(57)【要約】  本発明は、ＳＯ２をＳＯ３に酸化するプロセスに関し、次の工程を含む。（ａ）  ＳＯ２及びＯ２を含む供給ガス流を触媒活性材料へ誘導する工程、（ｂ）  少なくとも０．１％の水及び該触媒活性材料の存在下で、該プロセスガス中のある量のＳＯ２をＳＯ３へ酸化して、第一の酸化されたプロセスガスを提供する工程、第一の酸化されたプロセスガスを提供する工程、（ｃ）  ＳＯ３を水と反応させる工程、（ｄ）  Ｈ２ＳＯ４を凝縮する工程、（ｅ）  第一の脱硫されたプロセスガス及び第一の硫酸流を取り出す工程、（ｆ）  脱硫されたプロセスガスから、脱硫されたプロセスガスのリサイクル流を取り出す工程を含み、  その際、該リサイクル流は、前記供給ガス又は前記第一の酸化されたプロセスガスに添加され、このことは、プロセスガスを乾燥させて、その後ガスに水を添加するという欠点と伴うこと無く、下流のリサイクル流の取り出しにおけるプロセスガスのモル流量が低減されるという利益、硫酸としての煙道ガスからＳＯ２を除去するという利益を伴う一方で、プロセスプラントの全てにおいて非腐食条件を維持することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯ２からＳＯ３へ酸化する方法であって、
（ａ）  ＳＯ２及びＯ２を含む供給ガス流を触媒活性材料へ誘導する工程、
（ｂ）  少なくとも０．１％の水及び該触媒活性材料の存在下で、該プロセスガス中のある量のＳＯ２をＳＯ３へ酸化して、第一の酸化されたプロセスガスを提供する工程、
（ｃ）  凝縮カラム中でＳＯ３を水と反応させる工程、
（ｄ）  凝縮器中で、Ｈ２ＳＯ４を凝縮する工程、
（ｅ）  第一の脱硫されたプロセスガス及び第一の硫酸流を取り出す工程、
（ｆ）  脱硫されたプロセスガスから、脱硫されたプロセスガスのリサイクル流を取り出す工程を含み、
その際、該リサイクル流が、前記供給ガス又は前記第一の酸化されたプロセスガスに添加される、上記の方法。
【請求項２】
次の工程、
（ｇ）  前記第一の脱硫されたプロセスガスを再加熱する工程、
（ｈ）  前記第一の脱硫されたプロセスガス中に残存するＳＯ２のある量を、第二の触媒活性材料の存在下でＳＯ３に酸化して、第二の酸化されたプロセスガスを提供する工程、
（ｉ）  ＳＯ３を水と反応させる工程、
（ｊ）  Ｈ２ＳＯ４を凝縮する工程、及び
（ｋ）  第二の脱硫されたプロセスガス及び第二の硫酸流を取り出す工程、
という二番目の硫黄除去プロセスをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ｌ）  前記脱硫されたプロセスガスのリサイクル流を、脱硫された煙道ガス中の硫酸の露点を上回る温度、例えば、少なくとも１０℃、好ましくは少なくとも３０℃、特に好ましくは、少なくとも５０℃、前記リサイクル流中の硫酸に関する露点を上回る温度に加熱する工程をさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
（ｍ）  ミストフィルター中の液滴の回収によって硫酸ミストを除去し、そして回収した硫酸の液滴を取り出す工程、
（ｎ）  電気集塵によって硫酸ミストを除去し、そして、沈殿した硫酸を除去する工程、
（ｏ）  アルカリ液及び／又は酸化液を含むスクラバーにおける吸収によって硫黄酸化物を除去する工程、
からなる群からの一つ又はより多くの二番目の硫黄除去プロセス工程をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記リサイクル流が、二番目の硫黄除去プロセス工程の下流から取り出される、請求項２〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記リサイクル流が、二番目の硫黄除去プロセス工程の上流から取り出される、請求項２〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
