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CN119365414A - 用于硫酸生产设备的尾气处理系统和方法 - Google Patents

用于硫酸生产设备的尾气处理系统和方法 Download PDF

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CN119365414A
CN119365414A CN202380038446.0A CN202380038446A CN119365414A CN 119365414 A CN119365414 A CN 119365414A CN 202380038446 A CN202380038446 A CN 202380038446A CN 119365414 A CN119365414 A CN 119365414A
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sulfuric acid
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sulfur dioxide
outlet
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R·迪杰科斯塔拉
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Chemetics Inc
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Chemetics Inc
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Abstract

披露了用于处理硫酸生产设备中的尾气的改善的系统和方法。采用包括产物汽提器和吹扫气体洗涤器的尾气处理系统。本发明的布置提供了从尾气流中去除高水平的SO2的有利的经济的方式。

Description

用于硫酸生产设备的尾气处理系统和方法
技术领域
本发明涉及用于硫酸生产设备的改善的尾气处理系统和操作方法。
背景技术
二氧化硫是通常生产的工业化学品，其用作各种其他化学工艺中的反应物。它以纯SO2气体和/或液化SO2形式生产，用于销售并作为气体混合物用于下游工艺。二氧化硫的主要工业应用是生产硫酸，硫酸是世界上生产最多的商品化学品之一并且被广泛用于化学工业和商业产品中。
如今，接触法是商业上用于生产硫酸的主要方法(由P.Phillips于1831年开发)。典型地，这涉及通过用环境空气燃烧硫供应来获得二氧化硫供应并且然后在加速反应的催化剂(典型地是氧化钒)的存在下用氧气氧化二氧化硫以便生产三氧化硫。二氧化硫到三氧化硫的反应是可逆且放热的，并且重要的是适当地控制催化剂上的气体的温度以便在不损坏催化剂和/或包含催化剂的接触装置的情况下实现所期望的转化。
然后将产生的三氧化硫通过吸收到浓硫酸溶液中转化为硫酸，随后向现在更浓的酸中添加水以维持酸浓度。三氧化硫与水的这种间接反应避免了直接将三氧化硫溶解到水中(这是高度放热反应)的后果。三氧化硫的吸收通常在一个或多个吸收塔中进行。
在吸收塔中使用分配器以将浓硫酸溶液分配到塔内填充床的顶部。三氧化硫气体通常以与溶液逆流的方式流动通过塔，但它还可以并流流动。浓硫酸溶液用于吸收流动的三氧化硫。
