用于生产硫酸的过程的制作方法

用于生产硫酸的过程的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有过程气体侧和传热介质侧的冷凝器，所述冷凝器设置为向冷凝侧的入口进料含有可冷凝组分的热的过程气体，并且进一步设置为从冷凝侧的出口取出冷却的过程气体，并且甚至进一步设置为在接近冷凝器的一端的位置取出冷凝物，并且所述具有过程气体侧的冷凝器分为过程气体冷却区和过程气体再加热区，所述过程气体冷却区设置具有冷传热介质入口和经加热传热介质出口，所述过程气体再加热区在过程气体冷却部分下游，设置为再加热过程气体，以及一种采用所述冷凝器用于冷凝和生产硫酸的方法。
【专利说明】用于生产硫酸的过程
[0001]本发明涉及一种设计用于避免下游冷凝问题的冷凝器，以及采用所述冷凝器的用于采用硫酸冷凝器由具有0.1-30% SO2和SO3 (SOx)的进料气体生产浓硫酸和发烟硫酸的过程。进料气体可源自硫和硫化合物的燃烧、来自湿洗涤源自金属硫化物烘烤的SO2气体、来自用过的硫酸和硫酸盐的热再生或来自富含H2S的烟道气的燃烧产生的气体。进料气体中高达99.995%的SOx可回收为通常为95-99.5重量％的浓硫酸和/或具有高达25重量％SO3的发烟硫酸。通过确保在冷凝器外部的不利于硫酸液滴冷凝的条件，本公开的方法涉及避免热硫酸液滴在过程设备中的腐蚀。[0002]已知通过两步催化SO2转化并在涉及中间和最终的吸收或冷凝步骤两者的过程内中间吸收SO3或冷凝H2SO4,由含有高达30体积％ SO2的强SO2气体生产浓硫酸，其中SO2转化率高达99.9%或更多。原则上，通过在液相中吸收SO3，将气相中的SO3转移至液相，而通过冷凝，将H2SO4蒸气转移至液相，其中通过与用作冷却剂的循环酸直接接触或在降膜冷凝器中，将气体冷却至低于其硫酸露点，在所述冷凝器中将气体冷却至低于其露点，并且酸在空气冷却的玻璃管的表面上冷凝。
[0003]我们的美国专利号7，361，326公开了用于由具有高达30% SO2且!120/502比率大于约I的进料气体生产浓硫酸的双冷凝过程。在该过程的第一步骤中，大多数SO2转化为SO3,随后将过程气体通向中间冷凝器，其中在通过循环酸冷却的填充塔中或在垂直的空气冷却的玻璃管中，SO3和H2SO4蒸气冷凝为浓硫酸，其中过程气体在所述管中向上流动或向下流动。后者作为在高气体速度下避免液泛的选项被提及，但是被认为带来其生产具有低浓度(70-85重量％)的硫酸的缺点，因此需要随后的浓缩阶段，例如填充塔，以达到95重量％或以上的期望的硫酸浓度。使从中间冷凝器离开的过程气体经过第二 SO2转化步骤，并且随后在加入颗粒下，通向最终的湿冷凝阶段。
[0004]在现有技术中，按照冷凝器的性质，流出冷凝器玻璃管的过程气体流为处于或接近冷凝条件的气体。冷凝的浓H2SO4高度腐蚀。因此，对于过程布局的该部分，至少在例如通过用空气稀释或加热过程流来克服冷凝条件之前，必需带有衬里表面或由玻璃制成的昂贵的设备。
[0005]类似地，在其它设置中来自冷凝器的输出可与紧接着冷凝器下游的不期望的冷凝相关，具有负面的化学或腐蚀效果。
[0006]因此，本公开的一个目的是克服与现有技术相关的缺点，其中必需设计中间设备，以克服冷凝的负面结果，例如需要承受冷凝硫酸条件。
[0007]通过提供包含以下部分的冷凝器来满足该目的:其中将含有可冷凝组分的过程气体再加热至超过冷凝条件的温度，使得从冷凝器向下游设备流动的过程气体不冷凝，并且在腐蚀性可冷凝液体的情况下，设备可通过标准碳钢制备。
[0008]就本申请的目的而言，应采用以下术语:
气体组分的露点为组分从气体混合物冷凝时的温度/压力。
