JPH01160809A - 硫酸製造方法 - Google Patents
硫酸製造方法Info
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- JPH01160809A JPH01160809A JP31753287A JP31753287A JPH01160809A JP H01160809 A JPH01160809 A JP H01160809A JP 31753287 A JP31753287 A JP 31753287A JP 31753287 A JP31753287 A JP 31753287A JP H01160809 A JPH01160809 A JP H01160809A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
- C01B17/80—Apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、硫酸製造方法に関し、所定量の硫酸を低反応
ガス量で製造し得る方法に関する。
ガス量で製造し得る方法に関する。
従来の硫酸製造法は、純硫黄や硫黄化合物を含むガス等
の原料を大気中の空気とともに燃焼したがヌを、廃熱回
収ボイラに供給することによりスチームを回収する工程
、二酸化硫黄（以下、Ｓｏ、と記す）と酸素（以下、０
８と記す）を成分とする燃焼ガス等の上記ガスをバナジ
ウム系触媒を多段に充填した転化器で三酸化硫黄（以下
、８０．と記す）に酸化する工程、およびＳＯｓを硫酸
水溶液に吸収して製品硫酸を製造する工程から構成され
ている。
の原料を大気中の空気とともに燃焼したがヌを、廃熱回
収ボイラに供給することによりスチームを回収する工程
、二酸化硫黄（以下、Ｓｏ、と記す）と酸素（以下、０
８と記す）を成分とする燃焼ガス等の上記ガスをバナジ
ウム系触媒を多段に充填した転化器で三酸化硫黄（以下
、８０．と記す）に酸化する工程、およびＳＯｓを硫酸
水溶液に吸収して製品硫酸を製造する工程から構成され
ている。
最近の硫酸製造プロセスでは、エネルギ回収率の高いＶ
ステム構成を目標に、単体機器等に種々の工夫が凝らさ
れている。
ステム構成を目標に、単体機器等に種々の工夫が凝らさ
れている。
例えば、硫黄燃焼工程では燃焼効率の高い炉の形式が検
討されている。
討されている。
また、Ｓｏ、から８０．への転化工程では、転化器の中
間で反応ガス中のＳｏ３を吸収塔で除去し、再度ガスを
転化器にもどす二段接触（ダブルコンタクト）法が多用
され、この方式ではＳＯ意軸転化率大幅な増加により硫
酸製造量を増すことができる。さらに、空気を吹き込む
ことにより入口ガス中の相対Ｏｘ ｍ度を上げ、Ｓｏ、
転化率を上げることも行われている。触媒に関しては、
耐熱性触媒や低温活性触媒の開発が触媒メーカによシ鋭
意行われている。前者は温度を上げることによりＳｏ、
転化反応速度が上がることに着目しており、後者は低温
下で８０．の平衡転化率を上げることを目的としている
。
間で反応ガス中のＳｏ３を吸収塔で除去し、再度ガスを
転化器にもどす二段接触（ダブルコンタクト）法が多用
され、この方式ではＳＯ意軸転化率大幅な増加により硫
酸製造量を増すことができる。さらに、空気を吹き込む
ことにより入口ガス中の相対Ｏｘ ｍ度を上げ、Ｓｏ、
転化率を上げることも行われている。触媒に関しては、
耐熱性触媒や低温活性触媒の開発が触媒メーカによシ鋭
意行われている。前者は温度を上げることによりＳｏ、
転化反応速度が上がることに着目しており、後者は低温
下で８０．の平衡転化率を上げることを目的としている
。
次に、硫酸製造のためのＳＯ３の吸収工程では、高温の
反応ガスを硫酸水溶液と接触させるため、材料腐食の観
点から吸収塔の温度には上限があったが、エネルギ回収
量を上げるため、高温に耐える材料の開発が行われてい