在WO 2008/052649中，披露了用于连续催化完全或部分氧化含有按体积计0.1％至66％的二氧化硫加氧气的起始气体的方法，其中催化剂通过引入或去除能量的伪等温工艺条件保持活性。相关装置是用于连续催化完全或部分氧化含有二氧化硫和氧气的起始气体，并且其特征在于至少一个管接触装置，该管接触装置是由至少一个双壁管构成的直立式热交换器，该双壁管的填充有催化剂的内管形成反应管，其中热量在反应管周围并流传递，并且在管接触装置的下游安装用于分离出SO3的吸收器。催化剂的反应性通过与惰性材料混合来预设。该方法和装置以商标CORETM和CORE-STM可商购。
历史上，商业的硫燃烧、硫酸设备使用环境空气作为工艺中所需要的氧气来源。环境空气的使用是廉价的并且以进入接触装置的大约11-12vol％SO2操作的常规工艺完美地平衡了高转化所需的O2:SO2比率和第一催化剂床中的最高允许温度。使用空气的缺点是，每个所需的氧气分子还伴随着大约四个惰性气体分子(主要是N2和氩气)，它们也必须流动通过设备，因此需要非常大的仪器来处理整个气体流。为了提高效率和减少排放，使用环境空气的商业硫酸设备通常具有双接触、双吸收(DCDA)设计。在DCDA系统中，使工艺气体连续经历两个接触和吸收级(即第一催化转化和随后的吸收步骤，接着是第二催化转化和吸收步骤)。用于该系统的二氧化硫可以通过在单个反应器中用环境空气燃烧硫来产生，之后所产生的反应器气体在被供应到接触装置之前在热交换器中被冷却。由于在进入的环境空气中存在高比例的惰性气体，因此大部分进入的空气被排放到烟囱中。结果是，当以质量流量(kg/h)为基础进行评估时，即使在排放到烟囱的尾气中存在低浓度的SO2也会导致大量排放。关于用于硫酸生产和接触法的可用的和优选的常规选择的细节是众所周知的，并且例如可以在由加拿大安大略省的DKL工程公司(DKL Engineering,Inc.)发表的“Handbook ofSulfuric Acid Manufacturing[硫酸制造手册]”,Douglas Louie,ISBN 0-9738992-0-4,2005中找到。
迄今为止，高度富集的氧或纯氧的使用也受到提供此类氧气的成本的阻碍，并且设备将不得不用该工艺中的成本节约来抵消氧气的成本。新的和新兴的技术现在变得可用，其中氧气或高纯度氧气是来自工艺的副产物(例如，水水解以生产绿色氢气)，并且这可以提供较低成本的高度富集的氧或纯氧的来源与用于各种工艺的经济一体化的潜力。在公布的PCT申请WO 2021/118599(申请号PCT/US 2019/066262)中描述了一个这样的实例。
最近已经提出了硫酸设备和工艺，其中使用纯氧和浸没燃烧工艺进行硫燃烧。在该工艺中，高度富集的氧或纯氧被注入熔融硫的浴中。在氧气与硫反应时释放的能量用于将硫从浴中蒸发出来。蒸发的硫在下游冷凝器中冷凝以回收能量并将冷凝的硫返回到浴中。浸没燃烧的优点是燃烧产物的温度限制在硫的沸点，其在0.5巴表压(barg)的压力下是约450℃。该技术在标题为硫酸设备(Sulfuric Acid Plant)并于2018年12月24日公布的加拿大专利申请CA 3021202中详细披露。该设计提供了较低的资本支出以及提高的能量回收，并且允许实际生产能力超过10,000mtpd。浸没燃烧不需要大的气体再循环以便控制温度，并且由于低的操作温度，涉及最少的NOx形成。然而，浸没燃烧系统相对复杂，因为它涉及在高温下硫蒸气的抑制以及因此材料问题。