[0009]在条件X下含有一种或多种在条件Y下可冷凝的组分的气体应理解为以下组合物:在条件X (温度和压力)下为气态，但是在条件Y (较低的温度和/或较高的压力)下，一部分将冷凝作为液体。当未提及条件时(即含有一种或多种可冷凝组分的气体)，条件Y假定为大气压和室温，而条件X假定为较高的温度和/或较低的压力，使得气体“超过露点”，即不冷凝。术语“可冷凝气体”应理解为在室温和大气压下含有一种或多种可冷凝组分的气体。
[0010]“冷凝器”应理解为其中在暖的过程气体与传热介质之间发生热交换的过程单元，使得如果该暖的过程气体含有可冷凝组分，则该组分在冷凝器内部冷凝。
[0011]“冷凝器的冷凝侧或过程气体侧”应理解为设置用于含有可冷凝组分流的过程气体流的冷凝器侧，无论条件是否使得实际上发生冷凝。
[0012]“冷凝器的传热介质侧”应理解为其中传热介质流动的冷凝器侧。
[0013]“冷凝物”应理解为通过冷却含有可冷凝组分的气体形成的液体。
[0014]“相对于某一位置的上游”应理解为在典型的操作期间处于更接近入口的位置。
[0015]“相对于某一位置的下游”应理解为在典型的操作期间处于更接近出口的位置。
[0016]对于冷凝器单元，上游部分和下游部分应通过过程气体侧而不是传热介质的典型的流动方向来限定。“上游过程气体冷却区”应理解为冷凝器的过程气体侧的区，其接近过程气体通向冷凝器的入口。“下游过程气体冷却区”应理解为冷凝器的过程气体侧的区，其接近过程气体离开冷凝器的出口。
[0017]“过程气体再加热区”应理解为其中再加热过程气体的冷凝器的过程气体侧的区。
[0018]逆流流动应理解为其中所述流动在相反或基本上相反的方向上的两个流。
[0019]错流应理解为其中所述流动在垂直或基本上垂直的方向上的两个流。
[0020]在整个申请中，化合物可由化学式、化学名称或俗名指代。这些应理解为完全同义的，并且不应由这种术语上的差异赋予特殊的含义。
[0021]根据本发明，通过具有过程气体侧和传热介质侧的冷凝器，满足避免冷凝问题的目的，
所述冷凝器设置为向冷凝侧的入口进料含有可冷凝组分的热的过程气体，
并且进一步设置为从冷凝侧的出口取出冷却的过程气体，
并且甚至进一步设置为在接近冷凝器的一端的位置取出冷凝物，
并且所述具有过程气体侧的冷凝器分为过程气体冷却区和过程气体再加热区，所述过程气体冷却区设置具有冷传热介质入口和经加热传热介质出口，
所述过程气体再加热区在过程气体冷却部分下游，其设置为再加热过程气体，相关益处为离开冷凝器的过程气体基本上不冷凝。
[0022]在设置使得过程气体再加热区的过程气体侧从经加热传热介质接受热能的另一实施方案中，相关益处是通过回收在冷凝器中释放的热量而有提高的热效率。
[0023]另一实施方案设置为再加热区中的传热介质和过程气体逆流流动，相关的益处是从传热介质到过程气体的改进的传热。
[0024]在另一实施方案中，冷凝器设置为再加热区中的传热介质和过程气体以错流操作，相关的益处是再加热区的简单的物理结构。
[0025]在另一实施方案中，冷凝器设置为接近过程气体入口取出冷凝物，相关的益处是改进的冷凝效率，从而避免冷凝物的随后的浓缩。
[0026]在另一实施方案中，冷凝物包含硫酸或发烟硫酸，提供具体对于硫酸或发烟硫酸生产过程的上述益处。
[0027]在另一实施方案中，冷凝器设置为过程气体侧通过玻璃与热交换介质分隔，相关的益处是在冷凝器中高程度的耐腐蚀性。
[0028]在另一实施方案中，冷凝器包含玻璃管，其设置为在玻璃管的内侧上具有过程气体流和在玻璃管的外侧上具有传热介质流，相关的益处是在过程气体侧与传热介质侧之间的热界面的高表面积。
