JPH11263607A - 硫酸製造設備 - Google Patents

硫酸製造設備

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JPH11263607A
JPH11263607A JP6322798A JP6322798A JPH11263607A JP H11263607 A JPH11263607 A JP H11263607A JP 6322798 A JP6322798 A JP 6322798A JP 6322798 A JP6322798 A JP 6322798A JP H11263607 A JPH11263607 A JP H11263607A
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JP
Japan
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gas
sulfuric acid
combustion furnace
combustion
converter
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Application number
JP6322798A
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English (en)
Inventor
Shoichi Kamenosono
正一 亀之園
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 吸収塔から排出される使用済みの排出ガスの
処理に関わるコストを大幅に削減して安価に濃硫酸を製
造する。 【解決手段】 溶融硫黄2(単体硫黄)を燃焼させてS
2ガス6を生成する燃焼炉3と、該燃焼炉3で生成さ
れたSO2ガス6を酸化してSO3ガス9とするコンバー
タ8と、該コンバータ8からのSO3ガス9を希硫酸1
2に吸収させて濃硫酸13を生成する吸収塔11とを備
えた硫酸製造設備に関し、燃焼炉3に対し燃焼に必要な
支燃性ガスとして純酸素25を供給する酸素供給手段2
6を接続し、吸収塔11からの排出ガス18を燃焼炉3
に戻す循環ライン27を設ける。さらに、燃焼炉から排
出されるSO2ガスのエネルギーを電力として有効に回
収し、設備間で使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫酸製造設備に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来の硫酸製造設備の一例を表わ
すものであって、硫黄溶解槽1に貯留された溶融硫黄2
(単体硫黄)を燃焼炉3でブロワ4からの燃焼用空気5
と混合して燃焼させることによりSO2ガス6を生成
し、該SO2ガス6を排熱ボイラ7を通して排熱を回収
した後、コンバータ8において白金等の触媒の作用によ
り前記SO2ガス6を酸化してSO3ガス9に転化せし
め、その際に生ずる反応熱を熱交換器10Aで回収する
と共に、コンバータ8の出側にクーラとして配置した熱
交換器10Bにより更に熱回収して温度を調節し、その
温度調整されたSO3ガス9を吸収塔11において希硫
酸12に吸収させて濃硫酸13を生成するようになって
おり、ここで生成された濃硫酸13の一部を希釈水14
を加えて希釈することにより希硫酸12として前記吸収
塔11にて循環使用させるようにしてある。
【0003】また、排熱ボイラ7及び熱交換器10A,
10Bでは、回収した熱により給水15をスチーム16
として排出するようになっており、このスチーム16を
設備内で有効に利用、例えば圧力の高いスチーム16に
ついてはスチームタービン発電機に導いて発電に利用し
得るようにしてある。
【0004】更に、前記コンバータ8においてSO3
ス9に転化されず且つ吸収塔11において希硫酸12に
吸収されずに残った未反応のSO2ガス6を含む吸収塔
11からの排出ガス18は、SO2スクラバ19におい
てカセイソーダ(NaOH)等の中和剤20にSO2
ス6を吸収させた後に大気放出され、前記SO2スクラ
バ19においてSO2ガス6を吸収した液21は、タン
ク22において更にカセイソーダ(NaOH)等の中和
剤23が混入された後、排水処理装置24へ送られるよ
うになっている。
【0005】尚、前記燃焼炉3での反応は、
【数1】S+O2→SO2 であり、コンバータ8での反応は、
【数2】2SO2+O2→2SO3 であり、吸収塔11での反応は、
【数3】SO3+H2O→H2SO4 である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の硫酸製造設備においては、吸収塔11から未反応の
SO2ガス6を含む排出ガス18が連続的に排出される
ことになり、この排出ガス18からSO2ガス6を除去
するガス処理、並びにSO2ガス6を吸収した液21の
排水処理にコストが嵩むという不具合があり、しかも、
図示では未反応のSO2ガス6の除去についてのみ示し
てあるが、前記排出ガス18には、燃焼用空気5に含ま
れる窒素と反応して生成されたNOx(窒素酸化物)も
含まれることになる為、NOxの脱硝処理までもを完全
に行う場合には更なるコストの高騰を招くという問題が
あった。
【0007】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、吸収塔から排出される使用済みの排出ガスの処理に
関わるコストを大幅に削減して安価に濃硫酸を製造し得
