JPS5957902A - 三酸化硫黄、硫酸及び発煙硫酸の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、三酸化硫黄、硫酸及び発煙硫酸の製造方法に
関するものであり、特に二酸化炭素の三酸化硫黄への転
化の過圧下で行ない且つ反応器流出ガスの少くとも１部
を冷却して三酸化硫黄を直接凝縮させるような方法に関
する。

硫酸の周知製造方法は、三基本工程すなわち硫黄を燃焼
して二酸化硫黄を形成する工程、二酸化硫黄を触媒的に
空気と反応させて三酸化硫黄に転化する工程及び反応器
流出ガスから吸収塔で三酸化硫黄を吸収する工程を包含
−［る。斯かる方法では、転化器流出ガス中の未反応二
酸化硫黄含量は大気中に放出できぬ程の量となる。従っ
て、吸収塔からの未吸収蒸気を空気と混合して再度触媒
的に転化し、第２転化器の流出ガスを第２吸収塔に通す
ような二重実行系が使用されている６斯かる方法は高額
の資本費を要し、一般には硫酸しか製造しない。

バーナーへの１＃給原料又はバーナーから転化器への供
給原料を加圧して三酸化硫黄の収率を改善し、それによ
り転化器流出ガスの莱反応二酸化硫黄含量を減少させる
高圧法も提案されたが、資本費の点から広く実用に供さ
れることはなかった。

二酸化硫黄は、今や煙道ガス脱硫からの入手が可能であ
り、斯かる原料ガスのニダ化硫黄濃度は１２％を越える
ものがある。斯かる高濃度の二酸化硫黄はしばしば硫黄
に還元されることがあり。

硫黄は硫酸プラントのバーナーに供給される。三酸化硫
黄を稲沢して通常の転化器に供給することもできるが、
斯かる方法は従来硫酸プロセスの全ての短所を残したま
まである。

発煙硫ｒ”ｉ７ｐは、水と反応ｌ−て硫酸を形成する化
学論量よりも過剰の三酸化硫黄を含有する硫酸であるが
、これは通常硫酸に三酸化硫黄を吸収させて製造される
２斯かる直接吸収法の欠点は、実際に達成可能な最大濃
度が約２５％なることである、更に高濃度にするには、
２０又は２５％発煙硫酸から三酸化硫黄を脱着してそれ
を凝縮し１次に凝縮した三酸化硫黄を２０％発煙硫酸と
混合する。

液体三酸化硫黄も１通常は２０％発煙硫酸をストリップ
し、続いてストリップガスを凝縮することにより製造さ
れる。斯かる諸法は全て資本費が高額且つエネルギー多
消費であり、一般に各種所要生成物のうち１種乃至限ら
れた種類の製造にしか用いられなかった。

カメｏ　ン（Ｃａｍｅｒｏｎ）他の米国特許第４，２１
３，９５８（１９，８０年７月２２日）は、主生成物ど
して硫酸を製造し１選択により液体三酸化硫黄を二次製
品を製造する方法を開示している。不法では入口空気を
乾燥したあと約２０気圧まで加圧し、転化工程を斯かる
圧力で操作する。その結果、９９乃至９９７％転化後の
転化器流出ガスを冷却して。

未反応二酸化硫黄の一部と共に三酸化硫黄の一部分を直
接凝縮することができる。気相中に沙存する三酸化硫黄
を、やはり２０気圧で操作する通常の吸収塔に通し、生
成した硫酸は、空気乾燥塔に通す前にタービンに通して
圧力を解放する。空気乾燥塔では硫１酸及び入ってきた
反応ガスの間で物質交換が行なわれろ。その結果、ター
ビンを通過する硫酸中の二酸化硫黄は反応ガス中に放出
され反応ガス中の水蒸気は硫酸に吸収される。乾燥塔か
らでる硫酸は貯蔵され、その一部は製品として抜き取ら
れ、残りの部分は、タービンにより少くとも部分的に駆
動されるポンプで２０気圧にされ高圧回収塔へ戻される
。斯かる方法は、三酸化硫黄を直接製造でき且つ硫酸を
製造できる点で一層柔軟な方法であるが、非常に高い圧
力を必要としその結果、空気コンプレッサー並びに酸ポ
ンプの双方を駆動するだめの仕事所要量は、タービン及
びポンプが非効率になるほど犬である。更に上記の高圧
下では、液化三酸化硫黄中に二酸化硫黄が含まれるため
１発煙硫酸をストリップし該蒸気を再凝縮して形成した
二酸化硫黄よりも価値が低い生成物しか得られない。