[0029]在另一实施方案中，冷凝器包含玻璃管，其设置为在玻璃管的内侧上具有传热介质流和在玻璃管的外侧上具有过程气体流，相关的益处是玻璃管的物理取向与冷凝物的取出无关，例如，允许水平安装玻璃管。
[0030]在另一实施方案中，冷凝器还包含将冷凝区和再加热区的传热介质侧上的传热介质流分隔的流动限制元件，相关的益处是冷凝区和再加热区的热分隔。
[0031]在另一实施方案中，流动限制元件包含一个或多个与金属板连接的稳定元件，相关的益处是得到流动限制元件的高压稳定性，而与具有相同压力稳定性的大块板相比，仅需要有限量的材料。
[0032]在另一实施方案中，冷凝器还包含一个或多个湍流增强元件，相关的益处是提供过程气体与管壁的改进的接触。
[0033]在另一实施方案中，冷凝器还包含一个或多个固定元件，例如单独的凹口，相关的益处是提供将位置元件固定在管的内部而对管有最小改变的手段。
[0034]在另一实施方案中，冷凝器还包含固定肩，其为具有较小的内部横截面积的玻璃管的一部分，相关的益处是提供将位置元件固定在管的内部而不危及管的整体外部形状的手段。
[0035]在另一实施方案中，一个或多个湍流增强元件设置为通过从固定元件悬挂而固定，相关的益处是避免由于湍流增强元件的重量使液滴聚结元件变形。
[0036]在另一实施方案中，一个或多个湍流增强元件设置为通过放置在固定元件上而固定，相关的益处是避免湍流增强元件中的拉伸应力。
[0037]在另一实施方案中，冷凝器还包含液滴聚结元件，相关的益处是雾和液滴聚结，使得在再加热过程气体之前冷凝可最大化。
[0038]在另一实施方案中，固定元件接合液滴聚结元件，使得限制液滴聚结元件的移动，相关的益处是液滴聚结元件固定于再加热过程气体之前冷凝可最大化的位置。
[0039]在另一实施方案中，冷凝器还包含限制元件，其设置为限制液滴聚结元件的移动，相关的益处是进一步固定液滴聚结元件的位置。
[0040]在冷凝器具有管肩作为固定元件的另一实施方案中，限制元件还包含一个或多个具有窄的和宽的末端的片形元件，并且所述片形元件设置为用于使其宽的末端与管壁的固定肩机械接合，使得限制元件的移动受限制，相关的益处是固定液滴聚结元件的位置，在组合的液滴聚结元件和固定元件之上具有最小的额外压力损失。
[0041]在冷凝器具有一个或多个管凹口作为固定元件的另一实施方案中，限制元件还包含环形元件，所述环形元件设置为用于使其外周与固定元件机械接合，使得限制元件的移动受限制，相关的益处是与整个管壁外周稳定接触。
[0042]本发明的一个备选实施是一种用于冷凝过程气体中的硫酸和/或发烟硫酸的方法，所述方法包括以下步骤:
(i)将过程气体通向根据本公开的硫酸冷凝阶段，其中入口温度超过硫酸的露点，
(ii)将过程气体冷却至低于硫酸的露点，
(iii)冷凝和取出硫酸，和
(iv)在冷凝器阶段内再加热过程气体至超过硫酸露点，比起现有技术，其相关益处在于，由于下游冷凝的风险得以去除，所以降低对冷凝器下游耐腐蚀材料的要求。
[0043]在另一实施方案中，在步骤(iv)中再加热后，在冷凝器阶段的出口处过程气体的温度超过硫酸露点至少10°c，相关的益处是，由于下游冷凝的风险得以去除，具有足够的安全边际，所以降低对冷凝器下游耐腐蚀材料的要求。
[0044]本发明的另一备选实施涉及一种用于生产过程气体中的硫酸和/或发烟硫酸的方法，所述方法包括以下步骤:
(a)提供含有0.1-30摩尔％的SO2的进料过程气体；
(b)使进料过程气体经过第一SO2转化步骤，其中在一个或多个催化剂床中，SO2被氧化为SO3 ；
(C)将来自所述第一 SO2转化步骤的含有SO3的过程气体冷却至超过过程气体的硫酸露点0-100°C的温度；和
(d)在第一冷凝阶段中冷凝过程气体中的硫酸，
