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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure, bei dem ein Schwefeloxid enthaltendes Ausgangsgas mit molekularem Sauerstoff in wenigstens einem Kontakt mit wenigstens einer Kontaktstufe zumindest teilweise zu Schwefeltrioxid reagiert und bei dem das erzeugte schwefeltrioxidhaltige Gas in einem Absorber geführt und dort zu Schwefelsäure umgesetzt wird. Um der ersten Kontaktstufe, bezogen auf die eingesetzte Schwefeldioxidmenge, bei zumindest gleicher Kapazität der Anlage und unter Verwendung konventioneller Katalysatoren nur geringe Gasvolumina zuführen zu müssen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, der ersten Kontaktstufe ein Kontaktgas mit einem Schwefeldioxidgehalt von mehr als 16 Vol.-% und mit einem volumetrischen Verhältnis von Schwefeldioxid zu Sauerstoff von mehr als 2,67 : 1 zuzuführen.The present invention relates to a process and a plant for the production of sulfuric acid in which a sulfur dioxide-containing starting gas reacts with molecular oxygen in at least one contact with at least one contact stage at least partially to sulfur trioxide and wherein the generated sulfur trioxide-containing gas in an absorber out and there Sulfuric acid is reacted. To the first contact stage, based on the amount of sulfur dioxide, at least the same capacity of the system and using conventional catalysts to supply only small volumes of gas, the invention proposes that the first contact stage, a contact gas with a sulfur dioxide content of more than 16 vol .-% and with a volumetric ratio of sulfur dioxide to oxygen of more than 2.67: 1.
    公开号:DE102004022506A1
    申请号:DE102004022506
    申请日:2004-05-05
    公开日:2005-12-08
    发明作者:Karl-Heinz Dipl.-Ing. Daum；Jan Dipl.-Ing. Rieder；Hannes Dipl.-Ing. Storch
    申请人:Outokumpu Oyj；
    IPC主号:C01B17-765
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung vonSchwefelsäure,bei dem ein Schwefeldioxid enthaltendes Ausgangsgas mit molekularemSauerstoff in wenigstens einem Kontakt mit wenigstens einer Kontaktstufezumindest teilweise zu Schwefeltrioxid reagiert und bei dem daserzeugte schwefeltrioxidhaltige Gas in einen Absorber geführt unddort zu Schwefelsäureumgesetzt wird, sowie eine entsprechende Anlage.TheThe present invention relates to a process for the preparation ofSulfuric acid,in the sulfur dioxide-containing starting gas with molecularOxygen in at least one contact with at least one contact stageat least partially reacts to sulfur trioxide and in which theproduced sulfur dioxide-containing gas in an absorber andthere to sulfuric acidimplemented, as well as a corresponding facility.
    [0002] Herkömmlicherweiseerfolgt die Herstellung von Schwefelsäure nach dem sogenannten Doppelabsorptions-Verfahren,das in Ullmann'sEncyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, Band A25, Seiten635 bis 700, beschrieben ist. Zur Katalyse der Oxidation von Schwefeldioxidzu Schwefeltrioxid werden üblicherweiseVanadiumpentoxid als aktive Komponente enthaltende Katalysatorenmit einem Arbeitsbereich von 380 bis 640 °C eingesetzt. Während beiTemperaturen von über640 °C eineirreversible Schädigungdes Katalysators erfolgt, ist dieser bei Temperaturen unterhalbvon 380 °Cinaktiv. Um eine Schädigungdes Katalysators zu vermeiden, werden diesem üblicherweise Ausgangsgase miteinem Schwefeldioxidgehalt von maximal 13 Vol.-% aufgegeben, dasich bei Einsatz höherkonzentrierter Gase in dem Katalysatorbett aufgrund der Exothermieder Oxidationsreaktion zu hohe Temperaturen einstellen. Dies hatzur Folge, dass höherkonzentrierte Gase vor der Aufgabe auf den Katalysator zunächst mitLuft und/oder technischem Sauerstoff verdünnt und entsprechend große Gasvoluminadurch den Katalysator geführtwerden müssen.Insbesondere bei der Nutzung von pyrometallurgischen Abgasen alsschwefeldioxidhaltigen Ausgangsgasen, welche etwa bei der Röstung unddem Schmelzen von sulfidischen Kupfer- oder Nickelkonzentraten erzeugt werdenund typischerweise ei nen Schwefeldioxidgehalt von 20 bis 60 Vol.-%oder mehr aufweisen, ist somit ein großer Verdünnungsfaktor notwendig. Dies führt zu unverhältnismäßig hohenInvestitions- und Betriebskosten der Schwefelsäureanlage.traditionally,the production of sulfuric acid takes place according to the so-called double absorption process,that in Ullmann'sEncyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Volume A25, pages635 to 700, is described. For the catalysis of the oxidation of sulfur dioxideto sulfur trioxide are usuallyVanadium pentoxide as the active component-containing catalystsused with a working range of 380 to 640 ° C. While atTemperatures of over640 ° C oneirreversible damageof the catalyst, this is at temperatures belowfrom 380 ° Cinactive. To injuryOf the catalyst to avoid this are usually starting gasesa sulfur dioxide content of up to 13 vol .-% abandoned sinceHigher in useconcentrated gases in the catalyst bed due to the exothermset the oxidation reaction too high temperatures. this hasresult in higherconcentrated gases before the task on the catalyst initially withAir and / or technical oxygen diluted and correspondingly large volumes of gaspassed through the catalystNeed to become.In particular, in the use of pyrometallurgical exhaust gases asSulfur dioxide-containing starting gases, which approximately in the roasting andthe melting of sulfide copper or nickel concentrates are producedand typically a sulfur dioxide content of 20 to 60 vol.%or more, thus, a large dilution factor is necessary. This leads to disproportionately highInvestment and operating costs of the sulfuric acid plant.
    [0003] Nebender Temperatur wird die Ausbeute an Schwefeltrioxid maßgeblichdurch das volumetrische Verhältnisvon Schwefeldioxid zu Sauerstoff in dem Ausgangsgas beeinflusst.Vereinfacht lassen sich die bei der Oxidation von Schwefeldioxidzu Schwefeltrioxid mittels herkömmlicherVanadiumpentoxidkatalysatoren ablaufenden Teilreaktionen durch folgende Formeln: SO2 + V2O5 ⇔ SO3 + V2O4 V2O4 + ½O2 ⇔ V2O5, beschreiben,was einer Gesamtreaktion von SO2 + ½O2 ⇔ SO3 entspricht.Nach dem Prinzip von Le Châtelierist daher mit zunehmendem Schwefeldioxidpartialdruck in dem Ausgangsgaseine höhereAusbeute an Schwefeltrioxid zu erwarten. Aus diesem Grund wird inder Praxis fürdie Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid, bezogen aufdie SO2-Menge, eine überstöchiometrische Menge an Sauerstoffeingesetzt, nämlicheine O2-Menge entsprechend einem volumetrischenVerhältnisO2/SO2 von größer 0,75, vorzugsweiseentsprechend einem Verhältnisvon 1 bis 1,2 korrespondierend zu einem volumetrischen Verhältnis SO2/O2 von 1:1 bis1:0,83. Daher müssen diein der Regel durch Schwefelverbrennung gewonnenen schwefeldioxidhaltigenAusgangsgase abgesehen von der Notwendigkeit, den Schwefeldioxidgehaltauf einen Wert unterhalb von 13 Vol.-% einzustellen, auch zwecksEinstellung eines günstigenVolumenverhältnissesvon O2 zu SO2 mitLuft oder technischem Sauerstoff weiter verdünnt werden, was zu den entsprechendgroßendurch den Katalysator zu führendenGasvolumina und zu den entsprechend hohen Investitions- und BetriebskostenherkömmlicherSchwefelsäureanlagenbeiträgt.In addition to the temperature, the yield of sulfur trioxide is significantly influenced by the volumetric ratio of sulfur dioxide to oxygen in the starting gas. In a simplified manner, the partial reactions taking place in the oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide by means of conventional vanadium pentoxide catalysts can be described by the following formulas: SO 2 + V 2 O 5 ⇔ SO 3 + V 2 O 4 V 2 O 4 + ½O 2 ⇔V 2 O 5 , describe what an overall reaction of SO 2 + ½O 2 ⇔ SO 3 equivalent. According to the principle of Le Châtelier, therefore, a higher yield of sulfur trioxide is to be expected with increasing sulfur dioxide partial pressure in the starting gas. For this reason, in practice for the oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide, based on the amount of SO 2 , a superstoichiometric amount of oxygen is used, namely an O 2 amount corresponding to a volumetric ratio O 2 / SO 2 of greater than 0.75 , preferably corresponding to a ratio of 1 to 1.2 corresponding to a volumetric ratio SO 2 / O 2 of 1: 1 to 1: 0.83. Therefore, apart from the need to adjust the sulfur dioxide content to a level below 13% by volume, the sulfur dioxide-containing source gases generally obtained by sulfur combustion must also be further diluted with air or technical oxygen to set a favorable volume ratio of O 2 to SO 2 , which contributes to the correspondingly large volumes of gas to be led through the catalyst and to the correspondingly high investment and operating costs of conventional sulfuric acid plants.
    [0004] Umdiesen Nachteilen zu begegnen, wurden bereits Verfahren zur Schwefelsäureherstellungvorgeschlagen, bei denen dem Katalysator Ausgangsgase mit einemSchwefeldioxidgehalt von mehr als 13 Vol.-% zugeführt werdenkönnen.AroundTo overcome these disadvantages have already been processes for sulfuric acid productionproposed in which the catalyst output gases with aSulfur dioxide content of more than 13 vol .-% are suppliedcan.
    [0005] Einigedieser Verfahren sehen einen alternativen Katalysator vor, der auchbei höherenTemperaturen als 640 °Cbetrieben werden kann (WO 99/36175 A1).SomeThese methods provide an alternative catalyst which alsoat higherTemperatures as 640 ° Ccan be operated (WO 99/36175 A1).