前記供給ガス中のＳＯ２の濃度が、５体積％超、かつ、１００体積％未満、好ましくは３０体積％未満である、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記供給ガス中に含まれる硫黄の少なくとも９９％が、ＳＯ２又はＳＯ３のような酸化された形体か、又は対応する酸である、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記脱硫されたプロセスガスの５０％未満が、脱硫されたプロセスガスのリサイクル流として取り出される、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
触媒活性材料と接触するよう誘導される前記プロセスガス中の酸素の体積濃度が、二酸化硫黄の体積濃度と少なくとも同じである、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記リサイクルガスの温度が２００℃超である、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
供給ガスの脱硫のためのプロセスプラントであって、
触媒活性材料の第一の床、
第一の凝縮ユニット、及び
下流の脱硫プラントであって、前記第一の凝縮ユニットの下流、及び場合により、下流の脱硫ユニットの下流から引き抜かれて、第一の凝縮ユニットの上流位置のプロセス、及び、場合により、上流の前記触媒活性材料の前記第一の床にリサイクルされる流をリサイクルするよう構成された、該脱硫プラント、
を含む、上記のプロセスプラント。
【請求項１３】
前記下流の脱硫ユニットが、（ｉ）ＳＯ２をＳＯ３に酸化する触媒材料及び硫酸を凝縮するための凝縮器を含むプロセスユニット、（ｉｉ）液滴を回収することによって硫酸ミストを除去し、回収した硫酸の液滴を取り出すためのミストフィルター、（ｉｉｉ）硫酸ミストから液体硫酸を回収するための静電集塵機、及び（ｉｖ）アルカリ液及び／又は酸化液中に吸収することによって硫黄酸化物を除去するためのスクラバーからなる群から選択される、請求項１２に記載のプロセスプラント。
【請求項１４】
前記第一の凝縮ユニットの下流から、及び下流の脱硫ユニットの上流から取り出される流れをリサイクルするよう構成された、請求項１２又は１３に記載の供給ガスを脱硫するためのプロセスプラント。
【請求項１５】
請求項１３、１４又は１５のいずれか一つに記載の脱硫プロセスプラントの上流の硫黄リッチな材料のための燃焼ユニットを含む、硫酸を製造するためのプロセスプラントであって、リサイクルされる該流れが、該燃焼ユニットの上流又は下流の位置に誘導される、上記の硫酸を製造するためのプロセスプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ２Ｓ、硫黄及び使用済み酸のような硫黄源の燃焼からの供給ガス及び燃焼プラントからの煙道ガスを含むＳＯ２リッチのプロセスガスを脱硫することによって硫酸を製造するための方法に関する。より詳細には、本発明は、脱硫されたプロセスガスのリサイクルを含む、低減された装置要求によるプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
硫酸は、硫黄酸化物を含有するガスから製造できる。そのようなプロセスの一つは、水蒸気の存在下でＳＯ２をＳＯ３に酸化し、その後、Ｈ２ＳＯ４に凝縮することに基づいており、そして、ＷＳＡ（湿潤ガス硫酸（ｔｈｅ  Ｗｅｔ  ｇａｓ  Ｓｕｌｐｈｕｒｉｃ  Ａｃｉｄ））という商品名で、デンマークのＨａｌｄｏｒ  Ｔｏｐｓｏｅ  Ａ／Ｓ社から販売されている。硫黄の源は、高い硫黄含有量を有する排ガス、又はより典型的には、元素の硫黄又は硫化水素のような硫黄リッチ源の燃焼によって製造されたガスのいずれかであってよい。
【０００３】
環境への関心が高まるのに伴って、非常に低濃度の硫黄酸化物の放出量の規制により、国際公開第２００８／０６４６９８号明細書（特許文献１）に開示されるような、連続して構成された二つのＷＳＡプロセスプラントが開発されており、これは二段階凝縮のＷＳＡ−ＤＣという商品名である。