其中所述冷凝器阶段根据本公开操作，相关的益处是，为生产硫酸提供本公开的益处。
[0045]在本发明的另一实施方案中，用于生产过程气体中的硫酸和/或发烟硫酸的方法还包括以下步骤:
(e)进一步再加热来自步骤(f)的所得到的过程气体流，和使该过程气体通向第二SO2转化步骤，其中在一个或多个催化剂床中，剩余的SO2被氧化为S03，
(g)将过程气体冷却至超过其硫酸露点0-100°C的温度，和
(h)随后将过程气体通向最终的冷凝阶段，
其中冷凝器阶段(d)和(h)中的至少一个根据本公开操作，相关的益处是提供提高水平的二氧化硫去除。
[0046]另一实施方案涉及通向第二催化单元的过程气体的入口温度为350_470°C，优选350-4000C，或优选350-370°C，相关的益处是匹配催化剂床的要求，同时确保优化的热平衡和最低过量温度，这确保so2/so3平衡最优化。
[0047]另一实施方案涉及通向第二催化单元的过程气体的入口温度为400-470°C，优选400-450°C，相关的益处是提供高反应速率，从而允许小的催化剂床。
[0048]另一实施方案涉及加入富O2气体的形式的氧化剂，例如纯02，益处是，与大气空气相比，加入较少的惰性气体，这再一次导致过程设备的降低尺寸，从而导致降低的成本。
[0049]参考附图，由作为非限制性实例而给出的实施方案优选形式的以下描述，本公开的这些和其它特性将会清楚，其中:
图1显示根据现有技术由含有SO2的过程气体生产H2SO4的过程布局，
图2显示根据本公开的一个实施方案，采用本公开的冷凝器，由含有SO2的过程气体生产H2SO4的过程布局，
图3显示用于本公开的一些实施方案的冷凝器管， 图4显示包含用于本公开的一些实施方案的固定元件的管，和 图5显示用于本公开的一些实施方案的限制元件的实例。
[0050]采用2个冷凝步骤，用于SO2氧化和随后的冷凝浓硫酸的根据现有技术的过程示于图1。该过程的主要步骤包括在第一催化剂存在下在第一催化反应器140中的SO2氧化，在中间冷凝器142中冷凝产生的SO3作为硫酸，在第二催化反应器144中氧化剩余的SO2,和在最终的冷凝器146中进一步冷凝剩余的和产生的SO3,随后可将基本上清洁的过程气体送至大气。
[0051]在该过程中，温度控制是必需的，尤其因为在140和142中SO2到SO3的放热催化氧化需要最低温度，而高温限制SO2与SO3之间的平衡，使得一部分SO2将不会在较高的温度下被氧化。容易由H2O和SO3形成的更多液态H2SO4非常具有腐蚀性，而在气态则不然，因此期望保持含有H2SO4的过程气体超过露点直至冷凝，冷凝在本质上需要温度低于露点，因此需要耐腐蚀材料，例如玻璃管。具体地，该过程设计催化剂床的入口温度为370-500°C，而冷凝器142的入口温度为5-100°C，优选10-70°C，或甚至更优选20_50°C，例如超过硫酸露点约30°C。
[0052]在该过程的一个具体实施方案中，将过程气体100引向第一催化反应器140，其中发生大多数SO2氧化。该第一催化反应器可设计具有一个催化床或多个催化床，如果二氧化硫的量非常高，则期望例如在换热器130和132中取出反应热，以在降低的温度下提供反应，使得通向第一冷凝器142的入口过程气体102不受SO2与SO3之间的平衡的限制。
[0053]在中间冷凝器142中，如果SO3冷凝为H2SO4,则在出口 106处，SO3的浓度可足够高使得发生腐蚀。
[0054]中间冷凝器142设置为冷却进入冷凝器的典型温度为290°C的过程气体102。通常通过与传热介质(例如空气120)热交换而进行冷却，该传热介质处于比过程气体更低的温度。冷凝器142必须设置与过程气体和冷凝物相容，对于腐蚀性可冷凝组分，这可包括耐腐蚀，例如，由玻璃管或其它耐腐蚀材料(例如陶瓷管或用保护性涂层衬里)制成。