る硫酸製造設備を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、単体硫黄を燃
焼させてSO2ガスを生成する燃焼炉と、該燃焼炉で生
成されたSO2ガスを酸化してSO3ガスとするコンバー
タと、該コンバータからのSO3ガスを希硫酸に吸収さ
せて濃硫酸を生成する吸収塔とを備えた硫酸製造設備に
おいて、燃焼炉に対し燃焼に必要な支燃性ガスとして高
濃度酸素を供給する酸素供給手段を接続し、吸収塔から
の排出ガスを燃焼炉に戻す循環ラインを設けたことを特
徴とするものである。
【0009】このようにすれば、燃焼炉において単体硫
黄が高濃度酸素により燃焼され、NOxなどの不要生成
物を殆ど生ずることなく純度の高いSO2ガスが生成さ
れることになり、実質的に燃焼炉から排出されるガス中
に含まれるSO2ガス以外の成分としては僅かな余剰酸
素、窒素、その他の不活性ガスが存在する程度となる。
【0010】依って、燃焼炉から不要生成物が非常に少
ないSO2ガスをコンバータに導いて酸化させることに
よりSO3ガスに転化し、該コンバータからのSO3ガス
を吸収塔にて希硫酸に吸収させて濃硫酸を生成すると、
吸収塔からは余剰酸素、窒素、その他の不活性ガスと未
反応のまま僅かに残ったSO2ガスを主成分とする排出
ガスが排出されることになる。この排出ガスは大部分が
循環ラインにより燃焼炉に戻されるので、排出ガス中の
余剰酸素が単体硫黄との燃焼により消費されると共に、
SO2ガスも新たに生成されたSO2ガスと共にコンバー
タへ送られて消費されることになる。尚、系内に蓄積す
る窒素、その他の不活性ガスについては、適宜に循環ラ
インから排出ガスを一部抜き出して従来と同様に且つ極
めて小規模な設備で処理するようにすれば良い。
【0011】また、本発明においては、燃焼炉とコンバ
ータとの間に、SO2ガスを動力源として駆動するガス
タービン発電機を設けることも可能であり、このように
すれば、酸素供給手段からの高濃度酸素の送給圧を大気
圧の数倍程度に上げて燃焼炉で単体硫黄を燃焼させるこ
とにより高圧のSO2ガスをガスタービン発電機に導い
て効率良く発電を行い、燃焼炉から排出されるSO2
スのエネルギーを電力として有効に回収することが可能
となる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
【0013】図1は本発明を実施する形態の一例を示す
もので、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
している。
【0014】本形態例の硫酸製造設備においては、前述
した図2の従来設備で燃焼炉3に対し燃焼用空気5を送
給していたブロワ4に替えて、燃焼に必要な支燃性ガス
として純酸素25を供給する酸素供給手段26を接続
し、しかも、吸収塔11からの排出ガス18を処理して
大気に放出する設備を不要として、吸収塔11からの排
出ガス18を燃焼炉3に戻す循環ライン27を設けるよ
うにした点を特徴としている。
【0015】ここで、前記酸素供給手段26は、例えば
臨界温度以下に冷却し且つ同時に加圧して液化した液体
空気から窒素などの酸素より沸点の高い成分を分留して
液体酸素28を生成する空気分留装置29と、該空気分
留装置29から液体酸素28を導いて昇圧するポンプ3
0と、該ポンプ30により送給された液体酸素28を設
備排熱などを利用して気化せしめる気化器31とにより
構成することが可能である。
【0016】特に本形態例においては、燃焼炉3とコン
バータ8との間における排熱ボイラ7の上流に、SO2
ガス6を動力源として駆動するガスタービン発電機32
を設けた場合を例示しており、このガスタービン発電機
32を支障なく駆動し得るようにする為には、前記酸素
供給手段26から燃焼炉3に供給される純酸素25の送
給圧を大気圧の数倍程度に上げて燃焼炉3で高圧のSO
2ガス6が生成されるようにする必要があるが、前記の
如く酸素供給手段26を構成し、空気分留装置29で液
体酸素28を生成して液相状態でポンプ30により昇圧
すれば、最終的に気化器31で気化されて燃焼炉3に送
られる純酸素25を大気圧の数倍程度に容易に昇圧する
ことが可能である。
【0017】また、このように昇圧されて燃焼炉3に供
給される純酸素25と一緒に、吸収塔11からの排出ガ
ス18を循環ライン27を通して燃焼炉3に戻し得るよ
うにする為、前記循環ライン27の適宜位置には、排出
ガス18を昇圧して送給する圧縮機33が設けられてい
る。
【0018】而して、このような構成を採用すれば、燃
焼炉3において硫黄溶解槽1からの溶融硫黄2(単体硫
黄)が純酸素25により燃焼され、NOxなどの不要生
成物を生ずることなく純度の高いSO2ガス6が生成さ
れることになり、実質的に燃焼炉3から排出されるガス
中に含まれるSO2ガス6以外の成分としては僅かな余
剰酸素のみとなる。
【0019】依って、燃焼炉3から不要生成物のないS
2ガス6をコンバータ8に導いて酸化させることによ
りSO3ガス9に転化し、該コンバータ8からのSO3
ス9を吸収塔11にて希硫酸12に吸収させて濃硫酸1
3を生成すると、吸収塔11からは余剰酸素と未反応の
まま僅かに残ったSO2ガス6から成る排出ガス18が
排出されることになり、この排出ガス18は循環ライン
27により燃焼炉3に戻されるので、排出ガス18中の
余剰酸素が溶融硫黄2との燃焼により消費されると共
に、SO2ガス6も新たに生成されたSO2ガス6と共に
コンバータ8へ送られて消費されることになる。
【0020】また、特に本形態例においては、燃焼炉3