在2022年2月15日公布的加拿大专利申请3,141,027中，披露了用于生产硫酸或用于生产液化二氧化硫的改善的系统和方法。该系统包括用于将硫燃烧成二氧化硫的反应器、反应器气体热交换器、以及分别用于生产硫酸或液体二氧化硫的接触装置和吸收装置组合或吸收子系统和液化装置组合。通过适当地结合两个再循环回路，第一个在该反应器气体热交换器之后并且第二个在该吸收装置或液化装置之后，可以获得若干优点。这些包括减小仪器尺寸、复杂性、功耗能量损失，以及抑制NOx形成。
在EP 1654052和US 5019361中，描述了使用含有水溶性胺的水性吸收介质从气体流中去除SO2并且随后使用低压蒸汽将用过的吸收剂再生的方法。该方法的缺点是再生系统中的高蒸气消耗以及从吸收剂中去除杂质的需求，这导致了必须被处理的流出物流的形成。
存在许多用于通过在含有试剂(例如，氢氧化钠、氢氧化钙、氨或过氧化氢)的水溶液中吸收SO2而从气体流中去除SO2的方法(例如，如EP 0238811中所述)，该试剂与SO2反应以形成具有低SO2蒸气压的稳定组分。这些方法的缺点是，试剂的使用与需要从气体中去除的SO2的量直接相关，并且在许多情况下，产生必须被进一步处理的水性或固体流出物。
在利用纯氧生产硫酸的工艺中，必须从工艺中连续去除(吹扫)一小部分气体，因为否则与纯氧流一起进入工艺的惰性气体(主要是氩气和氮气)会积聚到不可接受的水平。因此，仍然期望不断改善设备设计，以在将吹扫气体流排放到大气中之前减少来自该吹扫气体流的不期望的组分(例如SO2)。本发明解决了这一需求并提供了如下所披露的其他益处。
发明内容
披露了用于处理硫酸设备中的尾气的改善的系统和相关方法。具体地，本发明的尾气处理系统用于硫酸生产设备，该硫酸生产设备包括：纯氧供应器；燃烧反应器，该燃烧反应器用于使用来自该纯氧供应器的氧气将硫燃烧成二氧化硫；反应器气体热交换器，该反应器气体热交换器流体连接到该燃烧反应器用于冷却燃烧反应器出口气体；接触装置，该接触装置流体连接到该反应器气体热交换器用于将二氧化硫转化为三氧化硫；吸收装置，该吸收装置流体连接到该接触装置用于将三氧化硫吸收到硫酸中以形成浓硫酸；该尾气处理系统；以及排气烟囱，该排气烟囱流体连接到该尾气处理系统，其中该吸收装置包括流体连接到该燃烧反应器和该尾气处理系统两者的出口。该尾气处理系统包括：
产物汽提器，该产物汽提器包括：
汽提塔；
用于来自该吸收装置的包含溶解的二氧化硫的浓(即>93％)硫酸的液体入口；
用于含氧的汽提气体的汽提气体入口；
用于部分汽提了二氧化硫的硫酸的出口；以及
用于汽提气体的出口，该汽提气体包含从硫酸中部分汽提的二氧化硫；
以及
吹扫气体洗涤器，该吹扫气体洗涤器包括：
吸收塔；
用于来自该产物汽提器的部分汽提了二氧化硫的硫酸的入口；
用于从该吸收装置的气体出口获得的吹扫气体的吹扫气体入口；
用于包含来自该吹扫气体的溶解的二氧化硫的硫酸的出口；
用于吹扫气体的出口，该吹扫气体包含部分汽提了二氧化硫的吹扫气体。
在该尾气处理系统中，含氧的汽提器气体可以是来自纯氧供应器的纯氧。此外，尾气处理系统可以包括热交换器，其用于冷却来自产物汽提器的部分汽提了二氧化硫的硫酸。
在尾气处理系统中，用于来自吹扫气体洗涤器的硫酸的出口可以流体连接到吸收装置中的硫酸入口。可替代地，用于来自吹扫气体洗涤器的硫酸的出口可以流体连接到产物汽提器的液体入口。此外，用于来自产物汽提器的汽提气体的出口可以流体连接到燃烧反应器或接触装置。还此外，尾气处理系统可以包括用于增加吹扫气体洗涤器的操作压力的液环压缩机。
在某些实施例中，吹扫气体洗涤器的操作压力可以大于产物汽提器的操作压力。