    [0006] Inder DE-OS 20 26 818 wirdein Verfahren zur katalytischen Oxidation von Schwefeldioxid zur Schwefeltrioxidin mehreren Kontaktstufen mit einer Zwischenabsorption des gebildetenSchwefeltrioxids offenbart, bei dem die Ausgangsgase vor dem Einbringenin die erste Kontaktstufe mit Verdünnungsluft und mit aus Oleumausgetriebenem Schwefeltrioxid auf eine Schwefeldioxidkonzentrationvon 10 bis 20 Gew.-% verdünntwerden. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch der für die kontinuierlicheAustreibung von Schwefeltrioxid aus Oleum notwendige apparativeund verfahrenstechnische Aufwand und die vergleichsweise geringeAusnutzung des Schwefeldioxids in der ersten Kontaktstufe, da nurSchwefeltrioxid, nicht aber die Reaktionspartner Schwefeldioxidund Sauerstoff, rezirkuliert werden.In the DE-OS 20 26 818 discloses a process for the catalytic oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide in multiple stages of contact with intermediate absorption of the sulfur trioxide formed, in which the starting gases are brought to a sulfur dioxide concentration of 10 to 20% by weight before introduction into the first contact stage with dilution air and with oleum-driven sulfur trioxide. % diluted. A disadvantage of this method, however, is the equipment and process complexity required for the continuous expulsion of sulfur trioxide from oleum and the comparatively low utilization of sulfur dioxide in the first contact stage, since only sulfur trioxide, but not the reactants sulfur dioxide and oxygen, are recirculated.
    [0007] UmAusgangsgase mit einem Schwefeldioxidgehalt von 13 bis zu 66 Vol.-%unter Verwendung konventioneller Katalysatoren kostengünstig zu Schwefelsäure verarbeitenzu können,wird in der DE 10249 782 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure vorgeschlagen,bei dem aus einer der letzten Hauptkontaktstufe vorgeschaltetenKontaktstufe ein Teilstrom des schwefeldioxid- und schwefeltrioxidhaltigenGases abgezogen, dieser Teilstrom mit dem Ausgangsgas zu einem Kontaktgasmit einem Schwefeldioxidgehalt von mehr als 13 Vol.-% vermischtund in die erste Kontaktstufe zurückgeführt wird. Aufgrund der Verdünnung desAusgangsgases werden allerdings auch bei diesem Verfahren vergleichsweisegroßeGasvolumina durch den Katalysator geführt.To use source gases having a sulfur dioxide content of 13 to 66% by volume using Conventional catalysts cost to process sulfuric acid is in the DE 102 49 782 A1 proposed a method for the production of sulfuric acid, in which withdrawn from one of the last main contact stage upstream contact stage, a partial stream of the sulfur dioxide and sulfur trioxide containing gas, this partial stream mixed with the starting gas to a contact gas with a sulfur dioxide content of more than 13 vol .-% and in the first contact stage is returned. Due to the dilution of the starting gas, however, comparatively large gas volumes are also passed through the catalyst in this process.
    [0008] Ausder US 2,180,727 schließlich istein Verfahren zur katalytischen Umsetzung von Schwefeldioxid zuSchwefeltrioxid mit drei Kontaktstufen bekannt, bei dem der erstenKontaktstufe ein Kontaktgas mit einer maximalen Schwefeldioxidkonzentrationvon 16 Vol.-%, einem Verhältnisvon Schwefeldioxid zu Sauerstoff von maximal 2,67:1 und einer Temperaturvon 412 bis 415 °Czugeführtwird und das aus der ersten Kontaktstufe abgezogene schwefeltrioxidhaltigeProzessgas nach der katalytischen Umsetzung zwecks Kühlung undEinstellung eines überstöchiometrischenSauerstoffgehaltes mit einem entsprechenden Volumen an Luft vermischtwird, bevor das resultierende Gasgemisch der zweiten Kontaktstufezugeführtund dort weiter oxidiert wird. Das aus der zweiten Kontaktstufeaustretende Gas wird erneut gekühltund zur Einstellung eines überstöchiometrischenVerhältnissesvon Schwefeldioxid zu Sauerstoff mit Sauerstoff versetzt und einerdritten Kontaktstufe zugeführt,bevor schließlichdas aus der dritten Kontaktstufe austretende Gas zwecks Bildung vonSchwefelsäureeiner Absorptionsstufe zugeführt wird.Allerdings ist auch dieses Verfahren bezüglich der Maximalkonzentrationan Schwefeldioxid in dem der ersten Kontaktstufe zugeführten Ausgangsgaslimitiert, so dass großeGasvolumina durch die einzelnen Kontaktstufen geführt werdenmüssen.Zudem altert der eingesetzte Vanadiumkatalysator bei den gewählten Verfahrensbedingungenund wird nach einer gewissen Zeit inaktiv.From the US 2,180,727 Finally, a method for the catalytic conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide having three contact stages is known in which the first contact stage, a contact gas having a maximum sulfur dioxide concentration of 16 vol .-%, a ratio of sulfur dioxide to oxygen of not more than 2.67: 1 and a temperature is fed from 412 to 415 ° C and the withdrawn from the first contact stage sulfur trioxide-containing process gas after the catalytic reaction for the purpose of cooling and adjusting a superstoichiometric oxygen content with a corresponding volume of air is mixed before the resulting gas mixture is fed to the second contact stage and further oxidized there , The gas leaving the second contact stage is recooled and oxygen is added to adjust a superstoichiometric ratio of sulfur dioxide to oxygen and fed to a third stage of contact before finally the gas leaving the third stage is fed to an absorption stage to form sulfuric acid. However, this method is also limited with respect to the maximum concentration of sulfur dioxide in the starting gas supplied to the first contact stage, so that large gas volumes must be conducted through the individual contact stages. In addition, the vanadium catalyst used ages at the selected process conditions and becomes inactive after a certain time.
    [0009] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es daher, die kostengünstige Herstellungvon Schwefelsäureauf der Basis konzentrierter Ausgangsgase zu ermöglichen, insbesondere ein Verfahrenzur Herstellung von Schwefelsäurebereitzu stellen, in dem der ersten Kontaktstufe, bezogen auf dieeingesetzte Schwefeldioxidmenge, nur geringe Gasvolumina zuzuführen sind.taskIt is therefore the object of the present invention to produce inexpensivelyof sulfuric acidon the basis of concentrated starting gases, in particular a methodfor the production of sulfuric acidbereitzu provide in the first contact stage, based on theused amount of sulfur dioxide, only small volumes of gas are to be supplied.
    [0010] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei demder ersten Kontaktstufe ein Kontaktgas mit einem Schwefeldioxidgehaltvon mehr als 16 Vol.-% und mit einem volumetrischen Verhältnis vonSchwefeldioxid zu Sauerstoff von mehr als 2,67:1 zugeführt wird.According to the invention thisProblem solved by a method of the type mentioned, in whichthe first contact stage, a contact gas with a sulfur dioxide contentgreater than 16% by volume and with a volumetric ratio ofSulfur dioxide is added to oxygen of more than 2.67: 1.
    [0011] Überraschenderweisekonnte im Rahmen der vorliegenden Erfindung gefunden werden, dass diekatalytische Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid miteinem unterstöchiometrischen Sauerstoffgehalt,nämlicheinem volumetrischen SO2/O2-Verhältnis vonmehr als 2,67:1 oder gar mehr als 10:1, dauerhaft betrieben werdenkann, wenn das Ausgangsgas einen SO2-Gehaltvon mehr als 16 Vol.-% aufweist. Der Einsatz gewöhnlicher, Vanadiumpentoxidenthaltender Katalysatoren ist möglich, wobeiauch im industriellen Maßstabohne Schädigungdes Katalysators eine zufriedenstellende Ausbeute erreicht werdenkann. Aufgrund des vergleichsweise hohen SO2-Gehalteseinerseits und des vergleichsweise geringen Sauerstoffgehalts andererseitswerden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, derersten Kontaktstufe, bezogen auf die SO2-Menge, beträchtlichgeringere Volumina an Ausgangsgas zugeführt als beim Stand der Technik.Hierdurch reduzieren sich die Investitionskosten für die zurVerfahrensdurchführungbenötigteAnlage erheblich. Insbesondere ist bei diesem mit 50 bis 150 l/tato(Tagestonne) gegenüberden herkömmlicherweisebenötigten160 bis 250 l/tato Ausgangsgas eine substantiell niedrigere spezifischeMenge an Katalysator erforderlich. Die Verschiebung des Gleichgewichts derOxidationsreaktion infolge des hohen SO2-Gehaltesauf Seiten der Produkte wird durch den, bezogen auf die SO2-Menge, unterstöchiometrischen Sauerstoffgehalt,welcher das thermodynamische Gleichgewicht der Oxidationsreaktionauf Seiten der Edukte verschiebt, kompensiert. Durch eine entsprechende Einstellungdes SO2-Gehaltes einerseits und des volumetrischenVerhältnisses vonSO2/O2 andererseits kannsomit die Temperatur in der Kontaktstufe auf einen unterhalb deszu einer irreversiblen Schädigung desKatalysators führendenWert, im Falle des Einsatzes von Vanadiumpentoxid auf eine Temperatur vonmaximal 640°C,justiert und so eine Überhitzung desKatalysators vermieden werden.Surprisingly, it has been found in the context of the present invention that the catalytic oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide with a substoichiometric oxygen content, namely a volumetric SO 2 / O 2 ratio of more than 2.67: 1 or even more than 10: 1, permanently can be operated when the starting gas has an SO 2 content of more than 16 vol .-%. The use of ordinary, vanadium pentoxide-containing catalysts is possible, and even on an industrial scale without damaging the catalyst, a satisfactory yield can be achieved. Due to the comparatively high SO 2 content on the one hand and the comparatively low oxygen content on the other hand, significantly lower volumes of starting gas are supplied in the inventive method, the first contact stage, based on the amount of SO 2 than in the prior art. This considerably reduces the investment costs for the system required for carrying out the process. In particular, in this case with 50 to 150 l / tato (daytime) compared to the conventionally required 160 to 250 l / tato starting gas, a substantially lower specific amount of catalyst is required. The shift in the equilibrium of the oxidation reaction due to the high SO 2 content on the side of the products is compensated by the, based on the amount of SO 2 , stoichiometric oxygen content, which shifts the thermodynamic equilibrium of the oxidation reaction on the side of the educts. By an appropriate adjustment of the SO 2 content on the one hand and the volumetric ratio of SO 2 / O 2 on the other hand, thus, the temperature in the contact stage to a value leading to irreversible damage to the catalyst, in the case of the use of vanadium pentoxide to a temperature of a maximum of 640 ° C, adjusted and so avoid overheating of the catalyst.
    [0012] Vorzugsweiseweist das der ersten Kontaktstufe zugeführte Kontaktgas einen Schwefeldioxidgehaltvon mehr als 20 Vol.-%, insbesondere bevorzugt von mehr als 40 Vol.-%,besonders bevorzugt von mehr als 60 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt vonmehr als 80 Vol.-% und höchstbevorzugt von mehr als 90 Vol.-% auf. Auf diese Weise sind die der erstenKontaktstufe zuzuführendenMengen an Kontaktgas, bezogen auf die SO2-Menge,besonders niedrig.Preferably, the contact gas supplied to the first contact stage has a sulfur dioxide content of more than 20% by volume, more preferably more than 40% by volume, more preferably more than 60% by volume, most preferably more than 80% by volume. %, and most preferably more than 90% by volume. In this way, the amounts of contact gas to be supplied to the first contact stage, based on the amount of SO 2 , are particularly low.