[0055]通常冷却区150为换热器，其中传热介质(例如空气)逆流流向过程气体。逆流流动的益处在于，在过程气体的流动方向，温度将降低，因此冷凝的潜力将提高。从而得到最高水平的冷凝。
[0056]通常冷凝器在底部垂直安装有过程气体入口 102，并且在底部收集冷凝的液体114，但是在过程气体流非常高的情况下，可优选使冷凝的液体流与气体并流，以避免溢流。
[0057]根据现有技术，操作冷凝器，使得在冷凝器的所有位置，条件处于或接近可冷凝组分的露点。这是逆流操作的自然结果，因为在冷凝器的所有位置(除了可能紧接入口之后)的温度都处于冷凝条件，并且在更下游，温度总是更低。
[0058]现在，如在图2中说明的，开发了现有技术的备选，包括根据本公开的冷凝器142，其中过程气体冷却区150后接其中加热过程气体的过程气体再加热区152。为了确保成功地再加热，冷却区的传热介质必须与再加热区分隔。这样做的一种方式是阻断传热介质从冷却区流动至再加热区。其次，必须为加热区提供热源。为加热区152提供热量的一种可能的方式是在管线122中将经加热传热介质从冷凝器的上游部分转移至在冷凝器的下游端的过程气体再加热区152的传热介质侧，从而以相对于过程气体例如为错流、并流或逆流流动的流动设置来加热过程气体侧上的过程气体。[0059]在本公开的具体实施方案中，对于H2S04/S03冷凝的过程，过程气体侧和传热介质侧可通过一侧在玻璃管中流动而分隔，以提供耐腐蚀性。
[0060]在一个实施方案中，传热介质流可在玻璃管内部，而硫酸在管的外部冷凝。在该设置中，传热介质流通过管的连接而限定，因此，控制冷凝器的哪部分取回经加热传热介质是简单的。在该设置中，加热管优选水平布置，通过产生最大的湍流流动，使得它们具有优化的热交换效率。在该设置中，冷凝器壁必须由高度耐腐蚀材料制成。
[0061]在一个备选的实施方案中，在玻璃管内部的流为含有可冷凝的H2SO4的过程气体，使得在管的内部发生冷凝，并且可在冷凝器的底部区收集冷凝物，其可位于气体入口水平面或低于气体入口，即接近冷凝器的末端。在这种情况下，在传热介质侧上的流动限制元件154是有益的，以确保在冷却部分150中用于冷却过程气体的冷传热介质避免进入过程气体再加热区152的传热介质侧。必须认识到，当将经加热传热介质引向再加热区气体时，在流动限制元件154的冷侧上的压力通常可高于暖侧上的压力，因此流动限制元件154必须设计为对于传热介质基本上流动密封，例如，通过提供耐腐蚀材料(例如含氟聚合物，包括PTFE或PFA)的垫圈，但是不需要绝对密封。
[0062]或者，除了经加热传热介质以外的其它热源可用作再加热区152的热源，主要为其它暖的过程气体，但是可使用任何其它加热手段，例如电加热。
[0063]对于其中过程气体在玻璃管内部流动的冷凝器，可制备在换热介质侧上的流动限制元件154作为分管板，其中布置与管匹配的孔。具体地，分管板可由钢板制成或由具有稳定器的基于钢板的薄片结构制成。当可冷凝组分具有腐蚀性时，板可由耐腐蚀钢或另一种耐腐蚀材料制成，或者其可通过适当的材料(例如含氟聚合物，包括PTFE或PFA)进行表面保护。
[0064]在现有技术中，对于SO3冷凝的具体过程，冷凝器通常由管制成，所述管由耐腐蚀材料(例如玻璃)制成。管通常为圆的。在管的内部，通常安装湍流增强元件(例如螺旋)以有助于传热和冷凝，并且提供材料插塞以帮助可冷凝液体的冷凝。