本発明は、下記工程からなる三酸化硫黄の製造方法を包
含する。

〔α）少くとも約０．５気圧の分圧の二酸化硫黄。

少くとも約０，６７気圧の分圧の酸素を有し、酸素：二
酸化硫黄のモル比が約０．７：１乃至約１：１であり且
つ全圧が約１気圧乃至約１０気圧でル・ろ混合ガスを、
酸化バナジウム転化触媒及び白金転化触媒からなる群か
ら遷択される転化触媒床に栓流にて供給すること、 （ｈ）混合ガスの温度か入口温度から約４７５℃乃至約
５７５°Ｃの温度に上昇する第１域、温度が約４５０℃
乃至約５７５℃の間で実質的に一定である第２域及び温
度が約４５０°Ｃ乃至約５７５°Ｃかも約６２５°Ｃ乃
至約４００°Ｃに低下する第３域を形成するように触媒
床を冷却すること。

ｆＣｌ　　前記混合ガスを前記の第１．第２及び第６域
に継続して通し、前記の第２及び第６域での接触時間が
、混合ガスの三酸化硫黄：二酸化硫黄のモル比を少くと
も約９９：１とするの１に十分であること。

（ｄ＋　　液状三酸化硫黄を製造するため、前記の生成
混合ガスを約３５℃乃至約４５℃の温度に冷却１−るこ
と、及び （ｇｌ　　前記の液状三酸化硫黄を残存ガス流から分離
すること。

本発明の方法は、米国特許第４，２１３，９５８号のよ
うに極端な高圧に係るものでなく、同時に転化器流出ガ
スの凝縮により三酸化硫黄を直接製造するものである。

更に、液状二酸化硫黄を分離したあとの残りのガス流は
１発煙硫酸吸収塔での使用、硫酸吸収塔での使用又はそ
の両者での使用に適切である。

更に本発明は、断熱転化に比べて、触媒容積の実質的減
少を可能とする。

本発明の方法は、供給混合ガスと温度分布に特徴を有す
る一段転化器の操作を包含する。供給混合物は、酸素富
化空気中での硫黄燃焼、煙道ガスから高濃度で回収され
た二酸化硫黄、酸素富化空気による廃アルキレーション
酸の分解、その他の二酸化硫黄源等各種の源から得られ
る。供給ガスの全圧は、約１乃至約１０気圧（約１００
乃至約１０００　ｋＰα）の間で変化し、約１４乃至約
４．１気圧が好適である。しかしながら、全圧よりも重
要なのは、二酸化硫黄と酸素の分圧である、二酸化硫黄
の分圧は少くとも約０．５気圧であり、少くとも約０．
８気圧なることが好ましい。二酸硫黄分圧の特に好適な
範囲は約０．８乃至約０．９気圧である。酸素分圧は、
二酸化硫黄に対する酸素のモル比に基すき定められる。

この比は約０．７乃至約１：１でなければならず、約０
．７：１乃至約０．８：１が好ましい。各二酸化硫黄分
圧に対する実際の酸素分圧は、この比を用いて容易に定
めることができる。大多数の商業転化器では、空気が全
転化器に供給されるよう考慮して、約２：１で操作され
るか、化学量論比は０．５：１なのである。

