(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料の溶融硫黄を燃焼するための空気を循環濃硫酸によって乾燥する乾燥塔と、溶融硫黄を燃焼して二酸化硫黄を生成する硫黄燃焼炉と、二酸化硫黄を三酸化硫黄に転化する転化器と、二酸化硫黄の転化により生じた三酸化硫黄を循環濃硫酸に吸収させる吸収塔とを含む硫酸製造設備において、硫黄燃焼用空気または二酸化硫黄を乾燥するための乾燥塔、および／または、二酸化硫黄の転化により生じた三酸化硫黄を循環濃硫酸に吸収させる吸収塔において、乾燥および／または吸収に伴って発生する熱を利用してボイラー給水を昇温する、硫酸製造設備における熱回収方法であって、
ボイラー給水を、まず、乾燥塔および／または吸収塔を濃硫酸の循環により冷却する、濃硫酸循環温度が比較的低い（６０〜９０℃）乾燥塔用酸クーラー(5) と第２吸収塔用酸クーラー(7) に並流にて通し、ある程度まで昇温した後、濃硫酸循環温度が高い（９０〜１２０℃）第１吸収塔用酸クーラー(6) に通し、さらに昇温する、硫酸製造設備における熱回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の硫酸製造設備のうち、硫黄燃焼式および廃硫酸燃焼式のように高温の二酸化硫黄ガスを発生し、この高温ガスの熱を用いて、発電用熱源やタービン駆動源その他の用役として有用な高圧過熱蒸気を発生することのできる硫酸製造設備において、乾燥塔および／または吸収塔にて発生する熱をボイラー給水を昇温させるのに利用することによってより多くの蒸気を発生させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、硫黄燃焼式硫酸製造設備において、原料の溶融硫黄を燃焼するための空気を循環濃硫酸によって乾燥する乾燥塔、および、二酸化硫黄の転化により生じた三酸化硫黄を循環濃硫酸に吸収させる吸収塔では、それぞれ乾燥および吸収に伴って熱が発生するが、この熱は、循環酸系統に使用する材料の制約から、循環濃硫酸温度を高くできないため回収に適さないものとして、冷却水で冷却除去した後、最終的には大気中へ廃棄していた。
【０００３】
近年、新材料の開発によって、循環濃硫酸温度を約２００〜２２０℃まで高くすることが可能になり、これによって、乾燥塔および吸収塔で発生する熱を５００〜６００ｋＰａ（Ｇ）の飽和水蒸気として回収する技術が提案されているが、これは圧力が低いため蒸気としての利用価値は低い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来、有効利用が困難であるため廃棄されていた、硫酸製造設備のＳＯ２  ガス乾燥工程または空気乾燥工程および三酸化硫黄吸収工程で発生する熱を、有効に利用してボイラー給水を昇温する、硫酸製造設備における熱回収方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明により硫酸製造設備における熱回収方法は、原料の溶融硫黄を燃焼するための空気を循環濃硫酸によって乾燥する乾燥塔と、溶融硫黄を燃焼して二酸化硫黄を生成する硫黄燃焼炉と、二酸化硫黄を三酸化硫黄に転化する転化器と、二酸化硫黄の転化により生じた三酸化硫黄を循環濃硫酸に吸収させる吸収塔とを含む硫酸製造設備において、硫黄燃焼用空気または二酸化硫黄を乾燥するための乾燥塔、および／または、二酸化硫黄の転化により生じた三酸化硫黄を循環濃硫酸に吸収させる吸収塔において、乾燥および／または吸収に伴って発生する熱を利用してボイラー給水を昇温する、硫酸製造設備における熱回収方法であって、ボイラー給水を、まず、乾燥塔および／または吸収塔を濃硫酸の循環により冷却する、濃硫酸循環温度が比較的低い（６０〜９０℃）乾燥塔用酸クーラー(5) と第２吸収塔用酸クーラー(7) に並流にて通し、ある程度まで昇温した後、濃硫酸循環温度が高い（９０〜１２０℃）第１吸収塔用酸クーラー(6) に通し、さらに昇温する、硫酸製造設備における熱回収方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明方法を図示の実施例に基いて具体的に説明する。
【０００８】
実施例１
図１のプロセスフローシートにおいて、硫酸製造設備は、原料の溶融硫黄を燃焼するための空気を循環濃硫酸によって乾燥する乾燥塔(1) と、溶融硫黄を燃焼して二酸化硫黄を生成する硫黄燃焼炉(2) と、二酸化硫黄を三酸化硫黄に転化する転化器(3) と、二酸化硫黄の転化により生じた三酸化硫黄を循環濃硫酸に吸収させる第１および第２吸収塔(4) (4')とを主たる構成要素とする。
【０００９】
乾燥塔(1) において、循環濃硫酸に水分が吸収される際に熱が発生する。第１および第２吸収塔(4) (4')において、三酸化硫黄が循環濃硫酸に吸収される際にも熱が発生する。
【００１０】
乾燥塔(1) と第１および第２吸収塔(4) (4')にはそれぞれ濃硫酸循環系統に酸クーラー(5) (6) (7) が設置されており、上述の発生熱を冷却する。循環する濃硫酸は９８重量％のものである。
【００１１】
用役設備から供給されるボイラー給水（コンデンセート）は、まず濃硫酸循環温度が比較的低い（６０〜９０℃）乾燥塔用酸クーラー(5) と第２吸収塔用酸クーラー(7) に並流にて供給され、ある程度まで昇温される。次にこのボイラー給水は濃硫酸循環温度が高い（９０〜１２０℃）第１吸収塔用酸クーラー(6) に供給されて、さらに昇温される。