在某些实施例中，尾气处理系统可以期望地额外包括尾气反应器，该尾气反应器包含活性炭、催化剂或吸收剂用于从由吹扫气体洗涤器的吹扫气体出口获得的吹扫气体中去除额外的二氧化硫。
本发明还包括硫酸生产设备，该硫酸生产设备包括前述本发明的尾气处理系统。此种硫酸生产设备包括：纯氧供应器；燃烧反应器，该燃烧反应器用于使用来自该纯氧供应器的氧气将硫燃烧成二氧化硫；反应器气体热交换器，该反应器气体热交换器流体连接到该燃烧反应器用于冷却燃烧反应器出口气体；接触装置，该接触装置流体连接到该反应器气体热交换器用于将二氧化硫转化为三氧化硫；吸收装置，该吸收装置流体连接到该接触装置用于将三氧化硫吸收到硫酸中以形成浓硫酸；前述尾气处理系统；以及排气烟囱，该排气烟囱流体连接到该尾气处理系统，其中该吸收装置包括流体连接到该燃烧反应器和该尾气处理系统两者的出口。
本发明的相关方法用于从上文描述的硫酸生产设备中的吹扫气体中去除二氧化硫。具体地，本发明的方法包括：
采用上文描述的尾气处理系统作为设备中的尾气处理系统，
从该吸收装置的气体出口获得吹扫气体，以及
使用从该产物汽提器获得的部分汽提了二氧化硫的硫酸从该吹扫气体洗涤器中的吹扫气体中去除二氧化硫；
其中从该吸收装置的气体出口获得的吹扫气体中的二氧化硫浓度大于按体积计至少5％。
在某些实施例中，从该吸收装置的气体出口获得的吹扫气体中的二氧化硫浓度可以大于或等于按体积计10％。例如，在示例性的实施例中，从该吸收装置的气体出口获得的吹扫气体中的二氧化硫浓度是约按体积计20％。
附图说明
图1是包括本发明的尾气处理系统的硫酸设备的示意图。
图2是示出了图1的尾气处理系统中各种元件及其相互连接的更多细节的示意图。
图3是示出了图1的尾气处理系统中尾气反应器的更多细节的示意图。
具体实施方式
除非上下文另外要求，否则在整个本说明书和权利要求书中，词语“包含/包括(comprise)”、“包含/包括(comprising)”等应以开放性的、包容性的意义解释。词语“一个/种(a/an)”等应被认为意指至少一个/种并且不限于只有一个/种。
术语“纯氧”应被认为意指浓度等于或超过按体积计90％的氧气。
在本文中，“浓硫酸”是指浓度超过按重量计93％的硫酸。
术语“尾气”是指离开硫酸设备中的吸收装置的气体的全部或一部分，其经由烟囱排放到大气中。
术语“吹扫气体”是指离开吸收装置的气体的一部分，其必须从使用纯氧的硫酸设备中的气体再循环流中去除，以维持工艺中恒定的惰性气体浓度。
术语“惰性气体”是指除了O2、SO2和SO3之外可能存在于硫酸设备中的气体流中的气体。
商标CORE-STM是指上述WO 2008/052649中披露的技术的熔融盐冷却的管式反应器。
用于由硫和纯氧生产硫酸的CORE-SO2TM工艺需要少量的吹扫气体，以从再循环气体中连续去除进入的纯氧中所包含的惰性气体。该气体流与排放到DCDA设备中的烟囱的尾气相比是非常小的并且含有高得多的浓度(>5vol％)的残余SO2，在气体可以安全地排放到大气中之前必须将残余SO2去除。
在本发明中，吹扫气体流中的二氧化硫气体被吸收到浓硫酸中。通常，由于SO2在浓硫酸中的低溶解度，浓硫酸不被认为是用于从尾气流中去除SO2的合适的吸收剂。这种低溶解度将从气体流中实际去除SO2限制为约400ppmv。因此，硫酸不能在用于来自常规DCDA工艺的气体的尾气处理系统中使用，因为离开二级吸收系统的气体已经远低于该值。