一段転化器Ｚ通過する反応混合ガスの温度分布は、発火
温度（一般に約３５０−６９０°Ｃ）まで上昇していな
ければならず、更に約４７５℃乃至約５７５°Ｃの温度
まで上昇し続けなければならない。発火温度近く（例え
ばろ５０−６９０℃）又は発火温度以上（例えば４００
−４７５°Ｃ）の混合ガスが入手できる場合には、その
まま入口ガスとして使用するのが好ましい。混合ガスが
低温ならば、ガスを触媒に導入する前に、少（とも発火
温度まで予熱することが好ましい。この温度上昇域が第
１域である。次に温度を、転化率が比較的高（なる温度
、例えば約４５０　’Ｃ乃至約５７５℃に実質的に一定
に保持する必要がある。この高温域が第２域である。第
２域内の温度変化は、触媒の１急速分解の原因となるホ
ットスポットが回避される限り許容される。第２域の長
さく滞留時間）は、混合ガスを酸素、二酸化硫黄及び三
酸化硫黄の平価値又はその付近にするのに十分なること
が好ましい。そのあと、触媒とは接触させながら。

反応ガス温度を約６２５℃乃至約４００℃の温度まで次
第に低下させろ。この域での温度の低下は平衝により制
限される転化率が所望度（９９乃至９９７％）まで進行
するのを可能とし、同時に二酸化硫黄と酸素の濃度を減
少させるための転化率を可能最大とする、 転化率は１通常供給二酸化硫黄を基準として少くとも約
９９％、好ましくは少くとも約９９７％と表現されるが
１本発明の一段転化器に関しては転化率値を三１電化硫
黄：二酸化硫黄のモル比として、少くとも約９９　：　
Ｌ好ましくは少くとも約６６２：１と云うように表現す
るのが便利である。

転化器の流出ガス中の二酸化硫黄は、系からの最大二酸
化硫黄の放出を表わすものである。

温度は、以下で更に詳細に説明するように、空気等の各
種不活性ガスで反応域を冷却１ろことにより、所望の分
布とすることができろ。溶融塩等の非ガス冷却剤も使用
されろ。

一段転化器として好適な装置形式は、各小径の多数の管
（しばしば１００本以上）をシェル内部に平行且つ好ま
しくは互いに等間隔に配置するシェル内管装置である。

五酸化バナジウム触媒例えばピロ硫酸カリウムを含有す
る五酸化バナジウムのような転化触媒を移管に充填する
、一段転化器には断熱転化器に通常使用されるタイプの
触媒か使用されるが、触媒量は実質的に減少し、先行技
術プロセスにて等量の二酸化硫黄の転化に要する情の焔
乃至１／１ｏ程度である。供給二酸化硫黄単位当りに要
する触媒量は、二酸化硫黄濃度に実質的に関係しない。

移管の長さ方向に、平行且つ同様な流れが生ずるように
、供給混合ガスを管内に等しく配送するだめの手段が付
与されている、シェル内管外の冷却空気を１反応ガスと
熱交換させるために、反応ガス流と向流に流すような配
送手段も付与されている。

管の形状、各管全長の一部にフィンを使用する程度、全
空気流及び全反応ガス流は、各管内を所望の温度分布に
するように決定される。フィンを使用する場合、転化が
顕著に開始する発火温度（例えば３６０℃）Ｋ供給ガス
を急速に昇温させるよう、供給ガス人口に近接して設置
する必要がある。一般に、管には触媒が充填されている
ので熱移動を良好にするには反応ガスを乱流にするのが
適当である。管外の追加表面は熱移動を増大させるため
に使用される。

触媒活性の低下につれ、各種条件、特に供給混合ガス流
速及び冷却空気流速を調節して所望温度分布に維持する
ことができる。

冷却空気は、普通、冷却空気出口（供給ガス入口に対応
する）近辺の発火温度μ上であるため、反応ガス出口近
辺のシェルに再導入する前にろ５゜℃以下の温度にまで
冷却せねばならない。この温度差（例えば４２０　℃か
ら３２０　’Ｃ）は、高圧水蒸気の発生に利用可能であ
る。高圧水蒸気は不法の別の場所その他の目的に有用で
ある。

流出ガスの三酸化硫黄分圧は、供給ガスの二酸化硫黄分
圧と実質的に同一である。次に流出ガスを、例えば供給
ガス予熱があるならばそれに通し次に水冷コンデンサー
に通して冷却−「る。供給ガスの予熱器は、流入ガスが
発火温度より実質的に低い場合に使用される。水冷コン
デンサーは、三酸化硫黄を凝縮する約３５℃乃至約４５
℃、好ましくは約４０℃の凝縮温度となるように操作さ
れる。凝縮温度を低くすると、凝縮する三酸化硫黄の割
合は増大するが、操作条件下で固化乃至凍結を起″ｆは
ど低温にしてはならない。