[0065]根据本公开，对于H2S04/S03冷凝的具体过程，冷凝器过程气体侧由耐腐蚀材料(通常为玻璃管)制成，但是也可使用由陶瓷或涂布的材料制成的管或其它几何形状。管通常可为圆的，但是它们可具有任何合适的形状。如在图3中说明的，管300可设置为安装有湍流增强元件(例如螺旋306)，通过形成湍流流动而帮助传热，具有最小的压力损失。此外，管还可设置为提供有液滴聚结元件302，例如除雾器，即材料插塞，以帮助液滴形成，从而冷凝可冷凝的液体。通过在冷凝器中引入加热区，管优选设置为在接近冷却部分的下游端布置有液滴聚结元件，并且管还可设置为在加热部分中布置有第二湍流增强元件304、308。
[0066]当在冷凝过程中使用所公开的冷凝器，其中过程气体在玻璃管300内部流动时，其可有益地设置为包括过程支持元件，例如在管内部的湍流增强元件，例如螺旋304、306、308，以及液滴聚结元件302。这些过程支持元件不是本公开的操作必要的，但是它们的存在可对本公开的效率有贡献。此外，冷凝器的具体设置可包括用于保持这些过程支持元件在正确位置的元件。
[0067]这样的冷凝过程增强元件也可带有在其它冷凝过程中的益处而使用。
[0068]在冷凝腐蚀性可冷凝液体(例如硫酸)的情况下，过程支持元件可有益地由高度耐腐蚀材料(例如含氟聚合物，包括PTFE或PFA)制成。
[0069]接近冷凝器管的冷凝区的出口，可布置液滴聚结元件302。虽然一方面重要的是在液滴聚结元件之上的压力损失低，但也重要的是，在加热区之前，液滴聚结元件能收集可冷凝组分的雾和液滴的显著部分，以确保冷凝的液体不被再加热和蒸发，而是收集为冷凝物的液滴。
[0070]通过管中的固定元件，可确保湍流增强元件的定位。这些固定元件可包括一个或多个对玻璃管内径的部分或完全限制，包括玻璃管的单独凹口 406，如图4所示，或通过降低玻璃管的直径而形成的肩410。固定元件可在湍流增强元件304、306、312的上游或下游端布置，使得通过将湍流增强元件放置在固定元件上或通过从固定元件悬挂，固定湍流增强元件的位置。
[0071]还可能有益的是，限制液滴聚结302元件的移动，使得冷凝过程气体不改变液滴聚结元件的位置。如在图3和图4中说明的，可通过管306、310、406、410的一个或多个凹口而实现这一点，包括形成肩310、410。此外，冷凝器可设置为液滴聚结元件302在另外的限制元件306上放置，限制元件306接触管的一个或多个凹口，并且支撑液滴聚结元件，或者如在图3A中说明的，其中湍流增强元件304固定液滴聚结元件302的位置。在图5中，显示这些另外的限制元件的具体实例，包括设置为放置在一个或多个凹口上的环，例如500和502，或者在管的肩收缩的情况下，限制元件与管壁具有仅很少的接触点，例如设置为放置在管收缩上的板504、十字形元件506、具有突出的环508或伸长的元件510，围绕它们可布置液滴聚结元件。对于所有这些元件，共同的是它们限制液滴聚结元件的自由移动，使得液滴聚结元件的位置被适当限定，并且在液滴进入再加热区之前完成冷凝。
[0072]使用所公开的冷凝器的另一益处包括用作烟道(stack)之前最终的冷凝器。在现有技术中，常见的实践是在该位置加入热的稀释空气，以避SH2SO4冷凝，但是在根据本公开的冷凝器中再利用传热介质中的热能更有效地避免这些问题。
实施例
[0073]实施例1
根据现有技术的第一示例性实施方案包括在WSA硫酸设备中处理含有H2S的尾气。该过程由3个步骤组成:
A)燃烧，H2S被氧化为SO2
B)SO2转化，SO2与O2反应并且转化为SO3
C)冷凝，SO3水合为H2SO4(气)，并且冷凝为H2SO4 (液)
根据图1，该过程在表I所示的过程条件下操作，使得冷凝器的过程气体出口温度低于硫酸露点，冷凝器下游需要耐腐蚀材料。
[0074]表I