然而，在CORE-SO2工艺中，必须被处理的吹扫气体的体积小并且含有高(>5vol％)浓度的SO2，并且因此尽管使用具有低SO2溶解度的液体，吹扫气体洗涤器可以被设计成实现高去除速率。有利地，CORE-SO2工艺已经包括产物汽提器，在产物汽提器中从浓硫酸产物中去除溶解的二氧化硫。因此，可以用最少的额外仪器和使用已经存在于工艺中的液体流来完成吹扫气体洗涤。
在优选的实施例中，可以将吹扫气体压缩至1-10巴表压，以增强二氧化硫在硫酸中的吸收。通过将富含二氧化硫的酸返回到吸收装置(例如塔)或设备中的产物汽提器来回收溶解的二氧化硫，尽管吸收装置(例如塔)是优选的。
在另外的实施例中，整个硫酸生产工艺可以在高压下进行。对于CORE-SO2工艺，可以经济地实现在高压(例如在1-10巴表压之间)下的操作，因为纯氧可以相对容易地在高压下供应，并且不需要回收小吹扫气体流中包含的非常少量的能量。对本领域技术人员显而易见的是，这不仅减小了CORE-SO2工艺中的仪器尺寸，而且还消除了对吹扫气体洗涤器上游的吹扫气体压缩机的需求。
本发明的优点包括：需要最少的额外仪器，使用工艺中已经存在的吸收剂(即硫酸)，并且需要仅少量的额外能量(例如，以操作泵和压缩机)，因为吸收剂的再生也在工艺中已经存在的仪器中完成。
本发明的尾气处理系统的示例性实施例在图1至图3中示出。图1示出了包括本发明的尾气处理系统的完整硫酸设备的示意图。(具体地，图1中的设备类似于前述CA3141027的图2a中所示的设备，但是其中结合了本发明的尾气处理系统。)
图1示出了在硫燃烧中使用纯氧(>90％)的硫酸生产设备的一部分的示意图。此处，硫酸生产设备1包括用于将硫燃烧成二氧化硫的燃烧反应器5、用于将来自燃烧反应器5的出口气体冷却的反应器气体热交换器6、用于将SO2转化为SO3的接触装置7、以及用于将SO3吸收到较低浓度的硫酸供应中的吸收装置8。吸收装置8的下游是吹扫气体洗涤器10和尾气反应器20，其后是用于从系统中排出气体的烟囱11。产物汽提器50也出现在系统1中，如所示出的。在该实施例中，尾气处理系统包括产物汽提器50、吹扫气体洗涤器10和尾气反应器20，它们与设备1的其余部分相互连接，如所示出的。
在硫酸生产设备1中，硫12和纯氧14(例如99.5％)分别在入口5A和5B处被供应到燃烧反应器5，并且一起反应以形成SO2。含有该SO2的反应器出口气体在燃烧反应器5的出口5C处获得，并被引导至反应器气体热交换器6的入口6A，在该反应器气体热交换器中这些气体被冷却。然后将冷却的反应器气体从反应器气体热交换器出口6B引导至接触装置7的入口7A处。在接触装置7中，将冷却的反应器气体中的SO2转化为SO3，之后将来自接触装置7的气体从出口7B引导至吸收装置8(在图2中显示为塔)的入口8A处。在吸收装置8中，将SO3吸收到较弱的硫酸溶液中，以产生期望的较高浓度的硫酸产物。该较高浓度的硫酸在出口8B处被移出，并且来自接触装置的剩余的未被吸收的气体在出口8C处被移出，并且然后被引导至吹扫气体洗涤器10。
同样如图1所示和如在前述CA3141027中详细论述的，来自第一再循环回路30和第二再循环回路40两者的气体用于稀释和冷却燃烧反应器5中的燃烧气体。第一再循环回路30将反应器气体热交换器6的出口6B流体连接到反应器5的再循环入口5D，并且因此使来自反应器气体热交换器6的冷却的反应器气体的一部分再循环，而第二再循环回路40也将吸收装置出口8C流体连接到燃烧反应器5的再循环入口5D，并且因此使来自吸收装置8的未被吸收的接触装置气体的一部分再循环。两个再循环回路分别包括泵31和41，并且原则上任何类型的泵都可以考虑用于此类用途，包括鼓风机、风扇或喷射器。然而，由于泵41在第二再循环回路40中必须处理的较大压差，泵41可能需要比第一再循环回路30中的泵31具有更先进的设计。