【０００４】
ＷＳＡプロセスは、ＳＯ３の水和に関する化学量論的濃度に近いか又はそれを上回るプロセスガス中の水凝縮物量で運転される。したがって、硫酸は非常に腐食性であるため、硫酸の凝縮を制御する性能が重要である。硫酸の凝縮は、ガスの温度が、硫酸及び水の分圧の作用である硫酸の露点を下回る場合に起こる。触媒酸化の下流のＷＳＡプロセスの条件は、典型的には、凝縮ユニットの内側でのみＨ２ＳＯ４の凝縮が起こるようにＨ２ＳＯ４の所与の露点を得るために選択される。酸化されたプロセスガス中のＳＯ３濃度が約５体積％を上回る場合、典型的には、酸化されたプロセスガスの希釈が必要とされ、この希釈は、硫黄化合物を三酸化硫黄に酸化するのに化学量論的に必要な量と比較して過剰量の空気の添加によってもたらされる。この過剰量の空気は、プロセスガスの過剰な流量を招くため、余計な費用が必要となり、また、熱回収率が低減することになる。
【０００５】
脱硫プロセスの材料の費用及び運転の費用は、プラント中の全モル流量の増大に伴って増大する。したがって、この流量を低減する方法を特定することが望まれている。さらに、硫酸プラント中で回収される熱量もまた、このプラントにとっての重要な経済的要因である。
【０００６】
ＳＯ２の触媒酸化については、ＳＯ２転化器のインレットにおけるプロセスガスの温度が少なくとも３７０℃であることが必要である。これは、例えば、ＳＯ２がＳＯ３へと酸化される触媒反応器の上流におけるプロセスガスの温度を調節することによって得られる。発熱反応は、典型的に、活性化に３７０〜３９０℃を超える温度を必要とするが、一方で、これを超える温度では、ＳＯ２とＳＯ３との間の平衡がＳＯ２に向かい、硫酸の生成量が少なくなる。
【０００７】
触媒反応器の下流では、ＳＯ３リッチガスが２３０〜３１０℃に冷却され、そして、ＳＯ３は凝縮器中又はその上流でＨ２ＳＯ４蒸気に水和され、該凝縮器ではＨ２ＳＯ４蒸気及びＳＯ３の大部分が濃厚化された硫酸として選択的に凝縮される。
【０００８】
国際公開第２００８／０６４６９８号明細書（特許文献１）は、二段階脱硫プロセスとして実現された、供給ガスから硫酸を製造するためのプロセスに関し、該方法は、連続した二つのＷＳＡプロセスプラントを採用し、これは、高レベルのＳＯ２及び低レベルのＳＯ２に最適化されたプロセスをそれぞれ組み合わせて運転することが可能であるという利益を伴う。
【０００９】
欧州特許第０９７２７４６号（特許文献２）及び欧州特許第２３３００７５号（特許文献３）は、いわゆる乾燥接触プロセスによる硫酸を製造する方法に関し、該方法では、乾燥された廃棄ガスが、硫黄燃焼器にリサイクルされる。この乾燥接触プロセスによれば、乾燥環境中でＳＯ２はＳＯ３に酸化されて、その後、ＳＯ３は、水／硫酸吸収剤を有するガスと接触させることによって吸収され、該方法は、触媒の堅牢性にあまり要求がなく、そして凝縮可能な硫酸がないことによって、熱交換器の設計に融通性がもたらされるという利益をもたらすが、酸化の前に供給ガスを乾燥させるために必要な設備の費用負担を伴う。硫黄が枯渇したガスは、燃焼温度を制御するために、硫黄燃焼ユニットの上流に供給するのにリサイクルされ、これは、硫黄の除去率を増大させ、そして、設備の寸法を低減する。これら二つの開示のいずれも、リサイクルされたガスによる希釈と、水、三酸化硫黄及び硫酸を含むガスの露点との間の重要な関係に気づいていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６４６９８号明細書
【特許文献２】欧州特許第０９７２７４６号
【特許文献３】欧州特許第２３３００７５号