る。
反応ガスを硫酸水溶液と接触させるため、材料腐食の観
点から吸収塔の温度には上限があったが、エネルギ回収
量を上げるため、高温に耐える材料の開発が行われてい
る。
従来の硫酸製造プロセスでは、空気が硫黄の燃焼源や転
化器への供給ガス希釈源として使用される。後者は、前
述したように、ＳＯ，に対する。ｓの相対濃度を上げる
ことにより、Ｓｏ、からＳｏ、への平衡転化率を上げる
効果がある。
化器への供給ガス希釈源として使用される。後者は、前
述したように、ＳＯ，に対する。ｓの相対濃度を上げる
ことにより、Ｓｏ、からＳｏ、への平衡転化率を上げる
効果がある。
ところで、このような空気は、硫黄燃焼焚きの場合には
、通常、硫酸水溶液をスプレーする乾燥塔で除湿され、
プロアで硫黄燃焼炉および転化器に送られる。これは空
気中の水分とｓｏｌが配管やタンク等で硫酸となシ、材
料を腐食させる虞れがあるため、予じめ、乾燥塔で水分
を除去する必要があるからである。
、通常、硫酸水溶液をスプレーする乾燥塔で除湿され、
プロアで硫黄燃焼炉および転化器に送られる。これは空
気中の水分とｓｏｌが配管やタンク等で硫酸となシ、材
料を腐食させる虞れがあるため、予じめ、乾燥塔で水分
を除去する必要があるからである。
しかしながら、硫黄燃焼焚きにおいて、通常の空気を使
用して硫黄を燃焼する限シ、転化器入口ガスの８０．と
０富の濃度の和は２１モＡ／％と一義的に決定される。
用して硫黄を燃焼する限シ、転化器入口ガスの８０．と
０富の濃度の和は２１モＡ／％と一義的に決定される。
従って、転化器に空気を供給しても、平衡転化率は上が
るものの、Ｓｏ。
るものの、Ｓｏ。
の相対濃度が下がるため、所定量の製品硫酸を製造する
ためＫは、反応ガス量を増す必要がある。これに伴ない
、転化器や熱交換器等の単体機器の容積が結果的に大き
くなシ、空気供給用プロアの動力も上げなければならな
いという欠点があった。
ためＫは、反応ガス量を増す必要がある。これに伴ない
、転化器や熱交換器等の単体機器の容積が結果的に大き
くなシ、空気供給用プロアの動力も上げなければならな
いという欠点があった。
本発明は、反応ガス量を低減させ、従って転化器や熱交
換器等の単体機器の容積を減少させ、かつ運転動力を減
少させて、所定量の硫酸を低コストで効果的に製造でき
る方法を提案するものである。
換器等の単体機器の容積を減少させ、かつ運転動力を減
少させて、所定量の硫酸を低コストで効果的に製造でき
る方法を提案するものである。
本発明は、硫黄を燃焼させたガスを原料とする接触式硫
酸製造法において、空気供給用設備の前段に酸素分Ｍ喚
による酸素富化装置を組み込み、０■濃度の高い空気（
以下、ＯｇＡと記す。
酸製造法において、空気供給用設備の前段に酸素分Ｍ喚
による酸素富化装置を組み込み、０■濃度の高い空気（
以下、ＯｇＡと記す。
なおＯＥＡはＯ＠ Ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ Ａｉｒ
の略）を硫黄燃焼部や転化器へ送ることを特徴とする硫
酸製造法に関する。
の略）を硫黄燃焼部や転化器へ送ることを特徴とする硫
酸製造法に関する。
以下、木発明方・法の作用を、第１図のフローに従って
詳述する。
詳述する。
第１図において、約１４０℃に溶融された単体硫黄１５
は０ＥＡ３５と混合して硫黄燃焼炉１で燃焼され、Ｓｏ
、および０３に変換される。この燃焼ガス１６は、１０
００℃以上の高温になるため、廃熱回収ボイラ２に送ら
れ所定の温度まで冷却され、同時に低温スチーム５７は
、ことで高温スチーム３Ｂとなり回収される。廃熱回収
ボイ−ｙ２を出たガスは通常４００〜４５０°Ｃであり
、転化器３の入口に供給される。
は０ＥＡ３５と混合して硫黄燃焼炉１で燃焼され、Ｓｏ
、および０３に変換される。この燃焼ガス１６は、１０