で生成された高圧のSO2ガス6を動力源としてガスタ
ービン発電機32が駆動され、該ガスタービン発電機3
2により効率良く発電が行われるので、燃焼炉3から排
出されるSO2ガス6のエネルギーが電力として有効に
回収されることになる。
【0021】従って、上記形態例によれば、燃焼炉3に
おいてNOxなどの不要生成物を生ずることなく純度の
高いSO2ガス6を生成することができ、しかも、吸収
塔11からの排出ガス18を循環ライン27により燃焼
炉3に戻して消費することができるので、濃硫酸13の
製造工程を閉回路として系外に廃棄すべき物質を生成せ
ずに運転することが可能となり、吸収塔11から排出さ
れる使用済みの排出ガス18の処理に関わるコストを不
要として安価に濃硫酸13を製造することができる。
【0022】また、燃焼炉3での燃焼に必要な支燃性ガ
スとして純酸素25を使用することにより、従来の如く
燃焼用空気5を使用していた場合と比較してSO2ガス
6の生成に不要な酸素以外の空気成分(主として窒素)
の流通容積分を考慮する必要がなくなり、硫酸製造設備
を構成する各種機器類や配管系の容積を生産性を落とす
ことなく縮小化することができる。
【0023】更に、本形態例の如く、燃焼炉3とコンバ
ータ8との間に、SO2ガス6を動力源として駆動する
ガスタービン発電機32を設ければ、燃焼炉3から排出
されるSO2ガス6のエネルギーを電力として有効に回
収することができるので、この電力を設備内で使用する
ことにより製造コストを下げることができ、より一層安
価に濃硫酸13を製造することができる。
【0024】尚、本発明の硫酸製造設備は、上述の形態
例にのみ限定されるものではなく、燃焼炉に溶融硫黄を
導いて燃焼させる場合で説明したが、例えば単体硫黄を
微粉化して固体のまま燃焼させるようにしても良いこ
と、また、高濃度酸素であれば必ずしも純酸素でなくて
も良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0025】
【発明の効果】上記した本発明の硫酸製造設備によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0026】(I)本発明の請求項1に記載の発明によ
れば、燃焼炉においてNOxなどの不要生成物を殆ど生
ずることなく純度の高いSO2ガスを生成することがで
き、しかも、吸収塔からの排出ガスを循環ラインにより
燃焼炉に戻して消費することができるので、濃硫酸の製
造工程を閉回路として系外に廃棄すべき物質を殆ど生成
せずに運転することが可能となり、吸収塔から排出され
る使用済みの排出ガスの処理に関わるコストを大幅に削
減して安価に濃硫酸を製造することができる。
【0027】(II)本発明の請求項1に記載の発明に
よれば、燃焼炉での燃焼に必要な支燃性ガスとして高濃
度酸素を使用することにより、従来の如く燃焼用空気を
使用していた場合と比較してSO2ガスの生成に不要な
酸素以外の空気成分(主として窒素)の流通容積分を殆
ど考慮する必要がなくなり、硫酸製造設備を構成する各
種機器類や配管系の容積を生産性を落とすことなく縮小
化することができる。
【0028】(III)本発明の請求項2に記載の発明
によれば、燃焼炉から排出されるSO2ガスのエネルギ
ーを電力として有効に回収することができるので、この
電力を設備内で使用することにより製造コストを下げる
ことができ、より一層安価に濃硫酸を製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例を示す系統図であ
る。
【図2】従来例を示す系統図である。
【符号の説明】
2 溶融硫黄(単体硫黄) 3 燃焼炉 6 SO2ガス 8 コンバータ 9 SO3ガス 11 吸収塔 12 希硫酸 13 濃硫酸 18 排出ガス 25 純酸素(高濃度酸素) 26 酸素供給手段 27 循環ライン 32 ガスタービン発電機

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単体硫黄を燃焼させてSO2ガスを生成
    する燃焼炉と、該燃焼炉で生成されたSO2ガスを酸化
    してSO3ガスとするコンバータと、該コンバータから
    のSO3ガスを希硫酸に吸収させて濃硫酸を生成する吸
    収塔とを備えた硫酸製造設備において、燃焼炉に対し燃
    焼に必要な支燃性ガスとして高濃度酸素を供給する酸素
    供給手段を接続し、吸収塔からの排出ガスを燃焼炉に戻
    す循環ラインを設けたことを特徴とする硫酸製造設備。
  2. 【請求項2】 燃焼炉とコンバータとの間に、SO2
    スを動力源として駆動するガスタービン発電機を設けた
    ことを特徴とする請求項1に記載の硫酸製造設備。
JP6322798A 1998-03-13 1998-03-13 硫酸製造設備 Pending JPH11263607A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014083982A1 (ja) * 2012-11-30 2014-06-05 千代田化工建設株式会社 硫酸製造装置向け脱硫方法及び脱硫装置
CN114738769A (zh) * 2022-03-31 2022-07-12 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 一种降低硫酸尾气排放量的制酸工艺及系统

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