その他に存在するガスは、斯かる温度での蒸気圧が流出
ガス中のその分圧より過大なので、凝縮しないであろう
。一般に三酸化硫黄は、三酸化硫黄の残分圧が、凝縮温
度での二酸化硫黄の蒸気圧に相当するまで凝縮−する。

これとは対照的に、米国特許第４，２１３，９５８号に
提案されている凝縮工程は、全圧を高め、一般に低三酸
化硫黄、高二酸化硫黄分圧で混合ガスを凝縮する。該文
献の結果によれば、三酸化硫黄の凝縮量は少く、凝縮し
たものには二酸化硫黄が混っており、従って製品として
価値或いは発煙硫酸の製造上の価値は低いものであった
。

液状三酸化硫黄は１選択により禁止剤又は安定剤を添加
し、製品として保存されるか、及び／又は硫酸と混合さ
れて任意濃度の発煙硫酸とされるか、或いは薄い発煙硫
酸（例えば２０％）と混合してより濃度の大なる発煙硫
酸（例えば６５％）とされる〜液状三酸化硫黄の凝縮、
取扱い及出荷の際には、各種の固体及び／又は重合形態
の三酸化硫黄を形成１−るような温度にならぬよう、注
意しなければならない・凝縮は、液状三酸化硫黄の回収
を最大にする温度（例えば３５−４０℃）で行なうこと
も、或いは冷却度を低くして液状三酸化硫黄の回収を減
らすような温度（例えば４０−４５℃）で行なうことも
できる。凝縮温度を高くすると、硫酸及び／又は発煙硫
酸の生産を増加させ、液状三酸化硫黄の生産を低下させ
る。

残りのガス流は１通常の吸収塔で発煙硫酸又は硫酸又は
両者の製造に使用可能である。ガスは。

三酸化硫黄の凝縮後も過圧状態にあるので、従来系に比
して吸収塔のサイズは小さくなり、能力は改善されろ。

圧力は、吸収の前又は発煙硫酸基と硫酸基の間で開放し
てもよいが、全吸収を高圧下で行なわせる方が好ましい
。吸収後に残るガスは転化時に二酸化硫黄含量が放出基
準に十分合致する程度に低下されているので、排出可能
である。

（選択によりエネルギー回収用の膨張工程を経たあと排
気することもある。） 第１図は、化石燃料プラント及び類似物の煙道スタック
ガスを洗浄して製造される二酸化硫黄の場合のように、
高濃度の二酸化硫黄源がある際に好適な本発明方法の一
実施態様である。第１図に乾燥塔１０を示−１−が、そ
の底部に空気流１１及び二酸化硫黄流１２を便宜上混合
し入口ガス１６として供給する。入口ガス流１ろは、二
酸化硫黄又は空気又は両者からの水萎気を含有すること
がある。非常に高濃度の硫酸１例えば９９％硫酸をポ′
ンプ容器１４からポンプ輸送し、流１ろとして入ってき
た入口ガスと物質交換させるため、乾燥塔１０上に流１
５として供給する。

生成乾燥ガス１６は１選択によりデミスタ−を通Ｊｌさ
せたあと、コンプレッサー１７で６乃至６気圧に圧縮さ
れる。ガス温か実質的に発火温度以下ならば、熱交換器
１８に通して予熱する。別法として、空気流１１及び二
酸化硫黄流１２を別々に圧縮し、いずれか又は両者を乾
燥しく圧縮前が好ましい）１次に乾燥・圧縮ガス流とし
て一緒にしてもよい。圧縮され予熱された混合ガス流１
９としてシェル内管転化器２０に供給てる。転化器２０
の内管２１は、各々触媒２２が充填され、シェル２６で
取囲まれている。転化器の代表サイズは、管内径４．５
９６．ｃｍ、　（０，１５０８フイート）、シェル内の
管数５４７本、シェル内径１．６２５ｍ（５，３３０６
フイート）及び管長ろ、／Ｓ６ｍ（１２フイート）であ
る。シェル長は管の両端部にヘラダースは−スをとるた
め、若干長目である。転化後の混合ガスは、以下に詳し
く説明するように、管２２から流２４として取り出され
る。