【特許文献４】国際公開第２０１１／１０１０３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ＷＳＡプラントの選択された区域におけるプロセスガスのモル流量を低減することによって、二段階脱硫プラントの投資費用及び運転費用を低減することを目標としている。これは、凝縮器の外側での硫酸の凝縮を回避するために、第一の脱硫プロセスが十分な希釈で運転される一方で、流れの中にリサイクルガスがないために、低濃度のＳＯ３によって低量であるか又は希釈を必要とされない脱硫プロセスの残部の寸法を低減できるように、第一の脱硫プロセスガスの一部の流（ｓｕｂｓｔｒｅａｍ）をリサイクルするように構成することによってなされる。同様に、硫黄燃焼器、及びリサイクルされた、脱硫されたガスの添加の上流のその他の装置の寸法を低減することができる。このことにより、第二の触媒反応器への供給ガスを加熱するのに必要なエネルギー量もまた低減される。
【００１２】
本発明のセクションは、二つの脱硫工程を有するプロセスに関する。これに関し、上流の、又は第一の脱硫プロセスもしくは脱硫ユニットは、供給ガスに最も近い一つの脱硫工程に関するものであり、そして、下流の、第二の又は二番目の脱硫工程は、スタックに最も近い他方の脱硫工程に関するものと理解すべきである。
【００１３】
本明細書の全体にわたり、普通の要素ではあるが、重要な要素、例えば、ポンプ、弁及び熱交換器は、特に言及されないが、そのような省略は、特に言及されない限り、これらの要素がないと解釈すべきではない。
【００１４】
本発明の第一の実施形態では、本発明はＳＯ２をＳＯ３に酸化するプロセスに関し、次の工程を含む。
（ａ）  ＳＯ２及びＯ２を含む供給ガス流を触媒活性材料へ誘導する工程、
（ｂ）  少なくとも０．１％の水及び該触媒活性材料の存在下で、該プロセスガス中のある量のＳＯ２をＳＯ３へと酸化して、第一の酸化されたプロセスガスを提供する工程、
第一の酸化されたプロセスガスを提供する工程、
（ｃ）  ＳＯ３を水と反応させる工程、
（ｄ）  Ｈ２ＳＯ４を凝縮する工程、
（ｅ）  第一の脱硫されたプロセスガス及び第一の硫酸流を取り出す工程、
（ｆ）  脱硫されたプロセスガスから、脱硫されたプロセスガスのリサイクル流を取り出す工程を含み、
その際、該リサイクル流は、前記供給ガス又は前記第一の酸化されたプロセスガスに添加され、このことは、プロセスガスを乾燥させて、その後そのガスに水を添加するという欠点と伴うこと無く、下流のリサイクル流の取り出しにおけるプロセスガスのモル流量が低減されるという利益、硫酸としての煙道ガスからＳＯ２を除去するという利益を伴う一方で、プロセスプラントの全てにおいて非腐食条件を維持することができる。
【００１５】
さらなる実施形態において、このプロセスは、次の工程、
（ｇ）上記の第一の脱硫されたプロセスガスを再加熱する工程、
（ｈ）  該第一の脱硫されたプロセスガス中に残存するＳＯ２のある量を、第二の触媒活性材料の存在下でＳＯ３に酸化して、第二の酸化されたプロセスガスを提供する工程、
（ｉ）  ＳＯ３を水と反応させる工程、
（ｊ）  Ｈ２ＳＯ４を凝縮する工程、及び、
（ｋ）  二番目の脱硫されたプロセスガス及び第二の硫酸流を取り出す工程、
という第二の硫黄除去プロセスをさらに含み、プロセスガス中のＳＯ２の濃度をさらに低減するという利益を伴う。
【００１６】
プロセスのさらなる実施形態は、（ｌ）上記の脱硫されたプロセスガスのリサイクル流を、脱硫された煙道ガス中の硫酸の露点を上回る温度に加熱する工程をさらに含み、これは、腐食性の硫酸がプロセスガスと混合した後に凝縮する危険性を低減するという利益を伴う。
【００１７】
さらなる実施形態では、上記のリサイクル流の温度は、少なくとも１０℃、好ましくは少なくとも３０℃、そして特に好ましくは、少なくとも５０℃、硫酸の露点を上回る温度であり、これは、硫酸の露点に対する十分な差を確保することによって、腐食の危険性を低減するという利益を伴う。
【００１８】
さらなる実施形態は、
（ｍ）  ミストフィルター中の液滴の回収によって硫酸ミストを除去し、そして回収した硫酸の液滴を取り出す工程、
（ｎ）  電気集塵によって硫酸ミストを除去し、そして、沈殿した硫酸を除去する工程、
（ｏ）  アルカリ液及び／又は酸化液を含むスクラバーにおける吸収によって硫黄酸化物を除去する工程、