００℃以上の高温になるため、廃熱回収ボイラ２に送ら
れ所定の温度まで冷却され、同時に低温スチーム５７は
、ことで高温スチーム３Ｂとなり回収される。廃熱回収
ボイ−ｙ２を出たガスは通常４００〜４５０°Ｃであり
、転化器３の入口に供給される。
転化器３は触媒、１が４１に区切られ、後述のように第
３９出ロガスを一旦吸収塔へ導き、再び第４＠にガスを
もどす言わゆる二段接触方式となっている。触媒は、通
常、圧填を少なくするため形状が種々工夫されておシ、
バナジウム系化合物を担体に含浸したものが主流を占め
ている。第３９出ロガス１８の温度は通常的６００°Ｃ
まで上昇するため、第１熱交換器４へ送られ、０ＥＡ３
４と熱交換し、約４００℃まで冷却され、第２９人口ガ
ス１９としてもどされる。第１層でのＳＯ，転化率は５
０〜６０％であり、第２．１では８０〜９０％に転化率
を上げる。第３９出ロガス２０の温度も５００〜５５０
℃に上昇するため、第２熱交換器５へ送られ、第１吸収
塔１１出ロガス２４と熱交換し、第３１人口ガス２１と
してもどされる。第３層ではＳＯ，転化率は９０〜９９
％であり、従って第３９出ロガス２２のｓｏｌｇ度が高
くなるため、第５熱交換器６で上記第２熱交換器５出ロ
ガス２５と熱交換して冷却され、ガス２３として第１吸
収塔１１へ送られる。
３９出ロガスを一旦吸収塔へ導き、再び第４＠にガスを
もどす言わゆる二段接触方式となっている。触媒は、通
常、圧填を少なくするため形状が種々工夫されておシ、
バナジウム系化合物を担体に含浸したものが主流を占め
ている。第３９出ロガス１８の温度は通常的６００°Ｃ
まで上昇するため、第１熱交換器４へ送られ、０ＥＡ３
４と熱交換し、約４００℃まで冷却され、第２９人口ガ
ス１９としてもどされる。第１層でのＳＯ，転化率は５
０〜６０％であり、第２．１では８０〜９０％に転化率
を上げる。第３９出ロガス２０の温度も５００〜５５０
℃に上昇するため、第２熱交換器５へ送られ、第１吸収
塔１１出ロガス２４と熱交換し、第３１人口ガス２１と
してもどされる。第３層ではＳＯ，転化率は９０〜９９
％であり、従って第３９出ロガス２２のｓｏｌｇ度が高
くなるため、第５熱交換器６で上記第２熱交換器５出ロ
ガス２５と熱交換して冷却され、ガス２３として第１吸
収塔１１へ送られる。
第１吸収塔１１では硫酸水溶液をスプレするベンチュリ
タイプなどの吸収方式でＳＯｓは硫酸に転化される。一
方、吸収されない８０．を主体としたガス２４は、前述
したように第２熱交換器５で加熱され、仁のガス２５は
第３熱交換器６でさらに加熱され、第４層入ロガス２６
として供給される。
タイプなどの吸収方式でＳＯｓは硫酸に転化される。一
方、吸収されない８０．を主体としたガス２４は、前述
したように第２熱交換器５で加熱され、仁のガス２５は
第３熱交換器６でさらに加熱され、第４層入ロガス２６
として供給される。
第４層でＳＯ，は所定のＳＯ，最終転化率まで酸化され
る。この第４層出口ガス２７は、通常、エコノマイザ７
で低温スチーム３６と熱交換され、加熱されたスチーム
３７は前述したように廃熱回収ボイラ２に送られる。一
方、冷却されたエコノマイザ出口ガス２８は、第２吸収
塔１２において、第１吸収塔１１の場合と同様、硫酸水
溶液と接触し、硫酸となる。完全に吸収されなかった８
０．やその他のガス２９は大気１４へ放出される。製品
となった硫酸ＳＯはタンク１３に貯蔵される。なお、第
１吸収塔１１、第２吸収塔１２および乾燥塔９の間では
、ライン３９で硫酸濃度の調整が行われる。
る。この第４層出口ガス２７は、通常、エコノマイザ７
で低温スチーム３６と熱交換され、加熱されたスチーム
３７は前述したように廃熱回収ボイラ２に送られる。一
方、冷却されたエコノマイザ出口ガス２８は、第２吸収
塔１２において、第１吸収塔１１の場合と同様、硫酸水
溶液と接触し、硫酸となる。完全に吸収されなかった８