    [0013] Umeine irreversible Schädigungdes Katalysators infolge von Überhitzungzu vermeiden, beträgt dasvolumetrische Verhältnisvon SO2 zu Sauerstoff des der ersten KontaktstufezugeführtenKontaktgases, in Abhängigkeitvon der Menge an SO2, vorzugsweise mehrals 4:1, besonders bevorzugt mehr als 6:1, ganz besonders bevorzugtmehr als 8:1 und höchstbevorzugt mehr als 10:1.To irreversible damage to the cataly To avoid sators due to overheating, the volumetric ratio of SO 2 to oxygen of the first contact stage supplied contact gas, depending on the amount of SO 2 , preferably more than 4: 1, more preferably more than 6: 1, most preferably more than 8: 1 and most preferably more than 10: 1.
    [0014] Indem erfindungsgemäßen Verfahrenkönnenprinzipiell alle, auf jegliche dem Fachmann bekannte Weise hergestellte,konzentrierte schwefeldioxid- und sauerstoffhaltige Gasgemische,bspw. entsprechende in pyrometallurgischen Anlagen erzeugte Gase,als Ausgangsgase eingesetzt werden. Insbesondere durch Verbrennungvon elementarem Schwefel mit technischem Sauerstoff, welcher vorzugsweiseeinen Sauerstoffgehalt von mindestens 95 bis 98 Vol.-% aufweist,gewonnene Gasgemische, bevorzugt solche mit einem Schwefeldioxidgehalt von80 bis 99,99 Vol.-%, einem Sauerstoffgehalt von 0,01 bis 10 Vol.-%und einem Gehalt an molekularem Stickstoff oder anderen Inertgasenvon 0 bis maximal 10 Vol.-% und besonders bevorzugt solche mit einem Schwefeldioxidgehaltvon 90 bis 95 Vol.-%, einem Sauerstoffgehalt von 3 bis 7 Vol.-%und mit einem Gehalt an molekularem Stickstoff oder anderen Inertgasenvon 0 bis maximal 5 Vol.-%, oder mit anderen Verfahren erzeugteGasgemische gleicher Zusammensetzung haben sich als geeignete Ausgangsgaseerwiesen. Diese könnender ersten Kontaktstufe unverdünntoder nach Verdünnungmit Luft oder bevorzugt technischem Sauerstoff zur Einstellung eines geeignetenvolumetrischen Verhältnissesvon SO2/O2 und einemgeeigneten SO2-Gehalt zugeführt werden. Einbesonderer Vorteil dieser Ausführungsformbesteht darin, dass aufgrund der Abwesenheit bzw. des geringen Anteilsan molekularem Stickstoff in dem Kontaktgas die mit dem erfindungsgemäßen Verfahrenerhaltene Schwefelsäurekeine oder zumindest, verglichen mit dem nach dem Stand der Technikbekannten Verfahren, in denen Luft mit einem N2-Gehalt vonetwa 78 Vol.-% als Verbrennungsgas eingesetzt werden, um eine Größenordnunggeringere Verunreinigungen an Stickstoffoxiden (NOx)enthält.Dementsprechend entstehen, in Abhängigkeit von der Reinheit deszur Verbrennung des Schwefels und/oder des ggf. zur Verdünnung desschwefeldioxidhaltigen Ausgangsgases eingesetzten technischen Sauerstoffs,keine oder allenfalls sehr geringe Abgasmengen, so dass die, bezogenauf die Menge an gebildeter Schwefelsäure, spezifischen Emissionenim Vergleich zu den herkömmlichenVerfahren substanziell geringer sind. Des weiteren wird für die Durchführung deserfindungsgemäßen Verfahrens,sofern kein Verdünnungsgasoder technischer Sauerstoff anstelle von Luft als Verdünnungsgaseingesetzt wird, kein Trockenturm zur Trocknung der Umgebungsluftbenötigt.In principle, all the concentrated sulfur dioxide and oxygen-containing gas mixtures produced in any manner known to those skilled in the art, for example corresponding gases produced in pyrometallurgical plants, can be used as starting gases in the process according to the invention. In particular, by combustion of elemental sulfur with technical oxygen, which preferably has an oxygen content of at least 95 to 98 vol .-%, gas mixtures obtained, preferably those having a sulfur dioxide content of 80 to 99.99 Vol .-%, an oxygen content of 0.01 to 10% by volume and a content of molecular nitrogen or other inert gases of 0 to a maximum of 10% by volume and more preferably those having a sulfur dioxide content of 90 to 95% by volume, an oxygen content of 3 to 7% by volume and having a content of molecular nitrogen or other inert gases from 0 to a maximum of 5 vol .-%, or produced by other methods gas mixtures of the same composition have been found to be suitable starting gases. These can be supplied to the first stage of contact neat or after dilution with air or preferably technical oxygen to set a suitable volumetric ratio of SO 2 / O 2 and a suitable SO 2 content. A particular advantage of this embodiment is that due to the absence or the low proportion of molecular nitrogen in the contact gas, the sulfuric acid obtained by the process according to the invention no or at least, compared with the known in the prior art method in which air with a N 2 content of about 78 vol .-% are used as combustion gas to an order of magnitude lower impurities in nitrogen oxides (NO x ) contains. Accordingly, depending on the purity of the used for the combustion of sulfur and / or possibly for dilution of the sulfur dioxide containing starting gas technical oxygen, no or at most very small amounts of exhaust gas, so that, based on the amount of sulfuric acid formed, specific emissions in Substantially lower compared to the conventional methods. Furthermore, for carrying out the method according to the invention, if no diluent gas or technical oxygen is used instead of air as a diluent gas, no drying tower for drying the ambient air is needed.
    [0015] Grundsätzlich kannin dem erfindungsgemäßen Verfahrenjeder dem Fachmann zur Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxidgeeignete Katalysator eingesetzt werden. Gute Ergebnisse werdeninsbesondere mit herkömmlichen,Vanadiumpentoxid enthaltenden Katalysatoren erhalten. Auch eisenhaltigeKatalysatoren, insbesondere körnige Katalysatorenbestehend aus einem porösenTräger, vorzugsweisemit einer BET-Oberflächevon 100 bis 2000 m2/g und einem SiO2-Gehalt von mindestens 90 Gew.-%, sowieeiner 10 bis 80 Gew.-% Eisen enthaltenden Aktivkomponente, wobeidas Gewichtsverhältnisvon Trägerzu Aktivkomponente besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 100liegt, haben sich bewährt.In principle, any catalyst suitable for the oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide, which is suitable for the oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide, can be used in the process according to the invention. Good results are obtained in particular with conventional catalysts containing vanadium pentoxide. Also iron-containing catalysts, especially granular catalysts consisting of a porous support, preferably having a BET surface area of 100 to 2000 m 2 / g and a SiO 2 content of at least 90 wt .-%, and a 10 to 80 wt .-% Active component containing iron, wherein the weight ratio of carrier to active component is particularly preferably in the range of 1 to 100, have proven useful.
    [0016] ImFalle von vanadiumpentoxidhaltigen Katalysatoren bspw. hat sicheine Eintrittstemperatur des Kontaktgases in die erste Kontaktstufevon etwa 450°Cund insbesondere von etwa 470°Cals besonders geeignet erwiesen. Bei Einsatz körniger Katalysatoren bestehendaus einem porösenSiO2-Träger miteiner 10 bis 80 Gew.-% Eisen enthaltenden Aktivkomponente liegtdie Eintrittstemperatur in diesem Katalysator vorzugsweise bei etwa500°C, besondersbevorzugt bei etwa 520°Cund ganz besonders bevorzugt bei etwa 540°C.In the case of vanadium pentoxide-containing catalysts, for example, an inlet temperature of the contact gas in the first contact stage of about 450 ° C and in particular of about 470 ° C has been found to be particularly suitable. When using granular catalysts consisting of a porous SiO 2 support with an active component containing 10 to 80 wt .-% iron, the inlet temperature in this catalyst is preferably about 500 ° C, more preferably about 520 ° C and most preferably about 540 ° C.
    [0017] Vorzugsweisewird das Kontaktgas der ersten Kontaktstufe mit einem Druck von1 bis 30 bar und besonders bevorzugt mit einem Druck von 3 bis 12bar zugeführt.Auf diese Weise wird zum einen die tatsächlich der ersten KontaktstufezugeführteGasmenge weiter reduziert und zum anderen verschiebt sich aufgrunddes erhöhtenDrucks die Lage des thermodynamischen Gleichgewichts der Oxidationsreaktionauf Seiten von SO3. Da die SO3-Ausbeute insbesonderevon vier Parametern, nämlichder Temperatur, dem Druck, der SO2-Mengeund dem SO2/O2-Verhältnis inder ersten Kontaktstufe abhängt,könnenaufgrund des erhöhtenDrucks befriedigende Ausbeuten an Schwefeltrioxid selbst mit einembesonders hohen SO2/O2-Verhältnis erhalten werden.Bei dieser Ausführungsformhat es sich zudem als zweckmäßig erwiesen,bereits das Ausgangsgas unter dem gewählten Druck herzustellen, indembspw. bei der Verbrennung von elementarem Schwefel sowohl der flüssige Schwefelals auch der zur Verbrennung eingesetzte technische Sauerstoff bzw.die eingesetzte Verbrennungsluft der Verbrennungskammer mit demgenannten Druck zugeführt werdenund die Verbrennungskammer bei diesem Druck betrieben wird. Dieshat den Vorteil, dass in der Schwefelsäureanlage kein Gasgebläse zur Förderungder Prozessgase durch die Kontakt- und Absorptionsstufe(n) erforderlichist.Preferably, the contact gas of the first contact stage is supplied at a pressure of 1 to 30 bar and more preferably at a pressure of 3 to 12 bar. In this way, on the one hand, the amount of gas actually supplied to the first contact stage is further reduced and, on the other hand, due to the increased pressure, the position of the thermodynamic equilibrium of the oxidation reaction on the side of SO 3 shifts. Since the SO 3 yield in particular depends on four parameters, namely the temperature, the pressure, the SO 2 amount and the SO 2 / O 2 ratio in the first contact stage, satisfactory yields of sulfur trioxide can be achieved even with a high pressure particularly high SO 2 / O 2 ratio can be obtained. In this embodiment, it has also proved to be useful to already produce the starting gas under the selected pressure, for example, by the combustion of elemental sulfur, both the liquid sulfur and the technical oxygen used for combustion or the combustion air of the combustion chamber with the mentioned pressure and the combustion chamber is operated at this pressure. This has the advantage that in the sulfuric acid plant no gas blower for conveying the process gases through the contact and absorption stage (s) is required.