如上文所提及的，本发明的图中的尾气处理系统包括产物汽提器50、吹扫气体洗涤器10和任选的尾气反应器20，它们与设备1的其余部分适当地相互连接。尾气处理系统从小流量的吹扫气体中去除SO2，然后排放到烟囱11。
如图1所示以及图2中更详细地所示，产物汽提器50包括汽提塔501、用于来自吸收装置8的包含溶解的二氧化硫(对于该实例显示为2000ppm溶解的SO2)的浓(即>93％)硫酸的液体入口502、用于含氧的汽提气体(此处为纯氧供应14)的汽提气体入口503、用于部分汽提了二氧化硫(对于该实例显示为20ppm溶解的SO2)的硫酸52的出口504、以及用于包含从硫酸中部分汽提的二氧化硫的汽提气体51的出口505。在产物汽提器50中，汽提塔501还用作用于来自设备的产物酸的汽提塔。
吹扫气体洗涤器10包括吸收塔101、用于来自产物汽提器50的部分汽提了二氧化硫的硫酸52的入口102、用于从吸收装置8的气体出口8C获得的吹扫气体400的吹扫气体入口103、用于包含来自吹扫气体400的溶解的二氧化硫(对于该实例显示为4500ppm溶解的SO2)的硫酸54的出口104、以及用于包含部分汽提了二氧化硫(对于该实例显示为<1000ppmSO2)的吹扫气体的吹扫气体53的出口105。
图3是示出了图1的尾气处理系统中尾气反应器20的更多细节的示意图。尾气反应器20包括包含活性炭的反应器塔70和用于排放到烟囱11的尾气(对于该实例显示为<100ppm SO2)的出口201。
虽然以上描述披露了本发明的某些实施例的一般布置和操作，但是普通技术人员将理解，某些细节可能需要根据不同的情况和设备装置进行一些修改。然而，预期普通技术人员将能够基于披露的指导传授内容容易地进行此类修改。
本发明解决了这样的情况，即在吸收装置之后，设备中的残余气体流仍然含有大量的二氧化硫，这些二氧化硫优选地被再循环到接触装置中用于转化为SO3，并且还含有惰性气体，这些惰性气体需要被吹扫以避免在“闭环”系统中不断积聚。尽管可能仍然需要二次尾气处理来获得SO2足够低的排出气体以释放到大气中，但是本方法代表了从吹扫流中去除大部分残余SO2的更低成本和更简练的方式。
本发明采用使用产物酸作为提供给吹扫气体洗涤器的洗涤或喷雾液体以及使用纯氧代替空气作为提供给产物汽提器的底部的气体的新的方法。最初汽提其中大部分溶解的二氧化硫的产物酸用于在吹扫气体洗涤器中吸收二氧化硫，从而将吹扫气体流中残余的二氧化硫浓度降低到400-2000ppm范围。然而，在一些情况下，该浓度仍然过高而不能在没有进一步处理的情况下排放。通过将吹扫气体洗涤器中负载二氧化硫的酸引导回到吸收装置或产物汽提器对该酸进行处理，以将吸收的二氧化硫释放回到主工艺流中。本发明中的产物汽提器使用纯氧从产物酸中汽提出溶解的二氧化硫(典型地为约2000ppm至约20ppm)。然后，离开产物汽提器的气体是富含二氧化硫的氧气，并且可以用作设备的燃烧反应器中的氧源之一。
如所提及的，负载有400-2000ppm二氧化硫的尾气流在其可以排放到大气中之前可能需要进一步处理。使用包含活性炭或其他低温催化剂的尾气反应器是实现低SO2排放的经济方式。活性炭或低温催化剂在材料的孔隙内将SO2转化为SO3和/或H2SO4，通过用水冲洗材料周期性地将其作为稀(<20wt％)硫酸去除。稀硫酸可以作为稀释液添加到吸收塔中，并且因此不会产生流出物。
