(57)【要約】【課題】転化器を昇温する間に廃硫酸が製造されることを防止する。【解決手段】原料ガス中の水分を硫酸に吸収させて除去し水分を除去したガスを排出する乾燥塔１と、乾燥塔１から排出されるガスを導入しこのガスに含まれるＳＯ２をＳＯ３に転化してＳＯ３を含むガスを排出する転化器２と、転化器２から排出されるガスを導入しこのガスに含まれるＳＯ３を回収しＳＯ３を回収したオフガスを排出する吸収塔３と、を備える硫酸製造設備において、吸収塔３から排出されるオフガスを乾燥塔１へ導入するための導入ラインＬ１００を設けることで、乾燥塔１で水分が除去された後に転化器２を経て吸収塔３より排出されるオフガスを、導入ラインＬ１００で再び乾燥塔１へ導入し、転化器２を昇温する間に乾燥塔１へ導入されるガスを水分が除去されたガスとし、乾燥塔１の硫酸の濃度が低下することを抑制して、廃硫酸が製造されることを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯ２を含むガス中の水分を硫酸に吸収させ除去し水分が除去されたガスを排出する乾燥塔と、前記乾燥塔より排出されるガスを導入し該ガス中のＳＯ２をＳＯ３に転化してＳＯ３を含有するガスを排出する転化器と、前記転化器より排出されるガスを導入し該ガス中のＳＯ３を硫酸に吸収させて回収する一方で、このＳＯ３が回収された後のオフガスを排出する吸収塔と、を備える硫酸製造設備において、
前記吸収塔から排出される前記オフガスを、前記転化器の昇温時に前記乾燥塔へ導入する導入ラインを備えることを特徴とする硫酸製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫酸製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＳＯ２含有ガス中のＳＯ２をＳＯ３に転化する転化器と、ＳＯ２の転化により生じたＳＯ３を循環濃硫酸に吸収させてさらに高濃度の濃硫酸を製造する吸収塔と、を備える硫酸製造設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、このような硫酸製造設備においては、転化器の前段に、転化器に導入するＳＯ２含有ガス中の水分を、循環硫酸に吸収させて除去する乾燥塔を配設することが広く行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５３３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような硫酸製造設備は、例えばその起動時等であって、転化器の温度が低い場合には、ＳＯ２をＳＯ３に転化可能な所定の温度まで転化器を昇温する必要があり、そのような場合には、乾燥塔、転化器、吸収塔にＳＯ２含有ガスや大気等のガスを通しながら転化器の昇温を行っている。その間、乾燥塔には、ＳＯ２含有ガスや大気等のガスが新たに導入され続けるため、これらのガス中の水分が循環硫酸に吸収されて、循環硫酸の濃度が大幅に低下してしまう。そして、濃度が大幅に低下した循環硫酸は、乾燥塔の腐食の原因となるため、乾燥塔から廃硫酸として排出しなければならない。このように、上記のような硫酸製造設備においては、転化器を昇温する間に、濃度が大幅に低下した廃硫酸が大量に製造されてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、転化器を昇温する間に廃硫酸が製造されることを防止可能な硫酸製造設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明による硫酸製造設備は、ＳＯ２を含むガス中の水分を硫酸に吸収させ除去し水分が除去されたガスを排出する乾燥塔と、乾燥塔より排出されるガスを導入し該ガス中のＳＯ２をＳＯ３に転化してＳＯ３を含有するガスを排出する転化器と、転化器より排出されるガスを導入し該ガス中のＳＯ３を硫酸に吸収させて回収する一方で、このＳＯ３が回収された後のオフガスを排出する吸収塔と、を備える硫酸製造設備において、吸収塔から排出されるオフガスを、転化器の昇温時に乾燥塔へ導入する導入ラインを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような硫酸製造設備によれば、乾燥塔で水分が除去された後に転化器を経て吸収塔より排出されるオフガスを、導入ラインによって、再び乾燥塔へ導入することができる。これによれば、転化器を昇温する間に順次乾燥塔へ導入されるガスが、水分が除去されたガスとされるため、転化器を昇温する間に乾燥塔の硫酸の濃度が低下することが抑制される。よって、転化器を昇温する間に廃硫酸が製造されることが防止される。