０．やその他のガス２９は大気１４へ放出される。製品
となった硫酸ＳＯはタンク１３に貯蔵される。なお、第
１吸収塔１１、第２吸収塔１２および乾燥塔９の間では
、ライン３９で硫酸濃度の調整が行われる。
また、乾燥塔９まわシでは、まず空気３１が乾燥塔９へ
供給され、硫酸水溶液と接触することＫより除湿され、
出口空気３２は０意分ｍｍを使用した０！富化装置８へ
供給される。
供給され、硫酸水溶液と接触することＫより除湿され、
出口空気３２は０意分ｍｍを使用した０！富化装置８へ
供給される。
通常、０雪分１１１Ｉ模を空気が通過する場合、抵抗の
ため、何らかの駆動力が必要となるが、本発明では空気
供給用プロア１０の前段に０８富化装置８を配置して、
除湿空気３２を容易に該○２富化装置８の０意分離模を
通過させる。このようにして、除湿空気を０３富化し、
０３儂度２１％以上の０ＥＡ３５とする。０鵞分離膜と
しては、種々の材質のものが使用でき、酢酸セルロース
、ポリエチレンシリコン、シリコンポリカーボネートな
どが挙げられる。また、その形状も中空糸状、スパイラ
ル状、平膜状などが適用できる。
ため、何らかの駆動力が必要となるが、本発明では空気
供給用プロア１０の前段に０８富化装置８を配置して、
除湿空気３２を容易に該○２富化装置８の０意分離模を
通過させる。このようにして、除湿空気を０３富化し、
０３儂度２１％以上の０ＥＡ３５とする。０鵞分離膜と
しては、種々の材質のものが使用でき、酢酸セルロース
、ポリエチレンシリコン、シリコンポリカーボネートな
どが挙げられる。また、その形状も中空糸状、スパイラ
ル状、平膜状などが適用できる。
プロア出口０ＥＡ３４は前述の第１熱交換器４で加熱さ
れ、加熱０ＥＡ５５として硫黄燃焼炉１へ供給される。
れ、加熱０ＥＡ５５として硫黄燃焼炉１へ供給される。
また、場合によっては、転化器３触謀、１へ供給される
こともある。
こともある。
以上のように本発明方法では、ｏ３分離膜によるＯ！富
化装置８を空気供給用プロア１ｏの前段に組み込んでＯ
ＥＡを硫酸製造に使用するため、所定量の硫酸製造に必
要なガス量を大幅に低減することができる。
化装置８を空気供給用プロア１ｏの前段に組み込んでＯ
ＥＡを硫酸製造に使用するため、所定量の硫酸製造に必
要なガス量を大幅に低減することができる。
また、ガス量の低減で、転化器や吸収塔の容積も小さく
なシ、プロアの動力も低減できる。
なシ、プロアの動力も低減できる。
硫酸製造最７５０ Ｔ／’Ｄの第１図に示すフローの硫
黄燃焼式硫酸製造プラントにおいて、ｏｎ分離喚を使用
した０意富化装置８を空気供給用プロア１０の前段に組
み込み、０！濃度を２７ Ｖａｔ、％および５０％Ｖｏ
ｔ％に高めた時の各機器の比較を行った。
黄燃焼式硫酸製造プラントにおいて、ｏｎ分離喚を使用
した０意富化装置８を空気供給用プロア１０の前段に組
み込み、０！濃度を２７ Ｖａｔ、％および５０％Ｖｏ
ｔ％に高めた時の各機器の比較を行った。
０３分Ｐｉ嘆には酢酸セルロースを素材にした中空糸状
モジュールを使用した。
モジュールを使用した。
第１表に０！富化装置を組み込まない従来法との比較結
果を示す。
果を示す。
第１表
第１表からも明らかなように、０．富化装置８を組み込
むことによシ、硫黄燃焼炉１出ロガス中のＳＯ，濃度が
増加するため、その濃度に反比例して反応ガス量（硫黄
燃焼炉出口ガス量）は大幅に低減する。この反応ガス量
の低減は転化器３での触媒量、熱交換器類４，５，６．
７の伝熱面積の低下につながり、機器のコンパクト化が
図れることが明らかである。また、プロア１０の駆動力
も乾燥塔９への供給空気量にほぼ比例して低減できるた
め、ランユングコストの節減を図ることができる。
むことによシ、硫黄燃焼炉１出ロガス中のＳＯ，濃度が
増加するため、その濃度に反比例して反応ガス量（硫黄
燃焼炉出口ガス量）は大幅に低減する。この反応ガス量