からなる群からの一つ又はより多くの二番目の硫黄除去プロセス工程をさらに含み、これは、特定のプロセス要求に従うクリーンガス中のＳＯｘ濃度を低減するための最適な手段を提供するという利益を伴う。
【００１９】
さらなる実施形態において、リサイクル流は、二番目の硫黄除去プロセス工程の下流から取り出され、これは、脱硫プロセスの上流のモル流量が低減される一方で、脱硫プラントの全てにおいて高い希釈率が維持されるという利益を伴う。
【００２０】
さらなる実施形態においては、上記のリサイクル流は、二番目の硫黄除去プロセス工程の下流から取り出され、これは、脱硫プロセスの上流及び二番目の硫黄除去プロセス中のモル流量を低減するという利益を伴う。
【００２１】
さらなる実施形態において、ＳＯ２リッチガス中のＳＯ２の濃度は、５〜１００体積％、好ましくは５〜３０体積％の範囲内であり、それにより、連続する二つの独立したプロセス中での硫黄酸化物の除去から最大の利益が得られる。
【００２２】
さらなる実施形態において、供給ガス中に含まれる硫黄の少なくとも９９％が、ＳＯ２又はＳＯ３、又は対応する酸のような酸化された形態にあり、これは、実質的に全ての硫黄をプロセス中における酸と見なすことができるという利益を伴う。
【００２３】
さらなる実施形態において、上記の脱硫されたプロセスガスの５０％未満が、脱硫されたプロセスガスのリサイクル流として取り出され、これは、窒素及びアルゴンのような不活性ガスの蓄積を回避するという利益を伴う。
【００２４】
さらなる実施形態において、触媒活性材料に接触するように誘導される上記のプロセスガス中の酸素の体積濃度は、二酸化硫黄の体積濃度と少なくとも同じであり、これは、過剰な酸素による急速な反応でもって効率的な酸化プロセスを提供するという利益を伴う。
【００２５】
さらなる実施形態において、上記のリサイクルガスの温度は２００℃超であり、これは、水及び硫黄酸化物の存在下でさえも、リサイクルガスの非腐食性が維持されるという利益を伴う。
【００２６】
本発明のさらなる態様は、第一の触媒活性材料の床、第一の凝縮ユニット及び下流の脱硫プラントを含む、供給ガスを脱硫するためのプロセスプラントに関し、これは、第一の凝縮ユニットの下流、及び、場合により、脱硫ユニットの下流で流れが取り出され、そして該第一の凝縮ユニットの上流のプロセス位置、及び、場合により、触媒活性材料の第一の床の上流に該流れがリサイクルされるように構成され、これは、下流で取り出されたリサイクル流におけるプロセスガスのモル流量が低減されるという利益を伴い、そして、硫酸としての煙道ガスからＳＯ２を除去するためのプラントが提供されるという利益を伴い、これは、プロセスガスを乾燥させることがない一方で、プロセスプラントの全てにおける非腐食条件が維持される。
【００２７】
さらなる実施形態は、脱硫プラントの下流で（ｉ）ＳＯ２をＳＯ３に酸化する触媒材料及び硫酸を凝縮するための凝縮器を含むプロセスユニット、（ｉｉ）液滴を回収することによって硫酸ミストを除去し、回収した硫酸の液滴を取り出すためのミストフィルター、（ｉｉｉ）硫酸ミストから液体硫酸を回収するための静電集塵機、及び（ｉｖ）アルカリ液及び／又は酸化液中に吸収することによって硫黄酸化物を除去するためのスクラバーからなる群から選択される、一つ又はより多くの追加の硫黄除去プロセスユニットを含み、これは、特定のプロセス要求に従うクリーンガス中のＳＯｘ濃度を低減するための最適な手段を提供するという利益を伴う。
【００２８】
さらなる実施形態は、該第一の凝縮ユニットの下流で、及び下流の脱硫ユニットの上流で取り出される流れをリサイクルするように構成されており、これは、下流の脱硫ユニットの内側におけるモル流量を低減するという利益を伴う。
【００２９】
さらなる実施形態は、該プロセスプラントの上流における硫黄リッチ材料のための燃焼ユニットを含み、その場合、リサイクルされる流れが、該燃焼ユニットの上流又は下流の位置に誘導され、硫酸を製造するための硫黄源を独立して供給できるという利益を伴う。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、従来技術によるプロセスを図示している。