更に、流２５として空気をプロセス混合ガスとは向流に
シェル２ろに通し、シェル２６から流２６として抜取っ
て廃熱ボイラー２７に通す。該空気はそこで流２５とし
て望ましい温度、例えば６００℃に冷却される。廃熱ボ
イラー２７が冷却空気から熱を取り出てことにより比較
的高圧の水蒸気を発生させ得ることは了解されよう。転
化器流出ガスの流２４番丁、熱交換器１８を通１１φし
て入ってくる混合ガスを予熱し１次に流２８としてコン
デンサー２９に向い、そこで約３５−４５℃といった温
度まで更に冷却され、加圧下に二酸化硫黄の実質部分が
混合ガスから凝縮する。続いて温合ガスは気−液分離器
６０．乞通過し、液状の三岬化硫黄はそこに留り、製品
として流３１から抜き取られる。未凝縮蒸気は、流ろ２
として容器３０から取り出され、一部は流３６として発
煙硫酸基６４に導かノする。流ろ２の残りは、以下で説
明する３Ｌうに流ろ９に入る。

発煙硫酸基ろ４の操作は従来方式であり１発煙硫酸は容
器ろ５かもポンプで汲み上げられ、塔上から散布されて
流３６からの上昇蒸気と物質交換する。その結果、ろ５
の発煙硫酸濃度は増加するが、その一部は例えば２０％
濃度の発煙硫酸製品として、容器ろ５から流３乙に抜き
増られる、流３６の２０％発煙硫酸を、流ろ１の一部で
ある流４７の液状三酸化硫黄と混合すると、更に高濃度
の発煙硫！１１７とすることかできる。

発煙硫酸基ろ４からの蒸気は流６８に取り出され、流３
２の残りである流ろ９と一緒にされる。

流３８と３９との併合流４０は、転化器流出ガスのうち
の未凝縮・未吸収蒸気の全てであり、これは通常の硫酸
吸収塔４１に通される。吸収塔４１では、流４０中に含
有される三酸化硫黄が吸収され、残った二酸化硫黄並び
に窒素又は過剰空気等の不活性ガスは流４２として除去
され、その圧力に応じて膨張・排気されるが或いは直接
排気さノする。転化器２０に於ける転化率は十分大なの
で。

流４２中の残存二酸化硫黄は許容できろレベルである。

吸収塔４１で生成した硫酸（例えば９９％）は冷却され
てポンプ容器４３に捕集さノ１７．一部は入ってくるガ
スの吸収のために吸収塔の頂部にポンプで汲み揚げら糺
る。容器４ろの９９％硫酸の一部は、所望のプロダクト
ミクスに応じて、そのま〜製品となるが、又は流３１の
液状三酸化硫黄と混合されて稀乃至濃発煙硫酸となる。

容器４３の濃硫酸（例えば９９％）の第６部分け、流４
４として第２冷却器に導かれ、続いて乾燥塔での使用の
ためポンプ容器１４に導かれろ。乾燥塔１ｏからの稀酸
（例えば９７％）は、冷却器を経て流４５として吸収塔
４１’に戻され、吸収塔からの酸を所望の礎度（例えば
９９％）に稀釈する。入ってくる空気及び二酸化硫黄の
水分が、乾燥塔１゜及び吸収塔４１で必要とされる酸濃
度の維持に不十分な場合には、補給水を例えば流４６と
して添加し、乾燥塔１０から吸収塔４１に流４５として
戻ってくる９７％硫酸と混合する、 実施例に 酸化硫黄５５．８８モル％、酸素４１．９１モル％、窒
素２．２１モル％の混合物は、酸素９５％と窒素５％の
ガス中で硫黄を燃焼することにより生成可能である。こ
の混合物を圧力１．６気圧（１６２ｋＰα）、温度４４
６°Ｃ（８３０下）、速度４．１７７モル／分で反応器
に供給すると、二酸化硫黄分圧及び酸素分圧は夫々０．
８９４及び０．６７１気圧となり、酸素二二酸化硫黄の
比は０．７５：１となるであろう。本モデルで使用する
反応器は、管長３．６６ｍ（１２フイート）、内径４．
５９６ＣｒｆＬ（０，１５０８フイート）のシェル内管
式反応器であり、管内には五咳化バナジウム触媒が５１
１ｇ／ｌｙ／（３８，５ポンド″／立方フイート）の割
合で充填されている・設計では数年間使用後の触媒の活
性係数（ａｃｒｔｉｖｉｔ、ｙ　ｆａｃｔｏｒ）を０．
７２０と仮定しているが、その他の機能は空気流速等そ
の他の条件を変化させることにより補償可能である。二
酸化硫黄、酸素、三酸化硫黄及び窒素のモル数は所望の
温度分布となるよう管の熱交換の調節が可能であると仮
定して、各単管毎に計算できる。分割間隔を３．０５ｃ
ｍ　（０，１フィート）とてろと、１２２点得られる。