の低減は転化器３での触媒量、熱交換器類４，５，６．
７の伝熱面積の低下につながり、機器のコンパクト化が
図れることが明らかである。また、プロア１０の駆動力
も乾燥塔９への供給空気量にほぼ比例して低減できるた
め、ランユングコストの節減を図ることができる。
以上のように、本発明方法によれば、所定量の硫酸を、
低反応ガス量、ひいては各機器の低容積、低動力で製造
することができ、硫酸製造コストを大幅に低減できる。
低反応ガス量、ひいては各機器の低容積、低動力で製造
することができ、硫酸製造コストを大幅に低減できる。
また、０意分離膜は他のＯ８富化装置、例えばＰＳＡ（
圧力スイング方式による装置）のように余分な加圧装置
などは一切必要とせず、単にブロア前段に組み込むだけ
で良いため、本発明方法によれば、ＯＥＡ製造・供給の
ための設備費および運転費を大幅に節減することができ
る。
圧力スイング方式による装置）のように余分な加圧装置
などは一切必要とせず、単にブロア前段に組み込むだけ
で良いため、本発明方法によれば、ＯＥＡ製造・供給の
ための設備費および運転費を大幅に節減することができ
る。
第１図は本発明方法を説明するためのプロセスフローの
一例を赤す図である。
一例を赤す図である。
Claims (1)
- 硫黄を燃焼させたガスを原料とする接触式硫酸製造法に
おいて、空気供給用設備の前段に酸素分離膜による酸素
富化装置を組み込み、酸素富化空気を硫黄燃焼炉及び／
又は転化器へ供給することを特徴とする硫酸製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31753287A JPH01160809A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 硫酸製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31753287A JPH01160809A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 硫酸製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01160809A true JPH01160809A (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=18089301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31753287A Pending JPH01160809A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 硫酸製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01160809A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002053311A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-19 | Hitachi Zosen Corp | 硫酸製造設備における熱回収方法 |
| KR20040050040A (ko) * | 2002-12-09 | 2004-06-14 | 한국타이어 주식회사 | 타이어 트레드 고무 조성물 |
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1987
- 1987-12-17 JP JP31753287A patent/JPH01160809A/ja active Pending
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