【図２】図２は、連続した二つのＷＳＡプロセスを含む、本発明の実施形態によるプロセスを図示している。
【図３】図３は、ＷＳＡプロセスとスクラバープロセスとが連続した、本発明の実施形態によるプロセスを図示している。
【図４】図４は、リサイクル流が、下流の両方の脱硫プロセスから取り出される場合の本発明の実施形態によるプロセスを図示している。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に示すような、硫酸の製造に伴ってプロセスガスからＳＯ２を除去するプロセスは従来技術から知られており、そして、二段階転化／二段階凝縮プロセスとして説明することができる。このプロセスにおいて、ＳＯ２を含有する供給ガス２は、場合により、適切な熱交換器４で冷却又は加熱されることにより、約３７０〜４２０℃のような温度で開始する、ＳＯ２からＳＯ３への接触酸化に十分な温度で、プロセスガス６として供給され、調節されたプロセスガス６は触媒反応器８へ誘導され、そこでは、適切な硫酸触媒の存在下でＳＯ２からＳＯ３への酸化が起こる。そのような硫酸触媒の範囲は当業者には公知である。可能な触媒の一つは、シリカ担体材料上に支持され、かつ、アルカリ金属で促進された酸化バナジウムである。好ましいアルカリ金属は、カリウム、ナトリウム、及び／又はセシウムである。
【００３２】
ＳＯ２／ＳＯ３平衡が、ＳＯ２へ向かうのを回避する一方で、高温における高い反応速度の利益を享受するために、しばしば、酸化は、中間の熱交換器及び後続のさらなる熱交換器を備える二つ又は三つの床で実行される。
【００３３】
触媒反応器からのアウトレットでは、第一の酸化されたプロセスガス１０が得られる。該第一の酸化されたプロセスガスは水蒸気を含有しており、それは温度が低下すると、ＳＯ３を水和して気体のＨ２ＳＯ４、硫酸を生成する。酸化され、部分的に水和されたプロセスガスは、凝縮ユニット１２へ誘導され、そこでは、硫酸の露点を下回るまで温度が低下される。硫酸は凝縮し、そして凝縮ユニット３６の底部で濃縮化された形態で回収することができる。凝縮ユニットの最頂アウトレットでは、脱硫されたプロセスガス１４が、下流のさらなる触媒反応器２４へ誘導されて、そこで、残存するＳＯ２の大部分が酸化されて、第二の酸化されたプロセスガス２６が形成され、それは、クリーンガス３２としてスタック３４へ誘導される前に、３０の、同様の凝縮プロセスを経る。
【００３４】
ここで、本開示に従って、図２及び図３を参照して、上記の酸化されたプロセスガス１０を硫酸の露点超に維持する一方で、硫黄の高い除去レベルを確実にし、かつ、装置の寸法を低減することが望ましい。これは、供給ガス６を混合点４０中の脱硫されたプロセスガスの第一のリサイクル流２２で希釈することによって硫黄酸化物の濃度を低く維持することによって得られる。リサイクル流２２のモル流量は、従来技術による過剰空気の量とほぼ同じであり、そのため、この実施形態における第一の酸化されたプロセスガス１０中のＳＯ３及びＨ２ＳＯ４の濃度を含む条件全体は、従来技術のそれらと同じである。低減された、脱硫されたプロセスガス２３のモル流量は、下流の取り出し点４２で、今や、二番目のプロセスガスを構成し、これは下流の脱硫プロセスにおいてさらに脱硫されることができる。
【００３５】
図２に示される好ましい実施形態において、下流の脱硫プロセスは、低レベルの硫黄酸化物を除去するために構成された、触媒反応器２４及び凝縮器３０を含む第二のＷＳＡプロセスである。この下流の脱硫プロセスは、上流の脱硫プロセスと比較して、非常に小さくすることができる。というのも、リサイクル流２の取り出しのために、モル流量が非常に低いからである。
【００３６】
図３に示される、代替的な実施形態においては、第一のＷＳＡプロセスに続いて、低濃度の硫黄酸化物を除去するための、水酸化ナトリウムか又は過酸化水素中に硫黄酸化物を回収するスクラバー４４、４６のような代替的なプロセスがある。