（最初と最後の点は触媒床外である。）これらの点のう
ち１６点を第１表に示すが、第６点が温度最大である。

全単位は、全入口ガス１００モル当りの特定化合物のモ
ル数で示す。窒素の対応値は全点とも２．２１である。

第１表−９５％酸素で燃焼した硫黄 ０　　０　　　　　　　５５．８８　４１．９１　　０
．０００．３　０．０９　　４６１　　５１．１７　３
９．５５　　４．７１ｒ、５０．４６　　４９５　　３
７．６５　３２．７９　１８．２３２．７　０．８２　
　５１０　　２７．７６　２７．８５　２８．１２３．
９　１．１９　　５１７．４　１９．７７　２３．８６
　３６．１１４．６　１．４０　　５１８．７　１５．
７７　２１．８６　４０．１１５．１　１．５５　　５
１７．８　１３．１８　２０．５６　４２．７０６．３
　１．９２　　５０９．５　　７．８７　１７．９０　
４８．０１７．５　２．２９　　４８９．７　　３．９
６　１５．９５　５１．９２８．７　２．６５　　４５
７．１　　１．５９　１４．７７　５４．２９９．９　
３．０２　　４２５．４　　０．５６　１４．２５　５
５．３２１１．１　３．３８　　３９６．３　　０．２
６　１４．１０　５５．６２＋２．１　３．６９　　３
７９．３　　０．１６　１４．０５　５５．７２これら
の数字は二酸化硫黄の三酸化硫黄への転化率が９９７％
なること、従って流出ガスの三酸化硫黄二二酸化硫黄の
比は約３４０　：　１なることを示している。この流出
ガスを４０’Ｃに冷却すると、二酸化硫黄の８８％を凝
縮して二酸化硫黄を凝縮せず、純三酸化硫黄の液と、酸
素６０．８０％。

三酸化硫黄２８．９５％、窒素９５６％及び二酸化硫黄
０．６９％の残混合ガスを生成するであろう。

斯かる残混合ガスを従来方式にて硫酸に吸収させデミス
タ−に通して酸素８５．５％、窒素１３．４６％、二酸
化硫黄０．９７％のスタックガスＫｆろことかできイ）
、生成硫酸を液状三酸化硫黄の一部と混合（ると、一種
以上の各種濃度の発煙硫酸製品を製造できるであろう。

実施例２−純二酸化硫黄と空気 １６１６モル／分（１７４，１′？ンドモル／時）のＳ
０２流は、煙道ガスからの洗浄二酸化硫黄を乾燥するこ
とにより生成可能である、この流を４７０７モル／分（
６２２ポンドモル／時）の空気と一緒にすると、二酸化
硫黄２１．５８％、酸素１６．６９％及び窒素６１．７
６％の併合流が生成し、圧カフ６２２気圧（７７２／ｃ
Ｐａ、）及び６０２４　モ／ｌ／　／分（７９６ポント
ゝモル／時）の速度で、内径上６２ｍのシェル内にある
各内径４６朋、長さ３．６６　ｍ（１２フイート）の５
４７本の管を有する反応器に導入１ろことができろ。本
例供給ガスの二酸化硫黄分圧（約１．６７気圧）は、最
適範′囲の約０．８乃至０，９気圧よりも上にある。こ
の理由は、液状三酸化硫黄の回１楳率が憫くなるような
条件を選択したためであイ）。最初から１．１４　ｍま
での熱伝導改善部には、移管の入口から１．１４　ｍ点
までの外側に１２個のフィンが取り付けられている。各
フィンは高さ約６．ろ５韮、厚さ１．２朋である。空気
を移管の間に均等に分散するため、マニホールドが取り
付けられている。管は、各隣接６管が管中心間距離約６
３．５　ｍｍの等ｍ＝角形を形成するように配例されて
いる。