    [0018] Umeine irreversible Schädigungdes Katalysators beim Betrieb der ersten Kontaktstufe zu vermeiden,werden der Schwefeldioxidgehalt, das volumetrische SO2/O2-Verhältnis,der Eintrittsdruck und die Eintrittstemperatur des der ersten undallen nachfolgenden Kontaktstufen zugeführten Kontaktgases derart gewählt, dasssich in der Kontaktstufe eine Temperatur einstellt, welche unterhalbder zu einer Schädigungdes Katalysators führendenTemperatur, aber oberhalb der Arbeitstemperatur des Katalysatorsliegt. Im Falle eines Vanadiumpentoxid enthaltenden Katalysatorsliegt die Obergrenze der einzustellenden Temperatur bei etwa 640°C und dieUntergrenze bei etwa 380°C.In order to avoid irreversible damage to the catalyst during operation of the first contact stage, the sulfur dioxide content, the volumetric SO 2 / O 2 ratio, the inlet pressure and the inlet temperature of the first and all subsequent contact stages supplied contact gas selected such that sets a temperature in the contact stage, which is below the temperature leading to damage to the catalyst, but above the working temperature of the catalyst. In the case of a vanadium pentoxide-containing catalyst, the upper limit of the temperature to be set is about 640 ° C and the lower limit is about 380 ° C.
    [0019] Gemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung sind der ersten Kontaktstufe weitereKontaktstufen, vorzugsweise 2 bis 4 weitere Kontaktstufen, nachgeschaltet,wobei die einzelnen Kontaktstufen zu einem oder mehreren, vorzugsweiseeinem oder zwei Kontakten zusammengefasst sind. Jedem Kontakt kannein Absorber nachgeschaltet sein, in dem Schwefeltrioxid in einerdem Fachmann bekannten Weise wenigstens teilweise, vorzugsweisevollständig,aus dem Prozessgas entfernt und in Schwefelsäure, flüssiges SO3 oderOleum umgewandelt wird. Das aus der ersten bis vorletzten Kontaktstufeaustretende, schwefeltrioxidhaltige Prozessgas wird zwecks Einstellungeines geeigneten SO2/O2-Verhältnissesmit Sauerstoff vermischt und auf eine für die nächste Kontaktstufe geeigneteEintrittstemperatur gekühlt,bevor es der jeweils nachfolgenden Kontaktstufe zwecks weiterer Oxidationzugeführtwird. Dabei kann die Einstellung der notwendigen Eintrittstemperaturin die jeweils nachfolgende Kontaktstufe durch die Zugabe von entsprechendtemperierten sauerstoffhaltigem Gas, bspw. verflüssigtes O2,und/oder mittels eines Wärmeaustauscherserreicht werden. Dabei ist es meist nötig, auch die zweite und/oderdie nachfolgenden Kontaktstufen mit einem Kontaktgas mit einem,bezogen auf den SO2-Gehalt, unterstöchiometrischen Sauerstoffgehaltzu betreiben. Das aus der letzten Kontaktstufe austretende Prozessgaswird einem Absorber zugeführt,in dem Schwefeltrioxid unter Bildung von Schwefelsäure, flüssigem SO3 oder Oleum aus dem Prozessgas entferntwird, und das resultierende Abgas kann ggf. z.B. nach chemischerNachbehandlung in einer bspw. mit Wasserstoffperoxid betriebenenGaswaschanlage übereinen Kamin entfernt oder einer weiteren Behandlung in der Schwefelsäureanlagezugeführtwerden.According to a first embodiment of the present invention, the first contact stage further contact stages, preferably 2 to 4 further contact stages, connected downstream, wherein the individual contact stages are combined into one or more, preferably one or two contacts. Each contact may be followed by an absorber in which sulfur trioxide is at least partially, preferably completely, removed from the process gas in a manner known to those skilled in the art and converted into sulfuric acid, liquid SO 3 or oleum. The sulfur trioxide-containing process gas leaving the first to penultimate contact stage is mixed with oxygen to set a suitable SO 2 / O 2 ratio and cooled to an inlet temperature suitable for the next contact stage before it is fed to the subsequent contact stage for further oxidation. In this case, the adjustment of the necessary inlet temperature in the respective subsequent contact stage by the addition of appropriately tempered oxygen-containing gas, for example. Liquefied O 2 , and / or can be achieved by means of a heat exchanger. It is usually necessary to operate the second and / or the subsequent contact stages with a contact gas with a, based on the SO 2 content, substoichiometric oxygen content. The emerging from the last contact stage process gas is fed to an absorber is removed in the sulfur trioxide to form sulfuric acid, liquid SO 3 or oleum from the process gas, and the resulting exhaust gas may, for example, after chemical treatment in an example. With hydrogen peroxide operated gas scrubber removed via a chimney or fed to a further treatment in the sulfuric acid plant.
    [0020] Gemäß einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls vorgesehen, der erstenKontaktstufe weitere – vorzugsweisezu einem oder zwei Kontakten zusammengefasste – Kontaktstufen, vorzugsweise2 bis 4 Kontaktstufen, nachzuschalten, jedoch einen Teilstrom desaus der ersten Kontaktstufe und/oder aus einer oder mehreren dernachfolgenden Kontaktstufen austretenden Kontaktgases abzuziehenund diesen Teilstrom bzw. diese Teilströme mit dem Ausgangsgas vordessen Eintritt in die erste Kontaktstufe zu vermischen. Auf dieseWeise kann der Schwefeldioxidgehalt und das SO2/O2-Verhältnis desAusgangsgases auf einen für dieerste Kontaktstufe geeigneten Wert eingestellt werden. Zum anderenresultiert daraus eine bessere Energieausnutzung, da durch die Rezirkulationdie Wärmeenergiedes rezirkulierten, teilumgesetzten und heißen Prozessgases zur Vorwärmung derAusgangsgase genutzt wird. Folglich erfordert diese Verfahrensführung entsprechendkleinere Wärmeaustauscher.Erfindungsgemäß werdenjedoch ausschließlichsolche Mengen an Prozessgas rezirkuliert, welche ein der erstenKontaktstufe zugeführtes Kontaktgasmit einem Schwefeldioxidgehalt von mehr als 16 Vol.-% und mit einemvolumetrischen Verhältnisvon Schwefeldioxid zu Sauerstoff von mehr als 2,67:1 ergeben.According to a second embodiment of the present invention, it is likewise provided to connect further contact stages, preferably 2 to 4 contact stages, preferably to one or two contacts, but a partial current of the first contact stage and / or of one or more of the first contact stage subtract the contact gas exiting the subsequent contact stages and to mix this partial flow or these partial flows with the starting gas prior to its entry into the first contact stage. In this way, the sulfur dioxide content and the SO 2 / O 2 ratio of the starting gas can be adjusted to a value suitable for the first contact stage. On the other hand, this results in a better energy utilization, since the recirculation of the heat energy of the recirculated, partially reacted and hot process gas is used to preheat the starting gases. Consequently, this process requires correspondingly smaller heat exchangers. According to the invention, however, only those amounts of process gas are recirculated which yield a contact gas supplied to the first contact stage with a sulfur dioxide content of more than 16% by volume and with a volumetric ratio of sulfur dioxide to oxygen of more than 2.67: 1.
    [0021] Alternativdazu ist es auch möglich,den Teilstrom bzw. die Teilströmenicht unmittelbar am Ausgang der betreffenden Kontaktstufen, sondernerst nach der Zwischen- oder Endabsorptionsstufe zu entnehmen undzu rezirkulieren, um weniger Schwefeltrioxid, welches das thermodynamischeGleichgewicht der Oxidationsreaktion auf Seiten der Edukte verschiebt,in das der ersten Kontaktstufe zuzuführende Kontaktgas einzubringen.alternativeit is also possiblethe partial flow or the partial flowsnot directly at the output of the relevant contact stages, butonly after the intermediate or final absorption stage to remove andto recirculate to less sulfur trioxide, which is the thermodynamicShifts the equilibrium of the oxidation reaction on the side of the educts,to introduce into the first contact stage to be supplied contact gas.
    [0022] Fernerkann der aus einer Kontaktstufe und/oder aus dem ersten Zwischenabsorberabgezogene Teilstrom anstelle der Rezirkulation in das der erstenKontaktstufe zuzuführendeGas auch dem zur Verbrennung des Schwefels zwecks Erzeugung des schwefeldioxidhaltigenAusgangsgases eingesetzten Gas (Luft oder vorzugsweise technischerSauerstoff) und/oder direkt dem Schwefelofen zugeführt werden. Wieder Fachmann erkennt, ist es selbstverständlich auch möglich dievorgenannten Alternativen in beliebiger Weise miteinander zu kombinieren,bspw. einen Teil des Teilstroms dem der ersten Kontaktstufe zuzuführendenGas und den anderen Teil des Teilstroms dem zur Verbrennung deselementaren Schwefels eingesetzten Gas zuzuführen.Furthercan from a contact stage and / or from the first intermediate absorberwithdrawn partial flow instead of recirculation into that of the firstContact level to be suppliedGas too that to burn sulfur for the purpose of generating sulfur dioxideStarting gas used gas (air or preferably technicalOxygen) and / or fed directly to the sulfur furnace. Asthe expert recognizes, it is of course also possible theto combine the aforementioned alternatives in an arbitrary manner,For example, a part of the partial flow to be supplied to the first contact stageGas and the other part of the partial flow to the combustion of thefeed gas used elemental sulfur.
    [0023] Schließlich kanngemäß einerdritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung das Verfahren mit lediglich einem, vorzugsweiseaus 1 bis 3 Kontaktstufen bestehendem, Kontakt betrieben werden, wobeivorzugsweise zumindest ein Teil des aus dem Kontakt und/oder demdem Kontakt nachgeschaltetem Absorber austretenden Prozessgasesabgezogen und zu dem der ersten Kontaktstufe zuzuführendenAusgangsgas und/oder zu dem der Schwefelverbrennung zuzuführendenVerbrennungsgas und/oder direkt in den Schwefelofen rezirkuliertwird.Finally, canaccording to athird embodimentthe present invention, the method with only one, preferablyfrom 1 to 3 contact stages existing, contact operated, whereinpreferably at least part of the contact and / or thethe contact downstream absorber emerging process gasdeducted and to be supplied to the first contact stageStarting gas and / or to be supplied to the sulfur combustionCombustion gas and / or recirculated directly into the sulfur furnacebecomes.