【００３７】
図４に示されるさらなる実施形態においては、取り出し点は、下流の脱硫プロセスの下流に位置させることができる。この場合、両方の脱硫プロセス中に多量のモル流量が存在することがあるが、第一の脱硫の上流には低減されたモル流量が存在することがある。この実施形態は、硫黄燃焼器を、その寸法に関して従来のものと比較して低減できるため、硫黄源の消費によって硫酸を製造するのに特に適し得る。
【００３８】
混合点４０におけるリサイクル流の添加には、腐食が起こるおそれのある凝縮条件のポケット（ｐｏｃｋｅｔｓ）を回避するために、注意深く混合する必要がある。これは、国際公開第２０１１／１０１０３８号明細書（特許文献４）に開示されているような適切なガス混合機によって有利に実現することができる。
【００３９】
さらなる実施形態において、プロセスは、例えば、硫化水素、使用済み酸又は硫黄を含む硫黄リッチな供給物を受容するための燃焼器も含むことができ、リサイクル流は、この燃焼器の上流で供給ガスに添加することができる。そのような硫黄燃焼器の上流における添加は、該硫黄燃焼器の下流におけるリサイクル流の添加と同等とみなすべきである。
【実施例】
【００４０】
従来技術の実施形態及び本発明の実施形態を評価するために、１日当たり６００メートルトンの硫酸（１００％Ｈ２ＳＯ４として算出）を製造するように設計された、３種の硫酸プロセスについて、性能及び設計パラメータを評価した。これらのプロセスは、９８％（ｗ／ｗ）Ｈ２ＳＯ４を、９９．８３％のＳＯ２転化率でもって製造する。脱硫プラントの外側では、水蒸気が電力へ変換される。プロセスについて、供給物は、１００％Ｈ２Ｓガスであり、そして周囲条件は、絶対圧力１００１ミリバール、２５℃、６５％ＲＨである。
【００４１】
実施例１
プロセスユニットは、図１、すなわち、二段階転化／二段階凝縮に従って設計される。以下のプロセス工程は、図１の構成要素を参照して適用される。
【００４２】
【表１】
2014534151.tif 000003
【００４３】
表１中のデータからは、ユニットが、７３５００Ｎｍ３／ｈのクリーンガス流量による性能要求に従って機能していることがわかる。
【００４４】
実施例２
プロセスユニットは、本発明の実施形態に従った二段階転化二段階凝縮ユニットとして設計されており、すなわち、図２に従い、脱硫されたプロセスガスが、下流の再加熱１８から上流のＳＯ２転化器８にリサイクルされる。以下のプロセス工程は、図１の構成要素を参照して適用される。
【００４５】
【表２】
2014534151.tif 000004
【００４６】
表１から、実施例１の従来技術のプロセスと同じ程度に硫黄放出量が低いことが明らかである。さらに、リサイクルガス混合点４０の前と、リサイクルガス取り出し点４２の後のプロセスガスモル流量は、５６５００Ｎｍ３／ｈのクリーンガス流量を２０％超低減しており、その結果、より小型でかつより費用対効果の高いレイアウトが得られる。
【００４７】
実施例３
プロセスユニットは、急冷ユニット４４及び過酸化水素排ガススクラバー４６及びプロセスガスリサイクルを備える単一転化単一凝縮ユニットとして、図３に従って設計される。
【００４８】
【表３】
2014534151.tif 000005
【００４９】
表１からは、本発明によれば、性能は良好であり、そして、リサイクルループ４２、２２、４０の外側で約２０％モル流量を低減することができるため、従来技術によって構成される場合よりも費用対効果の高いユニットが得られる。
【００５０】
【表４】
2014534151.tif 000006
【図１】
2014534151.tif 000007
【図２】
2014534151.tif 000008
【図３】
2014534151.tif 000009
【図４】
2014534151.tif 000010
【国際調査報告】
2014534151.tif 000011
2014534151.tif 000012