对于尾气处理通常不考虑使用浓硫酸，因为二氧化硫不会大量溶解在硫酸中。此外，从产物酸中去除溶解的二氧化硫的需求在常规的DCDA硫燃烧酸生产设备中通常不是必要的，因为酸不与具有高二氧化硫浓度的气体流接触，并且酸在进入储存器之前被简单地冷却。然而，在本发明中，流向吹扫气体洗涤器的气体具有高浓度二氧化硫(例如>5vol％)和小体积流量两者。这导致足够的二氧化硫溶解在酸中，使得吹扫气体处理系统可以在适度的硫酸流量下操作。使用来自产物汽提器的酸利用了工艺中已经需要的仪器，并降低了设备的成本。此外，在理论上，系统可以在没有任何酸进入储存器的情况下操作(即，该系统的运行不需要进入储存器的酸)。
通常也不考虑使用纯氧代替空气，因为空气成本低并且容易添加回到常规的DCDA工艺中。
吹扫气体洗涤器(以及因此吸收装置)可以在比产物汽提器更高的压力下操作。这可能是有利的，因为当在高压下操作时，更多的SO2溶解到酸中，并且所需的酸的所需体积减少。此外，较高的SO2分压提高了SO2溶解到酸中的速度，并且因此降低了塔的所需高度。最后，较高的压力减少了吹扫气体的体积，并且因此减少了所需的吹扫气体洗涤器的直径。这在现有技术的设备中通常不被考虑，因为将气体流加压到吹扫气体洗涤器消耗能量，并且在典型的硫酸设备尾气应用中需要处理的气体体积非常大，并且所需的能量非常昂贵。
吹扫气体的压缩可以有利地在使用硫酸或水作为密封液体以产生液环的液环压缩机中进行。该方法具有这样的优点，即压缩机内液体和气体的湍流混合已经从气体中去除了一部分SO2。此外，它还在低温下完成压缩，这改善了洗涤器中SO2的去除，并防止了仪器的腐蚀。可以将压缩机中使用的过量密封液体简单地引导至吸收塔，用于再循环溶解的SO2，并且因此不会产生流出物。
已知在硫酸进入吹扫气体洗涤器之前将其冷却有利于吸收。在本申请中，这可以更经济地完成，因为作为产物输送的酸必须被冷却以防止储罐中的腐蚀，并且不需要安装额外的仪器。
虽然本发明需要额外的吹扫气体洗涤器，但是从尾气流(需要被排出以控制典型“闭环”系统中的惰性水平)中去除高水平的SO2并将它们返回到工艺中是更有利且更经济的方式。否则，将需要更实质性的常规尾气处理系统(例如，使用胺的再生洗涤器或使用苛性碱、石灰等的化学洗涤器)。为了避免这些昂贵的基于胺的系统或将消耗大量能量或化学品并产生额外流出物的化学洗涤器，本发明以有效的方式回收大部分SO2，并且通常不需要另外的尾气处理系统，或者可以使用本发明的简化的尾气反应器系统。
在本说明书中提及的所有以上美国专利、美国专利申请、国外专利、国外专利申请以及非专利公开物通过援引以其全文并入本文。
虽然已经示出并且描述了本发明的特定要素、实施例和应用，但是当然将理解的是，本发明并不限于此，因为在不偏离本披露的精神和范围的情况下，特别是根据前述传授内容，本领域技术人员可以做出修改。此类修改被认为是在所附权利要求书的权限和范围内。

Claims (12)

1.一种用于硫酸生产设备的尾气处理系统，该硫酸生产设备包括：纯氧供应器；燃烧反应器，该燃烧反应器用于使用来自该纯氧供应器的氧气将硫燃烧成二氧化硫；反应器气体热交换器，该反应器气体热交换器流体连接到该燃烧反应器用于冷却燃烧反应器出口气体；接触装置，该接触装置流体连接到该反应器气体热交换器用于将二氧化硫转化为三氧化硫；吸收装置，该吸收装置流体连接到该接触装置用于将三氧化硫吸收到硫酸中以形成浓硫酸；该尾气处理系统；以及排气烟囱，该排气烟囱流体连接到该尾气处理系统，其中该吸收装置包括流体连接到该燃烧反应器和该尾气处理系统两者的出口，其特征在于：该尾气处理系统包括：