    [0024] Vorzugsweisewird der bzw. werden die mit dem Ausgangsgas vor dessen Eintrittin die erste Kontaktstufe vermischten Teilströme gemäß der zweiten und dritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung derart bemessen, dass das der ersten KontaktstufezugeführteKontaktgas aus 60 bis 99,99 Vol.-% Schwefeldioxid, 0,01 bis 20 Vol.-%Sauerstoff, 0 bis 20 Vol.-% Schwefeltrioxid und 0 bis maximal 10 Vol.-%Stickstoff oder einem anderen Inertgas und besonders bevorzugt aus90 bis 95 Vol.-% Schwefeldioxid, 3 bis 7 Vol.-% Sauerstoff, 0,01 bis5 Vol.-% Schwefeltrioxid und 0 bis maximal 5 Vol.-% Stickstoff odereinem anderen Inertgas besteht.Preferably, the partial streams mixed with the starting gas prior to its entry into the first contact stage according to the second and third embodiments of the present invention are dimensioned such that the first Contact stage supplied contact gas from 60 to 99.99 Vol .-% sulfur dioxide, 0.01 to 20 vol .-% oxygen, 0 to 20 vol .-% sulfur trioxide and 0 to a maximum of 10 vol .-% nitrogen or other inert gas and especially preferably from 90 to 95 vol .-% sulfur dioxide, 3 to 7 vol .-% oxygen, 0.01 to 5 vol .-% sulfur trioxide and 0 to a maximum of 5 vol .-% nitrogen or other inert gas.
    [0025] Desweiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Anlage zur Herstellungvon Schwefelsäure,flüssigemSO3 oder Oleum aus schwefeldioxidreichenGasen, welche insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrensgeeignet ist.Furthermore, the present invention relates to a plant for the production of sulfuric acid, liquid SO 3 or oleum from sulfur dioxide-rich gases, which is particularly suitable for carrying out the method according to the invention.
    [0026] Erfindungsgemäß weistdie Anlage wenigstens einen Kontakt mit wenigstens einer Kontaktstufe zurUmsetzung eines SO2 enthaltenden Ausgangsgasesmit Sauerstoff zu SO3 und wenigstens einen Absorberauf, wobei der Eintrittsbereich der ersten Kontaktstufe über eineoder mehrere Rezirkulationsleitung(en) mit dem Austrittsbereicheines oder mehrerer Kontaktstufen und/oder mit dem Austrittsbereicheiner oder mehrerer Absorber verbunden ist.According to the invention, the system has at least one contact with at least one contact stage for reacting a SO 2 -containing starting gas with oxygen to form SO 3 and at least one absorber, wherein the entry region of the first contact stage via one or more recirculation line (s) with the exit region of one or more contact stages and / or connected to the exit region of one or more absorbers.
    [0027] Vorzugsweiseführt diewenigstens eine Rezirkulationsleitung von dem Austrittsbereich desersten Kontakts zu dem Eintrittsbereich der ersten Kontaktstufe.Preferablyleads theat least one recirculation line from the exit area of thefirst contact with the entrance area of the first contact stage.
    [0028] InWeiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, dass dieAnlage 3 bis 5 Kontaktstufen, welche besonders bevorzugt in einemoder zwei Kontakten zusammengefasst sind, aufweist. Prinzipiellkönnendie einzelnen Kontaktstufen jedes dem Fachmann zu diesem Zweck bekannteKatalysatormaterial aufweisen. Bevorzugt sind jedoch konventionelleKatalysatoren, bspw. solche auf Basis von Vanadiumpentoxid mit oderohne Zusatz an Caesium oder auf Basis anderer Metalloxide, wie Eisenoxid,vorgesehen.InFurther development of the concept of the invention is proposed that theAppendix 3 to 5 contact stages, which particularly preferably in oneor two contacts are summarized. in principlecanthe individual contact stages known to those skilled in the art for this purposeHave catalyst. However, preferred are conventionalCatalysts, for example those based on vanadium pentoxide with orwithout addition of cesium or based on other metal oxides, such as iron oxide,intended.
    [0029] Gemäß einerbesonderen Ausführungsform dervorliegenden Erfindung weist die Anlage zusätzlich einen Schwefelofen miteiner Verbrennungskammer zur Verbrennung von elementarem Schwefelmit technischem Sauerstoff oder Luft auf, wobei der Schwefelofenund/oder der Eintrittsbereich der Verbrennungs kammer mit dem Austrittsbereicheiner oder mehrerer Kontaktstufen und/oder mit dem Austrittsbereicheiner oder mehrerer Absorber verbunden ist.According to oneparticular embodiment of thepresent invention, the plant additionally with a sulfur stovea combustion chamber for the combustion of elemental sulfurwith technical oxygen or air, the sulfur furnaceand / or the inlet region of the combustion chamber with the outlet regionone or more contact stages and / or with the exit areaone or more absorbers is connected.
    [0030] DieErfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungnäher erläutert. Dabeibilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmaleden Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung inden Ansprüchenoder deren Rückbeziehung.TheInvention will be described below with reference to embodiments and the drawingsexplained in more detail. thereform all described and / or illustrated featuresthe subject matter of the invention, regardless of their summary inthe claimsor their relationship.
    [0031] 1 zeigtein Prozessdiagramm eines Verfahrens und einer Anlage nach dem Standder Technik; 1 shows a process diagram of a method and a plant according to the prior art;
    [0032] 2 zeigtein Prozessdiagramm eines Verfahrens und einer Anlage gemäß einesersten Ausführungsbeispielsder vorliegenden Erfindung; 2 shows a process diagram of a method and a system according to a first embodiment of the present invention;
    [0033] 3 zeigtein Prozessdiagramm eines Verfahrens und einer Anlage gemäß eineszweiten Ausführungsbeispielsder vorliegenden Erfindung; 3 shows a process diagram of a method and a plant according to a second embodiment of the present invention;
    [0034] 4 zeigtein Prozessdiagramm eines Verfahrens und einer Anlage gemäß einesdritten Ausführungsbeispielsder vorliegenden Erfindung; 4 shows a process diagram of a method and a system according to a third embodiment of the present invention;
    [0035] 5 zeigtein Prozessdiagramm eines Verfahrens und einer Anlage gemäß einesvierten Ausführungsbeispielsder vorliegenden Erfindung. 5 shows a process diagram of a method and a plant according to a fourth embodiment of the present invention.
    [0036] Diein 1 dargestellte konventionelle Anlage zur Herstellungvon Schwefelsäuregemäß dem Standder Technik, wie er bspw. in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistrybeschrieben ist, besteht aus einem Schwefelofen 1, zwei Kontakten 2, 3, einemZwischenabsorber 4 und einem Endabsorber 5. Während dererste Kontakt 2 (Primärkontakt)aus drei, jeweils einen Katalysator auf Basis von Vanadiumpentoxidaufweisenden Kontaktstufen (Horden) 61 bis 63 besteht, sind in dem zweiten Kontakt 3 (Sekundärkontakt)zwei Kontaktstufen 64 , 65 vorgesehen. Zwischen den einzelnenKontaktstufen 61 bis 65 ist jeweils ein Zwischenkühler (nichtdargestellt) angeordnet, in dem das die vorhergehende Kontaktstufe 61 bis 64 verlassendeProzessgas auf eine fürden Eintritt der jeweils nächstenKontaktstufe 62 bis 65 geeignete Temperatur heruntergekühlt wird.In the 1 represented conventional plant for the production of sulfuric acid according to the prior art, as described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, consists of a sulfur furnace 1 , two contacts 2 . 3 , an intermediate absorber 4 and a final absorber 5 , During the first contact 2 (Primary contact) of three, each one catalyst based on vanadium pentoxide having contact stages (hordes) 6 1 to 6 3 exist are in the second contact 3 (Secondary contact) two contact stages 6 4 . 6 5 intended. Between the individual contact stages 6 1 to 6 5 in each case an intercooler (not shown) is arranged, in which the previous contact stage 6 1 to 6 4 leaving process gas on one for the entry of the next contact stage 6 2 to 6 5 suitable temperature is cooled down.
    [0037] Indem Schwefelofen 1 wird durch Verbrennung von elementaremSchwefel mit Luft Ausgangsgas mit weniger als 13 Vol.-%, üblicherweisemit 10 bis 12 Vol.-%, Schwefeldioxid und mit einem volumetrischemVerhältnisvon SO2/O2 von etwa1:1 bis 1:0,83 erzeugt. Hierzu wird dem Schwefelofen 1 kontinuierlich über Zufuhrleitung 7 elementarerSchwefel, in der Regel in flüssigerForm mit einer Temperatur von 140 bis 150°C, und über die Zufuhrleitung 8 Luft,welche ggf. zuvor in einem Trockenturm (nicht dargestellt) getrocknetwurde, zugeführt,wobei der überstöchiometrischeSauerstoffgehalt in dem resultierenden Ausgangsgas durch die Mengean in den Schwefelofen eingebrachter Luft geregelt und/oder durchnachfolgende Zugabe an Verdünnungslufteingestellt wird. ÜberLeitung 9 wird das Ausgangsgas durch einen Wärmeaustauscher(nicht dargestellt) geführt,in dem dieses auf die Eintrittstemperatur der ersten Kontaktstufe 61 vorgewärmt wird, und anschließend derersten Kontaktstufe 61 zugeführt, bevordie Gasmischung zur Oxidation der Reihe nach durch die drei Kontaktstufen 61 bis 63 desersten Kontakts 2 geführtwird. Aus dem ersten Kontakt 2 austretendes Gas wird über Leitung 10 demZwischenabsorber 4 zugeführt und dort mit wasserhaltiger Schwefelsäure kontaktiert,wobei ein Großteildes in dem ersten Kontakt gebildeten Schwefeltrioxids unter Bildungvon Schwefelsäureabsorbiert wird. Anschließendwird das restliche Gas überLeitung 11 dem zweiten Kontakt 3 zugeführt undder Reihe nach durch dessen zwei Kontaktstufen 64 und 65 geführt. Aus dem zweiten Kontakt 3 austretendesGas wird überLeitung 12 dem Endabsorber 5 zugeführt, in dem das gebildete Schwefeltrioxidzu Schwefelsäure umgesetztwird. Währenddas Abgas überden Kamin 13 aus der Anlage ausgetragen wird, wird diein dem Zwischenabsorber 4 und dem Endabsorber 5 erzeugteSchwefelsäurezusammengeführtund als einzelner Stoffstrom überdie Produktabfuhrleitung 14 aus der Anlage ausgeschleust.In the sulfur furnace 1 is produced by combustion of elemental sulfur with air starting gas of less than 13% by volume, usually 10 to 12% by volume, sulfur dioxide and having a volumetric ratio of SO 2 / O 2 of about 1: 1 to 1: 0, 83 generated. This is the sulfur furnace 1 continuously via supply line 7 elemental sulfur, usually in liquid form with a temperature of 140 to 150 ° C, and via the supply line 8th Air, which may have previously been dried in a drying tower (not shown) supplied, wherein the superstoichiometric oxygen content in the resulting starting gas regulated by the amount of introduced into the sulfur furnace air and / or by subsequent addition of dilution air is provided. Via wire 9 the starting gas is passed through a heat exchanger (not shown), in which this to the inlet temperature of the first contact stage 6 1 is preheated, and then the first contact stage 6 1 fed before the gas mixture for oxidation in turn through the three contact stages 6 1 to 6 3 the first contact 2 to be led. From the first contact 2 escaping gas is sent via pipe 10 the intermediate absorber 4 fed there and contacted with hydrous sulfuric acid, wherein a large part of the sulfur trioxide formed in the first contact is absorbed to form sulfuric acid. Subsequently, the remaining gas via line 11 the second contact 3 fed and in turn by its two contact stages 6 4 and 6 5 guided. From the second contact 3 escaping gas is supplied via line 12 to the final absorber 5 fed, in which the sulfur trioxide formed is converted to sulfuric acid. While the exhaust gas over the fireplace 13 discharged from the plant, which is in the intermediate absorber 4 and the final absorber 5 produced sulfuric acid combined and as a single stream through the product discharge line 14 discharged from the plant.