全入口ガス１００モル当りの特定ガスの流は。

管長０．１フイート毎にモル単位で計算された。第２表
は、これらの点のうち１５点を示している。

各点の周囲のシェル内空気の温度も記載している。

管内の窒素流は、全点で６１．７６であった。

第２表 入口からの距離　　　　純ＳＯ２プラス空気０　　　２
１．８５　　１６３９　　０　　　　３２８．２　４１
８．７０．９　　０．２７　　２０．６１　　１５．７
７　　１．２４　　３９７．１　　４２７．４１．２　
　０３７　　１９．１３　　１５．０３　　２．７２　
　４３７．６　４２８．２１．５　　　（１／４６　　
１７．６．６　１４２９　　４．１９　４７５．１　４
２７．１２．０　　０．６１　　１５．７０　　１３３
１　　　６．１５　　５０６．２　　４２２．１２．８
　　０８５　　１３．１５　　１２．０４　　　８．７
０　　５１７．２　　４１０．１３Ｂ　　　１．１６　
　１０．３８　　１０．６５　　１１．４７　５０７．
４　　３９２．８５．１　　１，５５　　７．３３　　
９．１３　１４．５２　５２６．２　３７９．８５．６
　　１，７１　　６，３０　　８．６１　　１５．５６
　５２６．４　　３７４．２６．３　　１，９２　　４
，９４　　　７．９４　　１６．９１　　５２２．６　
　３６６．０７．５　　２２９　　２．９０’　　　６
９１　　１８．９６　　５０８．１　　３５１．７８．
７　　２．６５　　　１．３０　　６Ｊｌ　　　２０５
６　　４８４．３　　３３７．９９．９　　３，０２　
　　０．３７　　５．６５　　２１．４８　　４４９．
７　　３２５．５１１．１　　３，３８　　　０．１０
　　５５１　　２］、、７５　　４０８．６　　３１．
５，７１２．０　３．６６　　０．０５　　　５４９　
　２］、、７９　　３８１．９　　３１０．１プロセス
ガスの温度分布は、あまり反応していない看初の０．１
８ｍ（０，６フイート）は予熱温度であり、０．８５ｍ
では温度は急上昇して最大の５１７２℃に達し、１．１
６ｍでは局部的に最小の５０ｚ４°Ｃにゆっくりと下降
し−１，５５ｍで５２６．２°Ｃまで中度に上昇し、１
．５５　ｍから１．７ｍの間は実゛ｄ的に水平な温度で
あり−１，９２ｙｎで５２２．６℃に徐々に下降し、管
の残り部分では出口温度の約６８０℃まで中度に下降し
ている。

二酸化硫醒の！Ｖ化速度か最大となるのは、温度が約４
ろ８°゛Ｃに上昇てる第１域の０１６７ｍ（１，２フイ
ート）部である。３２８．２℃の入口と５０６．２℃の
約０．６１ｍ（２フイート）の間の管部分は。

温度が上昇する第１域と考えられろ、５０６．２℃の０
．６１ｍ（２フィート）部から５０８．１°Ｃの２．２
９ｍ（７，５フイート）部までの第２域に於ける反応ガ
ス温度に’Ｌ５００℃乃至５３０℃であり実質的に一定
である。この第２域では、二酸化硫黄はこの温度での平
衝濃度に向って急速に酸化されろが、平価には達しない
。５０８．１℃の２．２９ｍ　（７，５フィート）部か
ら３１８．９°Ｃの”ｒ、６６ｍ（１２，０フイート）
部までの第３域では、温度が下降するので平衝は低二酸
化硫黄比例に移動し。