产物汽提器，该产物汽提器包括：
汽提塔；
用于来自该吸收装置的包含溶解的二氧化硫的浓硫酸的液体入口；
用于含氧的汽提气体的汽提气体入口；
用于部分汽提了二氧化硫的硫酸的出口；以及
用于汽提气体的出口，该汽提气体包含从硫酸中部分汽提的二氧化硫；以及
吹扫气体洗涤器，该吹扫气体洗涤器包括：
吸收塔；
用于来自该产物汽提器的部分汽提了二氧化硫的硫酸的入口；
用于从该吸收装置的气体出口获得的吹扫气体的吹扫气体入口；
用于包含来自该吹扫气体的溶解的二氧化硫的硫酸的出口；
用于吹扫气体的出口，该吹扫气体包含部分汽提了二氧化硫的吹扫气体。
2.如权利要求1所述的尾气处理系统，其中，该含氧的汽提器气体是来自该纯氧供应器的纯氧。
3.如权利要求1所述的尾气处理系统，其包括热交换器，该热交换器用于冷却来自该产物汽提器的部分汽提了二氧化硫的硫酸。
4.如权利要求1所述的尾气处理系统，其中，用于来自该吹扫气体洗涤器的硫酸的出口流体连接到该吸收装置中的硫酸入口。
5.如权利要求1所述的尾气处理系统，其中，用于来自该吹扫气体洗涤器的硫酸的出口流体连接到该产物汽提器的液体入口。
6.如权利要求1所述的尾气处理系统，其中，用于来自该产物汽提器的汽提气体的出口流体连接到该燃烧反应器或该接触装置。
7.如权利要求1所述的尾气处理系统，其包括用于增加该吹扫气体洗涤器的操作压力的液环压缩机。
8.如权利要求1所述的尾气处理系统，其额外包括尾气反应器，该尾气反应器包含活性炭用于从由该吹扫气体洗涤器的吹扫气体出口获得的吹扫气体中去除二氧化硫。
9.一种硫酸生产设备，其包括：
纯氧供应器；
燃烧反应器，该燃烧反应器用于使用来自该纯氧供应器的氧气将硫燃烧成二氧化硫；
反应器气体热交换器，该反应器气体热交换器流体连接到该燃烧反应器用于冷却燃烧反应器出口气体；
接触装置，该接触装置流体连接到该反应器气体热交换器用于将二氧化硫转化为三氧化硫；
吸收装置，该吸收装置流体连接到该接触装置用于将三氧化硫吸收到硫酸中以形成浓硫酸；
如权利要求1所述的尾气处理系统；以及
排气烟囱，该排气烟囱流体连接到该尾气处理系统，
其中该吸收装置包括流体连接到该燃烧反应器和该尾气处理系统两者的出口。
10.一种用于从硫酸生产设备中的吹扫气体中去除二氧化硫的方法，该硫酸生产设备包括纯氧供应器、用于使用来自该纯氧供应器的氧气将硫燃烧成二氧化硫的反应器、用于冷却反应器出口气体的反应器气体热交换器、用于将二氧化硫转化为三氧化硫的接触装置、用于将三氧化硫吸收到硫酸中以形成浓硫酸的吸收装置、尾气处理系统、以及排气烟囱，其中该尾气处理系统位于该吸收装置与该排气烟囱之间，该方法包括：
采用如权利要求1所述的尾气处理系统作为该设备中的该尾气处理系统；
从该吸收装置的气体出口获得吹扫气体；以及
使用从该产物汽提器获得的部分汽提了二氧化硫的硫酸从该吹扫气体洗涤器中的吹扫气体中去除二氧化硫；
其中从该吸收装置的气体出口获得的吹扫气体中的二氧化硫浓度大于按体积计至少5％。
11.如权利要求10所述的方法，其中，从该吸收装置的气体出口获得的吹扫气体中的二氧化硫浓度大于或等于按体积计10％。
12.如权利要求10所述的方法，其中，该吹扫气体洗涤器的操作压力大于该产物汽提器的操作压力。
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