    [0038] Wieaus der 2 ersichtlich, umfasst die Anlagegemäß einesersten Ausführungsbeispiels dervorliegenden Erfindung die Bauteile der zuvor beschriebenen konventionelleVorrichtung, die der Einfachheit halber mit denselben Bezugszeichenversehen werden, und weist zusätzlichdazu mehrere Zufuhrleitungen 8, 15, 16 für technischenSauerstoff auf, welche in den Schwefelofen 1, die Gaszufuhrleitung 9 unddie zwischen den Kontaktstufen 61 und 62 bzw. 62 und 63 vorgesehenen Gasleitungen führen.Like from the 2 As can be seen, the system according to a first embodiment of the present invention comprises the components of the conventional device described above, which are provided with the same reference numerals for the sake of simplicity, and additionally has a plurality of supply lines 8th . 15 . 16 for technical oxygen, which in the sulfur furnace 1 , the gas supply pipe 9 and between the contact stages 6 1 and 6 2 respectively. 6 2 and 6 3 lead provided gas lines.
    [0039] ImUnterschied zu dem Stand der Technik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahrender ersten Kontaktstufe ein Kontaktgas mit einem Schwefeldioxidgehaltvon mehr als 16 Vol.-% und mit einem volumetrischen Verhältnis vonSchwefeldioxid zu Sauerstoff von mehr als 2,67:1 zugeführt. Dieses Kontaktgaswird in dem gemäß 2 durchgeführten Verfahrendadurch hergestellt, dass in den Schwefelofen 1 kontinuierlich über Zufuhrleitung 7 elementarerSchwefel und überdie Zufuhrleitungen 16 und 8 technischer Sauerstoffals Verbrennungsgas eingebracht wird. Durch Einstellung der Menge desdem Schwefelofen 1 pro Zeiteinheit zugeführten technischenSauerstoffs, bezogen auf die Menge elementaren Schwefels, kann derSchwefeldioxidgehalt des resultierenden Gases auf den gewünschten Wert,der bei mehr als 20 Vol.-%, normalerweise bei mehr als 40 oder 60Vol.-%, bevorzugt aber über80 Vol.-% und besonders bevorzugt über 90 Vol.-% liegt, eingestelltwerden.In contrast to the prior art, in the method according to the invention, the first contact stage is supplied with a contact gas having a sulfur dioxide content of more than 16% by volume and with a volumetric ratio of sulfur dioxide to oxygen of more than 2.67: 1. This contact gas is in accordance with 2 carried out by making processes in the sulfur furnace 1 continuously via supply line 7 elemental sulfur and over the supply lines 16 and 8th technical oxygen is introduced as combustion gas. By adjusting the amount of the sulfur furnace 1 per unit time of supplied technical oxygen, based on the amount of elemental sulfur, the sulfur dioxide content of the resulting gas to the desired value, which is greater than 20 vol .-%, usually greater than 40 or 60 vol .-%, but preferably over 80 Vol .-% and particularly preferably over 90 vol .-%, can be adjusted.
    [0040] Daserzeugte hochkonzentrierte Gas wird über Leitung 9 ausdem Schwefelofen 1 abgezogen und ggf. dessen Sauerstoffgehalt,bezogen auf den Schwe feldioxidgehalt, durch über Leitung 15 zugeführten technischenSauerstoff auf einen gewünschtenWert, vorzugsweise auf ein volumetrisches Verhältnis von Schwefeldioxid zuSauerstoff von 4:1, besonders bevorzugt von mehr als 6:1, ganz besonders bevorzugtvon mehr als 8:1 und höchstbevorzugt von mehr als 10:1, eingestellt. Anschließend wirddas so erzeugte Gasgemisch durch einen Wärmeaustauscher (nicht dargestellt)geführt,in dem es auf die geeignete Eintrittstemperatur der ersten Kontaktstufe 61 , im Falle eines Vanadiumpentoxid umfassenden Katalysatorsvorzugsweise auf etwa 450°Cund besonders bevorzugt auf etwa 470°C, erwärmt wird, und der ersten Kontaktstufe 61 zugeführt. Um eine Schädigung desKatalysators beim Dauerbetrieb der Anlage zu vermeiden, wird derSchwefeldioxidgehalt, das volumetrische SO2/O2-Verhältnis,der Eintrittsdruck und die Eintrittstemperatur des der ersten Kontaktstufe 61 und den folgenden Kontaktstufen 62 bis 65 zugeführten Kontaktgasesderart gewählt,dass sich in der betreffenden Kontaktstufe eine Temperatur einstellt,welche unterhalb der zu einer Schädigung des Katalysators führendenTemperatur, aber oberhalb der Arbeitstemperatur des Katalysatorsliegt.The generated highly concentrated gas is sent via line 9 from the sulfur furnace 1 deducted and, where appropriate, its oxygen content, based on the Schweieldioxidgehalt, by over line 15 supplied technical oxygen to a desired value, preferably to a volumetric ratio of sulfur dioxide to oxygen of 4: 1, more preferably of more than 6: 1, most preferably of more than 8: 1 and most preferably of more than 10: 1, set. Subsequently, the gas mixture thus produced is passed through a heat exchanger (not shown) in which it is at the appropriate inlet temperature of the first contact stage 6 1 in the case of a catalyst comprising vanadium pentoxide, preferably to about 450 ° C and more preferably to about 470 ° C, and the first contact stage 6 1 fed. In order to avoid damage to the catalyst during continuous operation of the plant, the sulfur dioxide content, the volumetric SO 2 / O 2 ratio, the inlet pressure and the inlet temperature of the first contact stage 6 1 and the following contact stages 6 2 to 6 5 supplied contact gas selected such that sets a temperature in the contact stage in question, which is below the temperature leading to damage to the catalyst, but above the working temperature of the catalyst.
    [0041] Ausder ersten Kontaktstufe 61 abgezogenes Prozessgaswird nach Kühlungmit überLeitung 16 zugeführtemtechnischen Sauerstoff zwecks Einstellung eines für die zweiteKontaktstufe 62 geeigneten volumetrischenVerhältnissesvon SO2/O2, dasin Abhängigkeitvon dem SO2-Gehalt des Prozessgases einemunter- oder überstöchiometrischenSauerstoffgehalt entsprechen kann, vermischt und ggf. einem Zwischenkühler zugeführt, wobeidas optimale volumetrische Verhältnisinsbesondere von dem SO2-Gehalt des Prozessgasessowie dem Eintrittsdruck und der Eintrittstemperatur in die zweiteKontaktstufe 62 abhängt.From the first contact stage 6 1 withdrawn process gas is after cooling with over line 16 supplied technical oxygen for the purpose of setting one for the second contact stage 6 2 suitable volumetric ratio of SO 2 / O 2 , which may correspond to a lower or more than stoichiometric oxygen content depending on the SO 2 content of the process gas, and optionally fed to an intercooler, wherein the optimum volumetric ratio in particular of the SO 2 content the process gas and the inlet pressure and the inlet temperature in the second contact stage 6 2 depends.
    [0042] Aufgrunddes vergleichsweise hohen SO2-Gehaltes einerseitsund des vergleichsweise, bezogen auf den SO2-Gehalt,geringen Sauerstoffgehalts andererseits werden bei diesem Verfahren,verglichen mit den nach dem Stand der Technik bekannten, der erstenKontaktstufe, bezogen auf die SO2-Menge,be trächtlichgeringere Volumina an Ausgangsgas zugeführt, woraus insgesamt im Vergleich zuden herkömmlichenVerfahren erheblich geringere Investitionskosten resultieren. Insbesondereist dadurch eine signifikant niedrigere spezifische Menge an Katalysatorerforderlich.Due to the comparatively high SO 2 content on the one hand and the comparatively, based on the SO 2 content, low oxygen content on the other hand, in this method, compared with the known prior art, the first contact stage, based on the SO 2 amount , Be considerably reduced volumes of starting gas supplied, resulting in total in comparison to the conventional methods significantly lower investment costs. In particular, this requires a significantly lower specific amount of catalyst.
    [0043] ImUnterschied zu der in 2 gezeigten Vorrichtung weistdie in 3 dargestellt Anlage mehrere Rezirkulationsleitungen 15, 17, 18 auf,von denen zwei Rezirkulationsleitungen 17 von dem Austrittaus der dritten Kontaktstufe 63 bzw.dem Austritt aus der fünftenKontaktstufe 65 jeweils zu derzu der ersten Kontaktstufe 61 führendenGasleitung 9 und von denen zwei Rezirkulationsleitungen 18 vondem Austritt aus dem Zwischenabsorber 4 bzw. dem Austrittaus dem Endabsorber 5 jeweils zu dem Schwefelofen 1 führen und über diejeweils ein Teilstrom des Prozessgases rezirkuliert wird. Zudemwird überdie von dem Austritt des Schwefelofens 1 zu der Gasleitung 18 führende Rezirkulationsleitung 15 einTeilstrom des SO2-haltigen Ausgangsgaseszu dem Schwefelofen 1 zurückgeführt.Unlike the in 2 shown device has the in 3 presented plant several recirculation lines 15 . 17 . 18 on, of which two recirculation pipes 17 from the exit from the third contact stage 6 3 or the exit from the fifth contact stage 6 5 each to the to the first contact stage 6 1 leading gas line 9 and two of which are recirculation lines 18 from the exit from the intermediate absorber 4 or the exit from the end absorber 5 each to the sulfur furnace 1 lead and on each of which a partial flow of the process gas is recirculated. In addition, over that of the exit of the sulfur furnace 1 to the gas line 18 leading recirculation line 15 a partial flow of the SO 2 -containing starting gas to the sulfur furnace 1 recycled.