【权利要求】
1.一种具有过程气体侧和传热介质侧的冷凝器， 所述冷凝器设置为向冷凝侧的入口进料含有可冷凝组分的热的过程气体， 并且进一步设置为从所述冷凝侧的出口取出冷却的过程气体， 并且甚至进一步设置为在接近所述冷凝器的一端的位置取出冷凝物， 并且所述具有过程气体侧的冷凝器分为过程气体冷却区和过程气体再加热区， 所述过程气体冷却区设置具有冷传热介质入口和经加热传热介质出口， 所述过程气体再加热区在所述过程气体冷却部分下游，设置为再加热所述过程气体。
2.权利要求1的冷凝器，其中所述冷凝器设置为所述过程气体再加热区的过程气体侧从所述经加热传热介质接受热能。
3.权利要求2的冷凝器，其设置为所述再加热区中的传热介质和过程气体以逆流流动。
4.权利要求2的冷凝器，其设置为所述再加热区中的传热介质和过程气体以错流操作。
5.上述权利要求中的任一项的冷凝器，其中所述冷凝物包含硫酸或发烟硫酸。
6.上述权利 要求中的任一项的冷凝器，其中所述冷凝器设置为所述过程气体侧与所述热交换介质侧通过玻璃分隔。
7.上述权利要求6的冷凝器，所述冷凝器包含一个或多个玻璃管，其设置为在所述玻璃管的内侧上具有过程气体流和在所述玻璃管的外侧上具有传热介质流。
8.上述权利要求7的冷凝器，所述冷凝器包含一个或多个玻璃管，其设置为在所述玻璃管的内侧上具有传热介质流和在所述玻璃管的外侧上具有过程气体流。
9.上述权利要求中的任一项的冷凝器，所述冷凝器还包含流动限制元件，其将所述冷凝区和所述再加热区的传热介质侧上的传热介质流分隔。
10.权利要求9的冷凝器的流动限制元件，其设置作为与金属板连接的稳定元件。
11.一种用于冷凝过程气体中的硫酸和/或发烟硫酸的方法，所述方法包括以下步骤: (i)将所述过程气体通向根据权利要求1-10中任一项的硫酸冷凝阶段，其中所述入口温度超过硫酸的露点， (ii)将所述过程气体冷却至低于硫酸的露点， (iii)冷凝和取出硫酸，和 (iv)在所述冷凝器阶段内再加热所述过程气体至超过硫酸露点。
12.权利要求11的方法，其中在步骤(iv)中再加热后，在所述冷凝器阶段的出口处所述过程气体的温度超过硫酸的露点至少10°C。
13.一种用于生产过程气体中的硫酸和/或发烟硫酸的方法，所述方法包括以下步骤: (a)提供含有0.1-30摩尔％的SO2的进料过程气体； (b)使所述进料过程气体经过第一SO2R化步骤，其中在一个或多个催化剂床中，SO2被氧化为SO3 ； (c)将来自所述第一SO2转化步骤的含有SO3的过程气体冷却至超过所述过程气体的硫酸露点0-100°C的温度；和(d)在第一冷凝阶段中冷凝所述过程气体中的硫酸， 其中所述冷凝器阶段根据权利要求11或12中的任一项操作。
14.权利要求13的用于生产过程气体中的硫酸和/或发烟硫酸的方法，所述方法还包括以下步骤: (e)进一步再加热来自步骤(f)的所得到的过程气体流，和将该过程气体通向第二SO2转化步骤，其中在一个或多个催化剂床中，剩余的SO2被氧化为S03， (g)将所述过程气体冷却至超过其硫酸露点0-100°C的温度，和 (h)随后将所述过程气体通向最终的冷凝阶段， 其中冷凝器阶段(d)和(h)中的至少一个根据权利要求22或23中的任一项操作。
15.权利要求13或14的 方法，其中所述氧化剂以富O2气体的形式加入，例如纯02。
【文档编号】B01D5/00GK103547348SQ201280016203
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月16日 优先权日:2011年4月6日
【发明者】M.利克, H.A.汉森, J.A.拉斯姆森 申请人:赫多特普索化工设备公司