【発明の効果】
【０００８】
このように本発明によれば、転化器を昇温する間に廃硫酸が製造されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る硫酸製造設備を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る硫酸製造設備の好適な実施形態について図１を参照して説明する。図１は本実施形態に係る硫酸製造設備を示す構成図である。
【００１１】
図１に示される硫酸製造設備１０は、ＳＯ２を含む原料ガスから硫酸を製造するものである。ここで、本実施形態における原料ガスは、例えば活性炭等の炭素質吸着材を利用した排ガス処理設備において、排ガス中のＳＯ２を吸着した炭素質吸着材を再生する際に発生する高濃度ＳＯ２含有ガスである。
【００１２】
硫酸製造設備１０は、原料ガス中の水分を硫酸に吸収させて除去し水分を除去したガスを排出する乾燥塔１と、乾燥塔１から排出されるガスを導入しこのガスに含まれるＳＯ２をＳＯ３に転化してＳＯ３を含むガスを排出する転化器２と、転化器２から排出されるガスを導入しこのガスに含まれるＳＯ３を硫酸に吸収させて回収し高濃度の硫酸を製造すると共にＳＯ３を回収したガスをオフガスとして排出する吸収塔３と、を備えると共に、原料ガスを乾燥塔１へ導入するためのガスラインＬ１と、乾燥塔１より排出されるガスを転化器２へ移送するためのガスラインＬ２と、ガスラインＬ２から一旦分岐して再びガスラインＬ２へ合流するガスラインＬ３と、転化器２より排出されるガスの一部を吸収塔３へ移送するためのガスラインＬ４と、転化器２より排出されるガスの残部を転化器２と後述する熱交換器５との間で循環させるためのガスラインＬ５と、吸収塔３より排出されるオフガスを外部へ放出するためのオフガスラインＬ６と、を備えており、さらに、ガスラインＬ２及びガスラインＬ４に配設され乾燥塔１から転化器２へ向かうガスと転化器２から吸収塔３へ向かうガスとの間で熱交換を行う熱交換器４と、ガスラインＬ２及びガスラインＬ５に配設され乾燥塔１から転化器２へ向かうガスと転化器２と熱交換器５とを循環するガスとの間で熱交換を行う熱交換器５と、ガスラインＬ３に配設され導入されるガスを加熱する始動炉６と、乾燥塔１から転化器２へ向かうガスの流れや転化器２から吸収塔３へ向かうガスの流れ等を形成すべくガスラインＬ２に配設されたブロワＢと、を備えている。
【００１３】
乾燥塔１は、ガスラインＬ１より底部から導入されて上向する原料ガスに対して下向きに硫酸を噴霧し原料ガスと硫酸とを接触させる硫酸噴霧ノズル１ａと、硫酸噴霧ノズル１ａから噴霧された硫酸と原料ガスとの接触面積を高めるための充填層１ｂとを有しており、この構成により、原料ガス中の水分を硫酸に吸収させて除去し、水分を除去したガスを塔頂部から排出する。
【００１４】
転化器２は、酸化触媒が充填されてなる触媒層が複数積層されて構成されており、ガスラインＬ２より上部から導入されるガスを、これらの複数の触媒層に通すことによって、ガス中のＳＯ２を酸化させてＳＯ３に転化し、ＳＯ３を含有するガスを底部から排出する。
【００１５】
吸収塔３は、ガスラインＬ４より底部から導入されて上向するガスに対して下向きに硫酸を噴霧しガスと硫酸とを接触させる硫酸噴霧ノズル３ａと、硫酸噴霧ノズル３ａから噴霧された硫酸とガスとの接触面積を高めるための充填層３ｂとを有しており、この構成により導入されるガス中のＳＯ３を硫酸に吸収させて回収して高濃度の硫酸を製造し、ＳＯ３が回収された後のガスをオフガスとして塔頂部から排出する。
【００１６】
始動炉６は、ガスを加熱するための加熱装置を有し、転化器２の昇温時に、乾燥塔１から排出されるガスの一部を導入し、導入したガスを上記加熱装置で加熱し、加熱ガスを排出する。
【００１７】
このような硫酸製造設備１０は、さらに、硫酸を移送するための硫酸ラインを複数有している。具体的には、硫酸噴霧ノズル１ａから噴霧され充填層１ｂを通過し落下して乾燥塔１の底部に貯留された硫酸の一部を再び硫酸噴霧ノズル１ａに供給するための硫酸ラインＬ７と、同様にして乾燥塔１の底部に貯留された硫酸の一部を吸収塔３へ移送するための硫酸ラインＬ８と、硫酸噴霧ノズル３ａから噴霧され充填層３ｂを通過し落下して吸収塔３の底部に貯留された硫酸の一部を再び硫酸噴霧ノズル３ａに供給するための硫酸ラインＬ９と、同様にして吸収塔３の底部に貯留された硫酸の一部を乾燥塔１へ移送するための硫酸ラインＬ１０と、同様にして吸収塔３の底部に貯留された硫酸の一部を製品硫酸として外部へ搬送するための硫酸ラインＬ１１と、が設けられている。そして、硫酸ラインＬ７，Ｌ８及び硫酸ラインＬ９〜Ｌ１１には、各ラインにおける硫酸の流れを形成すべくポンプＰ１及びポンプＰ２がそれぞれ配設されている。
