 32 8 0,8 ) ) 1-17 14 5,4 250 100 10 201 700 10 3,2 8 0,8 1-18 14 5.4 250 100 0 205 800 20 3,2 8 0,8 1-19 14 5,4 250 80 0 177 700 10 3,0 7 0,7 1-21 14 5,4 250 112 50 190 600 5 3,3 6 0,6 1-22 14 5.4 270 125 50 200 600 15 3,4 6 0,6 1-23 14 5,4 270 112 20 220 ' 10 3,3 6 0,6 1) 2) 1) paine esitettynä mbar:eina 2) paine esitettynä kPa:eina 21 91518

Keksinnön teollinen käyttö

Oletetaan, että tämä keksintö tulee olemaan teollisesti tärkeä erityisesti poistettaessa rikkidioksidia pa-sutusprosesseista ja voimalaitosten savukaasuista, varsin-5 kin keskikokoisten ja suurten voimalaitosten savukaasuista, ja niin tehokkaalla tavalla, ettei juuri lainkaan hap-posumua pääse ilmakehään. Siten tämä keksintö auttaa suuresti vähentämään teollisten alueiden ilman saastumista.

Claims (13)

22 91 51 8

1. Rikkihapon tuotantomenetelmä rikkihappohöyryj en tiivistämiseksi kaasuseoksesta, joka sisältää 0,01 - 5 10 tilavuusprosenttia H2S04-höyryä, laskettuna olettaen, että S03 on täysin hydratoitunut, ja 0 - 50 tilavuusprosenttia vesihöyryä, jäähdyttämällä suoraan tai epäsuorasti rikkihappotornissa, tunnettu siitä, että ennen kaasun virtaamista sisään torniin siihen lisätään kiintei-10 tä hiukkasia 109 - 1012/Nm3/0,l %:a H2S04-höyryä kaasussa sen saapuessa torniin, laskettuna olettaen, että S03 on tällöin täysin hydratoitunut H2S04:ksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuseoksen jäähdyttäminen 15 tapahtuu täytteisessä rikkihappotornissa vastavirtaan kiertoliikkeessä olevan, jäilhdytysaineena toimivan rikkihapon suuntaan nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuseoksen jäähdyttäminen 20 tapahtuu pääasiallisesti pystysuorissa, ulkoapäin jäähdytettävissä putkissa, joissa kaasuseos virtaa pohjasta ylöspäin vastavirtaan ulkopuolisen jäähdytysaineen suuntaan nähden.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että sitä käytetään tiivistettäessä rikkihapponöyryjä, jotka virtaavat tiivistämisen jälkeen alaspäin putkien läpi nestemäisenä, erittäin väkevänä rikkihappona jolloin mainitut rikkihappohöyryt ovat peräisin syöttökaasusta, joka sisältää 0,01 - 10 tilavuus- 30 prosenttia H2S04-höyryä, laskettuna olettaen kuten patenttivaatimuksessa 1 on esitetty, ja 0 - 50 tilavuusprosent-. . tia H2S04-höyryä, jolloin syöttökaasu päästetään putkiin pohjasta vähintään rikkihapon kastepisteen lämpötilassa putkessa vallitsevissa paine- ja lämpötilaolosuhteissa, 35 jolloin syöttökaasu jäähdytetään sen virratessa ylöspäin 91518 23 poistolämpötilaan T2, joka on matalampi kuin lämpötila, jossa H2C04:n höyrynpaine on noin 0,2 x 10'6 MPa ja tasapainossa vesihöyryn osapaineen kanssa, joka vallitsee putkien yläpäässä olevassa poistossa, jolloin putket jäähdytetään 5 ulkoapäin kasumaisella väliaineella, joka virtaa pääasiallisesti vastavirtaan rikkihappoa sisältävän kaasun suuntaan nähden, jolloin mainittu kaasumainen väliaine kuumenee 0 - 50 °C:n sisääntulolämpötilasta TAX ulostulolämpöti-laan TA2 tyydyttäen ehdon 10 TA2> Td - 30 - 10aeC jossa Td on rikkihapon kastepiste ilmaistuna putkiin kulkevan kaasun eC -lämpötilana, a on rikkihappohöyryn määrä 15 tilavuusprosentteina, laskettuna olettaen, että kaasussa oleva S03 on täysin hydratoitunut H2S04:ksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään putkia, joihin jokaiseen on asennettu lähelle huippua, huipun sisään tai 20 huipun päälle kaasutiiviisti putkeen liittyen laite kaasussa mukana olevien rikkihappopisaroiden erottamiseksi, mainittujen pisaroiden virratessa mainitusta laitteesta takaisin, alaspäin putken läpi.

6. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuk-25 sen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että li- • · ' sätään kiinteitä hiukkasia, joiden halkaisija on pienempi kuin 1 pm, edullisesti 0,002 - 0,1 pm.

7. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 30 lisätään kiinteitä hiukkasia kaasuvirtaan, joka sisältää . S02:a ja stökiometrisen ylimäärän H20:ta, mainitun kaasu- * . . virran kulkiessa sen jälkeen rikkihappokatalyyttikerroksen läpi 360 - 500 °C:n lämpötilassa S02:n hapettamiseksi S03:ksi, jälkimmäisen hydraloituessa vesipitoisen höyryn 35 vaikutuksesta, jolloin kaasuvirta jäähdytetään lämpöti- • · < 24 9 1 5 1 8 laan, joka on 0 - 200 °C:tta kaasussa olevan rikkihapon kastepisteen yläpuolella, ennen kaasuvirran päästämistä rikkihappotorniin.

8. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuk-5 sen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotetaan hiukkaset lisäämällä hiilivetyjen poltosta saatavaa savua syöttökaasuun, jolloin polttimessa säädellään jatkuvasti ilman ja polttoaineen suhdetta käyttäen automaattista säätösilmukkaa, joka käsittää analysaattorin kaasussa 10 olevien rikkihappopisaroiden pitoisuuden mittaamiseksi kaasun poistuttua rikkihappotornista tai laitteen rikkihappopisaroiden erottamiseksi, analysaattorin signaalien säätäessä ja korjatessa keskeytymättömästä ilman ja polttoaineen suhdetta X , jotta varmistetaan, että kaasussa 15 olevien rikkihappopisaroiden pitoisuus saadaan mahdolli simman pieneksi.

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotetaan hiukkaset lisäämällä vähintään kaksi hiiliatomia molekyy- 20 liä kohti sisältävien hiilivetyjen poltosta saatavaa savua syöttökaasuun, jolloin lisättävän, hiilivetyjen poltosta saatavan savun määrää säädetään keskeytymättömästä käyttäen automaattista säätösilmukkaa, joka käsittää analysaattorin kaasussa olevien rikkihappopisaroiden pitoisuu-25 den mittaamiseksi sen jälkeen kun kaasu on poistunut rikkihappotornista, tai laitteen rikkihappopisaroiden erottamiseksi, analysaattorin signaalien säätäessä ja korjatessa keskeytymättömästi lisätyn savun määrää, jotta varmistetaan, että kaasussa olevien rikkihappopisaroiden pitoisuus 30 saadaan mahdollisimman pieneksi.

10. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mu- . kainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään hiukkaset valokaaressa tuotetun metallin tai metallioksi-dien savun muodossa, jolloin lisättävien hiukkasten määrää 35 aikayksikköä kohden säädellään siten, että kaasu sisältää 25 91 51 8 minimaalisen pitoisuuden rikkihappopisaroita, sen jälkeen kun se poistuu putkesta tai laitteesta, joka erottaa rik-kihappopisarat.

11. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mu-5 kainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään hiukkaset metallisuolan liuoksen tai hiukkasten suspension aerosolina, jolloin aerosolin neste haihdutetaan ennen kuin aerosoli saavuttaa rikkihappotornin.

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa 10 syöttökaasuvirta kuljetetaan S02:n katalyyttiseen hapetta- miseen, jossa on fossiilisen polttoaineen poltosta saatava, pölyä sisältävä savukaasuvirta, tunnettu siitä, että (i) kaasuvirta jaetaan, ennen kuin se saavuttaa katalyyttikerroksen tai se saapuu katalyyttikerroksen ja 15 rikkihappojäähdyttimen välille, virraksi, josta poistetaan olennaisilta osin kaikki hiukkaset, ja toiseksi virraksi, josta poistetaan useimmat hiukkaset, joiden halkaisija on enemmän kuin noin 0,5 pm, ja että (ii) nämä virrat yhdistetään ennen niiden saapumista rikkihappojäähdyttimeen.

13. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mu kainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotetaan hiukkaset polttamalla yhdessä polttoaineen kanssa siliko-nia sisältävää komponenttia, joka on valittu luokasta, joka käsittää silikoniöljyt ja siloksaanit, jolloin sili-25 konia sisältävän aineen poltosta saatava savu lisätään rikkiä sisältävään syöttökaasuun. « .· · · 26 9 1 5 1 8