    [0044] Durchdie Rezirkulation der Prozessgase wird gegenüber den konventionellen Verfahreneine bessere Energieausnutzung erreicht, da hierdurch die Wärmeenergieder rezirkulierten, teilumgesetzten und heißen Prozessgase zur Vorwärmung derAusgangsgase bzw. des Schwefelofens 1 genutzt wird, sodass lediglich eine entsprechend geringere Menge an Wärmeenergieextern zugeführtwerden muss. Abgesehen davon bewirkt die Rezirkulation von aus demAustritt der beiden Kontakte 2, 3 abgezogenen Prozessgasteilströmen, welcheneben SO2, O2 auch SO3 enthalten, eine größere Variabilität hinsichtlich derVerfahrenssteuerung. Dies hängtdamit zusammen, dass SO3 das thermodynamischeGleichgewicht der Oxidationsreaktion auf Seiten der Produkte verschiebt,so dass bei dieser Ausführungsforminsgesamt fünfParameter, nämlichdie Eintrittstemperatur, der Eintrittsdruck, der SO2,O2- und SO3-Gehalt, für die Regelungder Temperatur in der ersten Kontaktstufe 61 zurVerfügungstehen.By recirculating the process gases, a better energy utilization is achieved compared to the conventional methods, as a result of which the heat energy of the recirculated, partially reacted and hot process gases for preheating the starting gases or the sulfur furnace 1 is used, so that only a correspondingly lower amount of heat energy must be supplied externally. Apart from that, the recirculation causes from the exit of the two contacts 2 . 3 withdrawn process gas partial streams, which in addition to SO 2 , O 2 also contain SO 3 , a greater variability in terms of process control. This is because SO 3 shifts the thermodynamic equilibrium of the oxidation reaction on the product side, so that in this embodiment a total of five parameters, namely the inlet temperature, the inlet pressure, the SO 2 , O 2 and SO 3 content, for the Control of the temperature in the first contact stage 6 1 be available.
    [0045] Schließlich trägt die Rezirkulationder Prozessgase auch zu einer größeren Ausbeutebei. Erfindungsgemäß werdenjedoch ausschließlichsolche Mengen an Prozessgas rezirkuliert, welche ein der erstenKontaktstufe zugeführtesKontaktgas mit einem Schwefeldioxidgehalt von mehr als 16 Vol.-% undmit einem volumetrischen Verhältnisvon Schwefeldioxid zu Sauerstoff von mehr als 2,67:1 ergeben.Finally, it carries the recirculationthe process gases also to a larger yieldat. According to the inventionhowever exclusivelysuch amounts of process gas recirculated, which is one of the firstContact stage fedContact gas with a sulfur dioxide content of more than 16 vol .-% andwith a volumetric ratiofrom sulfur dioxide to oxygen of greater than 2.67: 1.
    [0046] ImUnterschied zu der in 3 gezeigten Vorrichtung weistdie in 4 dargestellt Anlage nur einen, aus den drei Kontaktstufen 61 bis 63 bestehenden,Kontakt 2 sowie einen Absorber 5 auf. Zudem ist beidiesem Ausführungsbeispielnur eine von dem Austritt aus dem Absorber 5 führende Rezirkulationsleitung 18 vorgesehen,welche überdie Teilleitung 18' zuder Eintrittsleitung 9 für die ersten Kontaktstufe 61 und über die Teilleitung 18'' zu dem Schwefelofen 1 führt. Infolgedes nur einen Kontakts 2 ist die Anlage entsprechend kompaktund kostengünstig.Eine dennoch zumindest annähernd100%-ige Ausbeute auch bei Einsatz von, bezogen auf die SO2-Menge, hochkonzentrierten Ausgangsgasen,bspw. solcher mit einem SO2-Gehalt von mehrals 90 Vol.-%, lässt sichdurch einen entsprechend großenRezirkulationsgrad erreichen.Unlike the in 3 shown device has the in 4 presented plant only one, from the three contact stages 6 1 to 6 3 existing, contact 2 as well as an absorber 5 on. In addition, in this embodiment, only one of the exit from the absorber 5 leading recirculation line 18 provided, which via the sub-line 18 ' to the entrance line 9 for the first contact stage 6 1 and over the sub-line 18 '' to the sulfur furnace 1 leads. As a result of only one contact 2 the system is correspondingly compact and inexpensive. A still at least approximately 100% yield even when using, based on the SO 2 amount, highly concentrated starting gases, eg. With a SO 2 content of more than 90 vol .-%, can be achieved by a correspondingly large degree of recirculation to reach.
    [0047] Vondem in der 4 dargestellten Prozessdiagrammunterscheidet sich das in der 5 gezeigtedadurch, dass neben einer vom Austritt aus dem Absorber 5 inden Schwefelofen 1 führenden Rezirkulationsleitung 18 drei,von dem Austritt der einzelnen Kontaktstufen 61 bis 63 ausgehende Rezirkulationsleitungen 17 vorgesehensind, welche zu einer Sammelleitung zusammenlaufen und zu der Eintrittsleitung 9 führen. Durchdas Vorsehen einer Rezirkulationsleitung 17 nach jederKontaktstufe 61 bis 63 wird eine noch größere Variabilität des Verfahrens hinsichtlichder Verfahrenssteuerung erreicht.From that in the 4 The process diagram shown differs in the 5 shown in that next to one from the exit from the absorber 5 in the sulfur furnace 1 leading recirculation line 18 three, from the exit of the individual contact stages 6 1 to 6 3 outgoing recirculation lines 17 are provided, which converge to a manifold and to the inlet line 9 to lead. By providing a recirculation line 17 after each contact step 6 1 to 6 3 an even greater variability of the method in terms of process control is achieved.
    11 Schwefelofensulfur furnace 22 ersterKontakt (Primärkontakt)firstContact (primary contact) 33 zweiterKontakt (Sekundärkontakt)secondContact (secondary contact) 44 Zwischenabsorberintermediate absorber 55 Endabsorberfinal absorber 66 Kontaktstufecontact stage 77 SchwefelzufuhrleitungSulfur supply line 88th Zufuhrleitungfür Verbrennungsgassupply linefor combustion gas 99 Zufuhrleitungzu dem ersten Kontaktsupply lineto the first contact 1010 Gasleitungzu dem Zwischenabsorbergas pipeto the intermediate absorber 1111 Zufuhrleitungzu dem zweiten Kontaktsupply lineto the second contact 1212 Leitungzu dem Endabsorbermanagementto the final absorber 1313 Kaminfireplace 1414 ProduktabfuhrleitungProduct discharge line 1515 Bypassleitungbypass line 1616 Zufuhrleitungfür technischenSauerstoffsupply linefor technicaloxygen 1717 Rezirkulationsleitungrecirculation 1818 Rezirkulationsleitungrecirculation
    权利要求:
    Claims (20)
    [1]
    Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure, beidem ein Schwefeldioxid enthaltendes Ausgangsgas mit molekularemSauerstoff in wenigstens einem Kontakt (2, 3)mit wenigstens einer Kontaktstufe (61 ) zumindestteilweise zu Schwefeltrioxid reagiert und bei dem das erzeugte schwefeltrioxidhaltigeGas in einen Absorber (4, 5) geführt unddort zu Schwefelsäureumgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Kontaktstufe(61 ) ein Kontaktgas mit einem Schwefeldioxidgehaltvon mehr als 16 Vol.-% und mit einem volumetrischen Verhältnis vonSchwefeldioxid zu Sauerstoff von mehr als 2,67:1 zugeführt wird.Process for the preparation of sulfuric acid, in which a sulfur dioxide-containing starting gas is combined with molecular oxygen in at least one contact ( 2 . 3 ) with at least one contact stage ( 6 1 ) reacts at least partially to sulfur trioxide and in which the generated sulfur trioxide-containing gas is converted into an absorber ( 4 . 5 ) and converted there to sulfuric acid, characterized in that the first contact stage ( 6 1 ) a contact gas with a sulfur dioxide content of more than 16 vol .-% and with a volumetric ratio of sulfur dioxide to oxygen of more than 2.67: 1 is supplied.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das der ersten Kontaktstufe (61 )zugeführteKontaktgas einen Schwefeldioxidgehalt von mehr als 20 Vol.-%, insbesonderebevorzugt von mehr als 40 Vol.-%, besonders bevorzugt von mehr als60 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt von mehr als 80 Vol.-% und höchst bevorzugtvon mehr als 90 Vol.-% aufweist.Method according to claim 1, characterized in that that of the first contact stage ( 6 1 ), a sulfur dioxide content of more than 20% by volume, particularly preferably more than 40% by volume, more preferably more than 60% by volume, most preferably more than 80% by volume and most preferably of more than 90% by volume.
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass das volumetrische Verhältnis vonSchwefeldioxid zu Sauerstoff des der ersten Kontaktstufe (61 ) zugeführten Kontaktgases mehr als 4:1,besonders bevorzugt mehr als 6:1, ganz besonders bevorzugt mehrals 8:1 und höchstbevorzugt mehr als 10:1 beträgt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the volumetric ratio of sulfur dioxide to oxygen of the first Contact level ( 6 1 ) is more than 4: 1, more preferably more than 6: 1, most preferably more than 8: 1 and most preferably more than 10: 1.
    [4]
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das der ersten Kontaktstufe (61 )zugeführteKontaktgas aus 80 bis 99,99 Vol.-% Schwefeldioxid, 0,01 bis 10 Vol.-%Sauerstoff und 0 bis maximal 10 Vol.-% Stickstoff oder einem anderenInertgas und besonders be vorzugt aus 90 bis 95 Vol.-% Schwefeldioxid,3 bis 7 Vol.-% Sauerstoff und 0 bis maximal 5 Vol.-% Stickstoffoder einem anderen Inertgas besteht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first contact stage ( 6 1 ) supplied contact gas from 80 to 99.99% by volume of sulfur dioxide, 0.01 to 10% by volume of oxygen and 0 to a maximum of 10% by volume of nitrogen or another inert gas and more preferably from 90 to 95% by volume. % Sulfur dioxide, 3 to 7 vol.% Oxygen and 0 to a maximum of 5 vol.% Nitrogen or another inert gas.
    [5]
    Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass das Kontaktgas durch Verbrennung von elementarem Schwefel mittechnischem Sauerstoff hergestellt wird.Method according to claim 4, characterized in thatthat the contact gas by combustion of elemental sulfur withtechnical oxygen is produced.
    [6]
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die erste Kontaktstufe (61 )einen Katalysator umfassend Vanadiumpentoxid enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first contact stage ( 6 1 ) contains a catalyst comprising vanadium pentoxide.
