فرآيندهاي توليد اسيد سولفوريك

فرآيندهاي توليد اسيد سولفوريك به دو دسته كلي تقسيم مي‌گردد:

1. فرآيند جذب يگانه
2. فرآيند جذب دوگانه

فرآيند جذب يگانه

فرآيند جذب يگانه ساليان متمادي به عنوان روشd استاندارد در صنايع استفاده مي‌شد. در اين فرآيند غلظت گاز SO2 نسبتاً پائين (8% حجمي) مي‌‌باشد كه مي‌تواند با/ بدون رقيق سازي با هوا در مرحله آخر رآكتور انجام شود. رقيق كردن با هوا ، به علت افزايش غلظت اكسيژن و كاهش غلظت SO2 معادل ، سبب افزايش ميزان تبديل در بستر آخر رآكتور مي‌شود. همچنين نياز به خنك كردن گاز ورودي بستر آخر راكتور را حذف مي‌كند كه داراي مزاياي اقتصادي است. در شكل اين فرآيند با يك رآكتور با چهار بستر متوالي نشان داده شده است. دماي ورودي و خروجي اين بسترها نيز ارائه شده است .

در اين فرآيند، گوگرد براي توليد جرياني شامل 10-9% SO2 سوزانده مي‌شود و جريان گاز فرآيند پس از خروج از بستر 2 يا 3 با هوا مخلوط مي‌شود تا دماي گاز به ميزان مورد نياز كاهش يابد. رقيق كردن با هوا باعث مي‌شود كه نهايتاً غلظت گاز SO2 معادل (v)8-7% شود.

هواي مورد نياز براي سوختن گوگرد ، ابتدا در يك برج آكنده با اسيد سولفوريك 93% وزني يا 98% وزني خشك مي‌شود . هواي خشك بدين جهت بكار مي‌رود تا پيدايش اسيد سولفوريك در كوره سوزاندن گوگرد به حداقل رسيده و نتيجتاً مشكلات خوردگي در سيستم كاهش يابد.

گرماي حاصل از سوختن گوگرد نيز توسط بويلر گرفته مي‌شود تا دماي خوراك رآكتور به مقدار مناسب برسد . نوعاً دماي ورودي به رآكتور Cْ430-410 است كه همان دماي مورد نياز براي فعاليت كاتاليست است .

گرماي اكسيداسيون دماي گاز خروجي از مرحله اول را به Cْ 650-615 مي‌رساند كه با عبور از يك بويلر يا سوپرهيتر به دماي Cْ450-430 براي ورود به بستر دوم رسانيده مي‌شود. دما در خروجي از بستر دوم نيز تابع ترموديناميك واكنش بوده و Cْ500 يا كمتر است.

براي افزايش ميزان تبديل در بسترهاي سوم و چهارم گاز خروجي با هوا مخلوط مي‌شود تا دماي آن نيز كاهش يابد. نهايتاً گازي كه از بستر چهارم خارج مي‌شود تا دماي Cْ210-190 خنك شده و وارد برج جذب مي‌گردد. برج جذب، براي شستشوي SO3 گاز از اسيد سولفوريك غليظ استفاده مي‌‌شود و از برج اسيدسولفوريك 5/98% در دماي Cْ125-100 خارج مي‌شود . محصول (اسيد سولفوريك گرم) خنك شده و به سمت تانكهاي ذخيره پمپ مي‌شود.

فرآيند جذب دوگانه

جهت افزايش راندمان فرآيند، همچنين به دليل خطرات زيست محيطي گاز SO2، اين فرآيند جديد بكار گرفته مي‌شود .مطابق استانداردهاي زيست محيطي، ميزان گاز SO2 واكنش نكرده خروجي به ازاي هر تن اسيد سولفوريك 100% بايد حداكثر kg 8 باشد كه معادل 8/99% ميزان تبديل درون رآكتور است. رسيدن به اين راندمان بسيار بالا با كمك فرآيند جذب يگانه بسيار مشكل و هزينه بر است و تنها با فرآيند جذب دوگانه با هزينه معقول امكان‌پذير است.

در اين فرآيند كه بسيار شبيه قبلي است ، يك مرحله مياني جذب SO3 از گاز وجود دارد كه بعد از بستر دوم يا سوم قرار دارد.  در مرحله جذب مياني تقريباً 95-90% ، SO3 توليدي در برج جذب با اسيد سولفوريك گرفته مي‌شود و گاز تقريباً عاري از SO3 دوباره وارد بستر سوم يا چهارم مي‌گردد تا مابقي SO2 واكنش نكرده نيز تبديل شود . فرق ديگر فرآيند جذب دوگانه با فرآيند جذب يگانه در اين است كه گاز خروجي از مرحله جذب مياني بايد دوباره از Cْ 80 تا Cْ425 گرم شود تا وارد بستر بعدي رآكتور گردد و براي اين منظور از يك مبدل گاز-گاز استفاده مي‌گردد.