残存二酸化硫黄は、妥当な小反応容積で、許容可能な低
残留水ｉ’Ｑにまで酸化されろ。最終混合ガスは、二酸
化硫黄源０．０５モルと三酸化硫黄２１．７９モルを含
有し１モル比は３３２：１以上である。

この最終混合ガスを４０℃で凝縮すると、液状三酸化硫
黄を９００モル／分（１１９ポンド゛モル／時）で生成
し、沙りの混合蒸気は、二酸化硫黄０．０７モル％、酸
素７６９モル％、三ｔψ化硫黄９２６モル％、窒素８６
．２８モル％であって１発煙硫酸又は硫酸■収塔への供
給ガスとして適当である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、化石燃料プラント及び類似物の煙道スタック
を洗浄して製造される二酸化硫黄の鴨合のように、高濃
度の二酸化硫黄源がある際に好適な本発明方法の一実施
態様である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（α）少くとも約０．５気圧の分圧の二酸化硫黄、
   少くとも約０．６７気圧の分圧の酸素を含有し酸素コニ
   「１？化硫黄のモル比が約０．７：１乃至約１：１であ
   り、且つ、全圧が約１気圧乃至約１０気圧である混合ガ
   スを、酸化バナジウム転化触媒及び白金転化触媒からな
   る群から選択される転化触媒床に栓流にて供給すること
   、 （ｈ）混合ガス温度が入口温度から４７５℃乃至約５７
   ５℃の温度に上昇する第１域、温度か約４５０℃乃至約
   ５７５℃の温度で実質的に一定である第２域及び温度が
   ４５０℃乃至約５７５℃から約６２５℃乃至約４００℃
   に低下する第３域を形成するように触媒床を冷却するこ
   と−ｆＣ１前記混合ガスを、前記の第１．第２及び第３
   域に継続して通し、前記の第２及び第３域での接触時間
   が、混合ガスの三酸化硫黄：二Ｔ浚化硫黄のモル比を少
   くとも約９９：１とするのに十分であること、 ［ｄｌ　　液状三重化硫黄を製造するため、前記の生成
   混合ガスを約６５℃乃至約４５°Ｃの温度に冷却するこ
   と。 ｆｇｌ　　前記の液状三ｉ糞化硫黄を残留ガス流から分
   離すること、の諸工程からなる三酸化硫黄の製造方法。 ２）前記混合ガスが、少くとも約０．８気圧の二酸化硫
   黄分圧、少くとも約０．６気圧の酸素分圧を有し、前記
   の酸素二二酸化硫黄のモル比が約０．７：１乃至約０８
   ：１である特許請求の範囲第１項に記載の方法、 ３）前記の二酸化硫黄分圧が、約０．８気圧乃至約０．
   ９気圧である特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４）前記第１賊の最大温度を約５００乃至約５２５℃に
   維持し、第２域を約５００乃至約５５０℃の温度に維持
   し、第３域の最低温度を約６６０乃至約６９０℃に維持
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項
   に記載の方法。 ５）工程す及Ｃをシェル内管式反応器内で行ない、前記
   混合ガスをシェル内移管の第１域、第２域及び第６域に
   通し、且つ、冷却ガスを前記シェル内の移管の外側に通
   して前記の第６域、第２域及び第１域の各々と熱交換す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項に
   記載の方法、６）生成混合ガスの三酸化硫黄二二酸化硫
   黄のモル比が少くとも約ろろ２：１である特許請求の範
   囲第１項乃至第５項に記載の方法。 ７）前記残留ガス流の少くとも１部を濃度約１０％乃至
   約２５％の発煙硫酸に吸収させるととを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第７項に記載の方法。 ８）濃度約１０％乃至約２５％の前記発煙硫酸の少くと
   も一部を、前記の液状三酸化硫黄の一部と混合すること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の方法。 ９）前記残留ガス流の少くとも１部を、約９５％乃至約
   ９９％濃度の硫酸に吸収させることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第６項に記載の方法。 １０）　　前記硫酸の少くとも１部を、前記液状三酸化
   硫黄と混合して発煙硫酸を製造することを特徴とする特
   許請求の範囲第９項に記載の方法。