    [7]
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Kontaktgas der ersten, einen Vanadiumpentoxid umfassendenKatalysator enthaltenden Kontaktstufe (61 )mit einer Temperatur von wenigstens 450°C und besonders bevorzugt vonwenigstens 470°Czugeführtwird.Process according to Claim 6, characterized in that the contact gas of the first contact stage comprising a catalyst comprising vanadium pentoxide ( 6 1 ) at a temperature of at least 450 ° C, and more preferably at least 470 ° C.
    [8]
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Kontaktgas der ersten Kontaktstufe (61 ) mit einem Druck von 1 bis 30 barund besonders bevorzugt von 3 bis 12 bar zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contact gas of the first contact stage ( 6 1 ) is supplied at a pressure of 1 to 30 bar and more preferably from 3 to 12 bar.
    [9]
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Schwefeldioxidgehalt, das volumetrische SO2/O2-Verhältnis, derEintrittsdruck und die Eintrittstemperatur des der ersten Kontaktstufe(61 ) zugeführten Kontaktgases derart gewählt sind,dass sich in der Kontaktstufe (61 )eine Temperatur einstellt, welche unterhalb der zu einer Schädigung desKatalysators führendenTemperatur, aber oberhalb der Arbeitstemperatur des Katalysatorsliegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sulfur dioxide content, the volumetric SO 2 / O 2 ratio, the inlet pressure and the inlet temperature of the first contact stage ( 6 1 ) are selected such that in the contact stage ( 6 1 ) sets a temperature which is below the temperature leading to damage of the catalyst, but above the working temperature of the catalyst.
    [10]
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der ersten Kontaktstufe (61 )2 bis 4 weitere Kontaktstufen (62 , 63 , 64 , 65 ) nachgeschaltet sind, die vorzugsweise zueinem oder zwei Kontakten (2, 3), zusammengefasstsind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first contact stage ( 6 1 ) 2 to 4 further contact stages ( 6 2 . 6 3 . 6 4 . 6 5 ), which are preferably connected to one or two contacts ( 2 . 3 ), are summarized.
    [11]
    Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass das aus der ersten bis vorletzten Kontaktstufe (61 , 62 , 63 , 64 )austretende Prozessgas ggf. nach Führung durch einen Zwischenabsorber(4) mit Sauerstoff vermischt, auf eine für die nächste Kontaktstufe(62 , 63 , 64 , 65 )geeignete Eintrittstemperatur eingestellt und der jeweils nächsten Kontaktstufe(62 , 63 , 64 , 65 )zugeführtwird.A method according to claim 10, characterized in that from the first to penultimate contact stage ( 6 1 . 6 2 . 6 3 . 6 4 ) exiting process gas, if necessary after passing through an intermediate absorber ( 4 ) mixed with oxygen, to one for the next contact stage ( 6 2 . 6 3 . 6 4 . 6 5 ) and the respective next contact stage ( 6 2 . 6 3 . 6 4 . 6 5 ) is supplied.
    [12]
    Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,dass das aus der letzten Kontaktstufe (65 )austretende Prozessgas einem Absorber (5) zugeführt wird.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the from the last contact stage ( 6 5 ) emerging process gas an absorber ( 5 ) is supplied.
    [13]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass aus dem aus der ersten Kontaktstufe (61 )austretenden Prozessgas und/oder aus einem oder mehreren aus derzweiten bis letzten Kontaktstufe (62 , 63 , 64 , 65 ) austretenden Prozessgasen zumindestein Teilstrom abgezogen und dieser Teilstrom mit dem Ausgangsgasvor dessen Eintritt in die erste Kontaktstufe (61 )und/oder mit dem zur Verbrennung von elementarem Schwefel zur Herstellungdes schwefeldioxidhaltigen Ausgangsgases eingesetzten Verbrennungsgasvermischt und/oder direkt dem Schwefelofen (1) zugeführt wird.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that from the first contact stage ( 6 1 ) emerging from the process gas and / or from one or more of the second to last contact stage ( 6 2 . 6 3 . 6 4 . 6 5 ) exiting process gases withdrawn at least a partial flow and this partial flow with the starting gas before it enters the first contact stage ( 6 1 ) and / or mixed with the combustion gas used for the combustion of elemental sulfur for the production of the sulfur dioxide-containing starting gas and / or directly to the sulfur furnace ( 1 ) is supplied.
    [14]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass dem aus dem Zwischen- (4) und/oder Endabsorber (5)austretenden Prozessgas zumindest ein Teilstrom abgezogen und dieserTeilstrom mit dem Ausgangsgas vor dessen Eintritt in die erste Kontaktstufe(61 ) und/oder mit dem zur Verbrennungvon elementarem Schwefel zur Herstellung des schwefeldi oxidhaltigenAusgangsgases eingesetzten Verbrennungsgas vermischt und/oder direktdem Schwefelofen (1) zugeführt wird.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the from the intermediate ( 4 ) and / or final absorber ( 5 ) withdrawn process gas withdrawn at least a partial stream and this partial stream with the starting gas prior to its entry into the first contact stage ( 6 1 ) and / or mixed with the combustion gas used for the combustion of elemental sulfur for the production of schwefeldi oxide-containing starting gas and / or directly to the sulfur furnace ( 1 ) is supplied.
    [15]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass nur ein Kontakt (2) mit nachgeschaltetem Absorber(5) vorgesehen ist, dem aus einer Kontaktstufe (61 , 62 , 63 ) austretenden Prozessgas vor und/odernach der Absorptionsstufe (5) ein Teilstrom abgezogen unddieser Teilstrom mit dem Ausgangsgas vor dessen Eintritt in dieerste Kontaktstufe (61 ) und/odermit dem zur Verbrennung von elementaren Schwefel zur Herstellungdes schwefeldioxidhaltigen Ausgangsgases eingesetzten Verbrennungsgasvermischt und/oder direkt dem Schwefelofen (1) zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that only one contact ( 2 ) with downstream absorber ( 5 ) provided from a contact stage ( 6 1 . 6 2 . 6 3 ) exiting process gas before and / or after the absorption stage ( 5 ) withdrawn a partial flow and this partial flow with the starting gas before it enters the first contact stage ( 6 1 ) and / or mixed with the combustion gas used for the combustion of elemental sulfur for the production of the sulfur dioxide-containing starting gas and / or directly to the sulfur furnace ( 1 ) is supplied.
    [16]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet,dass das der ersten Kontaktstufe (61 )zugeführteKontaktgas aus 60 bis 99,99 Vol.-% Schwefeldioxid, 0,01 bis 20 Vol.-%Sauerstoff, 0,01 bis 20 Vol.-% Schwefeltrioxid und 0 bis maximal10 Vol.-% Stickstoff oder einem anderen Inertgas und besonders bevorzugtaus 90 bis 95 Vol.-% Schwefeldioxid, 3 bis 7 Vol.-% Sauerstoff,0,01 bis 5 Vol.-% Schwefeltrioxid und 0 bis maximal 5 Vol.-% Stickstoffoder einem anderen Inertgas besteht.Method according to one of claims 10 to 15, characterized in that the first contact stage ( 6 1 ) supplied contact gas from 60 to 99.99 vol .-% sulfur dioxide, 0.01 to 20 vol .-% oxygen, 0.01 to 20 vol .-% sulfur trioxide and 0 to a maximum of 10 vol .-% nitrogen or other inert gas and particularly preferably from 90 to 95 vol .-% sulfur dioxide, 3 to 7 vol .-% oxygen, 0.01 to 5 vol .-% sulfur trioxide and 0 to a maximum of 5 vol .-% nitrogen or other inert gas.
    [17]
    Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure, insbesonderezur Durchführungeines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, mit wenigstens einemKontakt (2, 3) umfassend wenigstens eine Kontaktstufe(61 ) zur Umsetzung eines Schwefeldioxidenthaltenden Ausgangsgases mit Sauerstoff zu Schwefeltrioxid undwenigstens einem Absorber (5), dadurch gekennzeichnet,dass der Eintrittsbereich der ersten Kontaktstufe (61 ) übereine oder mehrere Rezirkulationsleitungen (17, 18)mit dem Austrittsbereich einer oder mehrerer Kontaktstufen (61 , 62 , 63 , 64 , 65 ) und/oder mit dem Austrittsbereicheines oder mehrerer Absorber (4, 5) verbundenist.Plant for the production of sulfuric acid, in particular for carrying out a process according to one of claims 1 to 16, with at least one contact ( 2 . 3 ) comprising at least one contact stage ( 6 1 ) for reacting a sulfur dioxide-containing starting gas with oxygen to sulfur trioxide and at least one absorber ( 5 ), characterized in that the entry region of the first contact stage ( 6 1 ) via one or more recirculation lines ( 17 . 18 ) with the exit region of one or more contact stages ( 6 1 . 6 2 . 6 3 . 6 4 . 6 5 ) and / or with the outlet region of one or more absorbers ( 4 . 5 ) connected is.
    [18]
    Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,dass die wenigstens eine Rezirkulationsleitung (17, 18)von dem Austrittsbereich des ersten Kontakts (2) zu demEintrittsbereich der ersten Kontaktstufe (61 )führt.Plant according to claim 17, characterized in that the at least one recirculation line ( 17 . 18 ) from the exit area of the first contact ( 2 ) to the entrance area of the first contact stage ( 6 1 ) leads.
    [19]
    Anlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet,dass diese 3 bis 5 Kontaktstufen (61 , 62 , 63 , 64 , 65 ),vorzugsweise zusammengefasst in einem oder zwei Kontakten (2, 3),aufweist.Plant according to claim 17 or 18, characterized in that these 3 to 5 contact stages ( 6 1 . 6 2 . 6 3 . 6 4 . 6 5 ), preferably summarized in one or two contacts ( 2 . 3 ), having.
    [20]
    Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass diese zusätzlicheinen Schwefelofen (1) mit einer Verbrennungskammer zurVerbrennung von elementarem Schwefel mit technischem Sauerstoffoder Luft aufweist und dass der Schwefelofen (1) und/oderder Eintrittsbereich der Verbrennungskammer mit dem Austrittsbereicheiner oder mehrerer Kontaktstufen (61 , 62 , 63 , 64 , 65 )und/oder mit dem Austrittsbereich einer oder mehrerer Absorber (4, 5)verbunden ist.Plant according to one of the preceding claims, characterized in that it additionally comprises a sulfur furnace ( 1 ) with a combustion chamber for the combustion of elemental sulfur with technical oxygen or air and that the sulfur furnace ( 1 ) and / or the inlet region of the combustion chamber with the outlet region of one or more contact stages ( 6 1 . 6 2 . 6 3 . 6 4 . 6 5 ) and / or with the exit region of one or more absorbers ( 4 . 5 ) connected is.
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