【００１８】
ここで、本実施形態の硫酸製造設備１０は、上記の構成に加えて、特に、オフガスラインＬ６とガスラインＬ１とに接続され吸収塔３から排出されるオフガスを乾燥塔１へ導入するための導入ラインＬ１００を備えている。この導入ラインＬ１００は、転化器２の昇温時に利用される。また、導入ラインＬ１００にはバルブＶ１が設けられており、ガスラインＬ１にはバルブＶ２が設けられている。
【００１９】
このようにして構成された硫酸製造設備１０によれば、転化器２の温度がＳＯ２をＳＯ３に転化可能な温度（例えば４００℃程度）にある通常運転時においては、バルブＶ１が閉とされると共にバルブＶ２が開とされ、ガスラインＬ１より乾燥塔１に新たな原料ガスが順次導入され、乾燥塔１に導入された原料ガスは、乾燥塔１で水分が硫酸に吸収されて除去され、熱交換器４及び熱交換器５で加熱され、転化器２でＳＯ２がＳＯ３に転化され、熱交換器４及び熱交換器５を加熱した後に、吸収塔３でＳＯ３が硫酸に吸収されて回収され、オフガスとして外部に放出される。これらの過程により、吸収塔３で高濃度の硫酸が製造される。また、乾燥塔１の硫酸の濃度を一定に保つべく、乾燥塔１で水分を吸収して濃度が低下した硫酸が硫酸ラインＬ８によって吸収塔３に送られると共に、吸収塔３でＳＯ３を吸収して濃度が高められた硫酸の一部が硫酸ラインＬ１０によって乾燥塔１に導入される。
【００２０】
ここで、硫酸製造設備１０によれば、特に、その起動時であって転化器２の温度がＳＯ２をＳＯ３に転化可能な温度に達していない場合には、ガスラインＬ１より乾燥塔１に昇温用に所定量の原料ガスが導入され、この乾燥塔１に昇温用に導入された原料ガスは、乾燥塔１で水分が除去された後、一部が始動炉６に分岐導入されて加熱され、熱交換器４，５に通されたガスと合流し転化器２を通り、熱交換器４，５を通った後に吸収塔３へ導入されてオフガスラインＬ６へ排出される。
【００２１】
このとき、バルブＶ１が閉とされると共にバルブＶ２が開とされるため、吸収塔３より排出されたオフガスが、オフガスラインＬ６に接続された導入ラインＬ１００を介して再び乾燥塔１へ導入される。
【００２２】
即ち、硫酸製造設備１０によれば、起動時の転化器２の昇温時においては、乾燥塔１に昇温用に導入された所定量の原料ガスは、始動炉６（又は熱交換器４，５）、転化器２、熱交換器４，５、吸収塔３、導入ラインＬ１００、乾燥塔１の順に循環し、始動炉６（又は熱交換器４，５）を通る度に加熱され、この加熱されたガスが転化器２を繰り返し通ることにより、転化器２の昇温が行われる。そして、転化器２の温度がＳＯ２をＳＯ３に転化可能な温度に達すると、バルブＶ１が閉とされると共にバルブＶ２が開とされ、上記の通常運転に移行される。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の硫酸製造設備１０によれば、転化器２の昇温時には、乾燥塔１で水分が除去された後に転化器２を経て吸収塔３より排出されるオフガスが、導入ラインＬ１００によって再び乾燥塔１へ導入され、転化器２を昇温する間に乾燥塔１へ順次導入されるガスは水分が除去されたガスとなるため、転化器２を昇温する間に乾燥塔１の硫酸の濃度が低下することが抑制される。よって、転化器２を昇温する間に廃硫酸が製造されることが防止される。
【００２４】
なお、ガスラインＬ１には乾燥塔１へ大気を導入するためのガスラインＬ１２が接続されており、このガスラインＬ１２からガスラインＬ１を介して乾燥塔１へ導入される大気は、ＳＯ２をＳＯ３に転化する際に必要な酸素の供給源として転化器２へ供される。
【００２５】
また、上記実施形態においては、転化器２の昇温時に、ガスラインＬ１から昇温用に所定量の原料ガスが導入され循環される構成としたが、この原料ガスの代わりに、ガスラインＬ１２より大気が導入されて循環される構成としてもよいし、始動炉６から別のガスが導入されて循環される構成としてもよい。
【００２６】
さらに、起動時以外の転化器２の昇温時においても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１…乾燥塔、１ａ，３ａ…硫酸噴霧ノズル、１ｂ，３ｂ…充填層、２…転化器、３…吸収塔、４，５…熱交換器、６…始動炉、１０…硫酸製造設備、Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ１２…ガスライン、Ｌ６…オフガスライン、Ｌ７〜Ｌ１１…硫酸ライン、Ｌ１００…導入ライン。
【図１】
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