【００１２】
第１吸収塔用酸クーラー(6) から出たボイラー給水（約９０℃）は、ボイラー給水ポンプ(8) によってボイラーの蒸気ドラム(9) に供給できる圧力まで昇圧される。昇圧ボイラー給水は第１および第２エコノマイザー(10) (10')によって転化器(3) から熱を得てさらに昇温されると共に、一部分は蒸発しさらに高レベルの熱を持つようになる。
【００１３】
このボイラー給水はボイラーの蒸気ドラム(9) に供給されて高圧蒸気になり、さらに下流の蒸気過熱器(11)によって最終的に利用価値の高い高圧過熱蒸気となる。この高圧過熱蒸気は発電用熱源やタービン駆動源その他の用役として有用である。
【００１４】
図１において、符号(12)はエアーブロワ、(13)(14)はポンプタンクは、(15)は製品酸クーラー、(16)は切換弁、(17)は第１ボイラー、(18)は第２ボイラー、(19)はボイラー給水ライン、(20)は高圧蒸気ライン、(21)は希釈空気ラインである。
【００１５】
図１のフローに示す、１８００トン／日の製造能力の硫黄燃焼式硫酸製造設備において、乾燥塔(1) 、第１および第２吸収塔(4) (4')の循環濃硫酸の冷却を、冷却水を使用した冷却方式（従来法）と、ボイラー給水による冷却方式（本発明方法）とで比較すると、後者の方法では高圧過熱蒸気の発生量が約１５％増加する。
【００１６】
実施例２〜９
図２〜９は本発明の変形例を示すものである。図２のフローでは、蒸気過熱器(11)の熱源が転化器(3) の高温流体であり、第２エコノマイザーが省略され、転化器(3) と第２ボイラーとの高温流体の循環ラインの転化器(3) における接続位置が、図１のフローとは変更されている。図３のフローでは、転化器(3) と第２ボイラーおよび第２エコノマイザーとの高温流体の循環ラインの転化器(3) における接続位置が、図１のフローとは変更されている。図４のフローでは、蒸気過熱器(11)の熱源が転化器(3) の高温流体であり、第１エコノマイザー(10)の熱源が第２ボイラーから来る高温流体である。図５のフローでは、蒸気過熱器(11)の熱源が転化器(3) の高温流体であり、第２エコノマイザーが省略されている。図６のフローでは、蒸気過熱器(11)の熱源が転化器(3) の高温流体であり、第２ボイラーが省略されている。図７のフローでは、転化器(3) の段数が図１のフローより減少され、第２ボイラーが省略されている。図８のフローでは、転化器(3) の段数が図１のフローより減少され、第２エコノマイザーが省略されている。図９のフローでは、蒸気過熱器(11)の熱源が転化器(3) の高温流体であり、転化器(3) の段数が図１のフローより減少され、第２ボイラーおよび第２エコノマイザーが共に省略されている。図２〜９のフローにおいて、その他の構成は図１のフローと同じである。
【００１７】
図２〜９の各フローにおいても、用役設備から供給されるボイラー給水（コンデンセート）は、まず濃硫酸循環温度が比較的低い乾燥塔用酸クーラー(5) と第２吸収塔用酸クーラー(7) に並流にて供給され、ある程度まで昇温される。次にこのボイラー給水は濃硫酸循環温度が高い第１吸収塔用酸クーラー(6) に供給されて、さらに昇温される。
【００１８】
第１吸収塔用酸クーラー(6) から出たボイラー給水は、ボイラー給水ポンプ(8) によって昇圧された後、第１および／または第２エコノマイザー(10) (10')によってＳＯ２  ガスおよびＳＯ３  ガスから熱を回収してさらに昇温されると共に、一部分は蒸発しさらに高レベルの熱を持つようになり、次いでボイラーの蒸気ドラム(9) に供給されて高圧蒸気になり、さらに下流の蒸気過熱器(11)によって最終的に利用価値の高い高圧過熱蒸気となる。
【００１９】
図２〜９のフローにおいて、高圧過熱蒸気の発生量の増加は図１のフローと同程度である。
【００２０】
【発明の効果】
本願発明方法によれば、従来、有効利用が困難であるため廃棄されていた、硫酸製造設備のＳＯ２  ガス乾燥工程または空気乾燥工程および三酸化硫黄吸収工程で発生する熱を、有効に利用してボイラー給水を昇温することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１を示すフローシートである。
【図２】実施例２を示すフローシートである。
【図３】実施例３を示すフローシートである。
【図４】実施例４を示すフローシートである。
【図５】実施例５を示すフローシートである。
【図６】実施例６を示すフローシートである。
【図７】実施例７を示すフローシートである。
【図８】実施例８を示すフローシートである。
【図９】実施例９を示すフローシートである。
【符号の説明】
(1) ：乾燥塔
(2) ：硫黄燃焼炉
(3) ：転化器
(4) (4')：第１および第２吸収塔
(5) (6) (7) ：酸クーラー
(8) ：ボイラー給水ポンプ
(9) ：蒸気ドラム
(10)(10') ：第１および第２エコノマイザー
(11)：蒸気過熱器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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