Thuyết minh quy trình công nghệ:
Nguyên liệu là S rắn được cho vào bể nấu chảy S (B201). Tại bể này S sẽ được nấu chảy ở ngăn 1 bằng hơi nước bão hòa có áp suất 7kg/cm2 đi trong các ống xoắn.
Sau đó S lỏng được đưa sang ngăn 2 để lọc cặn trong dòng S lỏng dưới tác dụng của trọng lực, trong ngăn này thì hơi nước để giữ nóng cho S khỏ đóng rắn có P=4.5kg/cm2.
Sau khi qua ngăn 2 dòng S lỏng được đưa qua ngăn 3, chứa S lỏng sạch, áp suất hơi nước lúc này duy trì là 4.5kg/cm2, t0 = 135 – 1400C. Ở nhiệt độ này S lỏng có độ nhớt nhỏ nhất để bơm lên lò đốt.
S lỏng được bơm rang khí G202 bơm lên phun vào lò đốt F201, lò đốt đặt đứng, trên đường đi người ta gia nhiệt cho S bằng cách dùng thiết bị ống lồng ống để tránh cho S bị đóng rắn gây ra tắc nghẽn đường ống. Đường ống dẫn lưu huỳnh lên lò đốt được đặt nghiêng một góc 450 để phòng khi có sự có sảy ra hay khi ngừng hệ thống lại sửa chữa hay đại tu thì lưu huỳnh lỏng sẽ tự chảy ngược lại bể chứa lưu huỳnh lỏng sạch.
Tại đây S sẽ phản ứng với không khí khô được dẫn từ thiết bị sấy không khí C203 và thiết bị trao đổi nhiệt E204.( không khí mang theo hơi ẩm, hàm lượng ẩm phụ thuộc và mùa mưa hay mùa khô. Hơi ẩm không gây ngộ độc cho xúc tác V2O5 nhưng ở nhiệt độ 2700C, hơi nước sẽ kết hợp với SO3 tạo thành mủ axit H2SO4 ăn mòn ống truyền nhiệt ở bộ phận tận dụng nhiệt E205 và sinh nhiều ở tháp hấp thụ C202 gây ô nhiễm môi trường và hao tổn nhiều S. Vì vậy phải sấy thật khô không khí trước khi đưa vào lò đốt S, yêu cầu độ ẩm trong không khí sau tháp sấy còn nhỏ hơn 0.08g/m3, 0.01% thể tích).
Ở tháp sấy không khí bị sấy khô đến hàm ẩm còn 0.01% thể tích, còn axit bị loãng xuống còn 92.2 – 93.5% và nóng lên 40-450C. Vì quá trình sấy tỏa nhiệt lớn nên trước khi khí vào tháp sấy người ta cho axit đi qua dòng làm lạnh.
Qua thiết bị trao đổi nhiệt E204 không khí được nâng lên 2000C lưu lượng 13500m3/h được đẩy vào đỉnh lò đốt F201 cùng với S lỏng tinh khiết qua vòi phun cùng chiều xuống lớp gạch chịu lửa xếp theo hình bàn cờ ( nhằm làm tăng bề mặt tiếp xúc S với không khí).
S (khí) + O2 (khí) = SO2 (khí) + 85,5 kcal
Nhiệt phản ứng đưa toàn bộ hỗn hợp khí và khối gạch chịu nhiệt lên 850 – 11000C làm cho S lỏng biến thành hơi S2.Sự oxy hóa S2 bằng oxy xảy ra hoàn toàn với tốc độ cao.
Khí SO2 ra khỏi lò đốt F201 có nhiệt độ khoảng 850- 11000C, nồng độ 8.5 – 9% sẽ được dẫn qua nồi hơi tận dụng nhiệt H202. Ở đây SO2 và khí đốt sẽ trao đổi nhiệt, làm cho nước bốc hơi thành hơi nước bão hòa, áp suất 15kg/cm2 với sản lượng 5.2 tấn/h. Ta có thể điều chỉnh nhiệt độ khí SO2 bằng van Gl (nằm trên ống thẳng đứng đưa trực tiếp khí lò không qua nồi hơi qua hệ thống dẫn khí) và van G2. Hơi nước sinh ra được dẫn về bể nấu chảyS.
Khí SO2 ra khỏi nồi hơi có nhiệt độ 420 – 4400C còn mang theo một ít bụi cát hoặc S thăng hoa, những chất này làm giảm tuổi thoj xúc tác V2O5 nên ta phải lọc sạch nó ở thiết bị lọc gió nóng J202 trước khi đi vào tháp chuyển hóa.
Sau đó SO2 có nhiệt độ khoảng 4200C được dẫn vào tháp chuyển hóa C201 tại tháp chuyển hóa hỗn hợp khí SO2 được đưa vào lớp I với nồng độ 7%, t = 4200C, P = 820 H2O. Phản ứng xảy ra ở lớp xúc tác I:
SO2 + O2 = SO3 + Q
Hỗn hợp khí sau lớp I có T = 6500C tương ứng với mức chuyển hóa 70% được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt E204, giảm xuống còn 4500C rồi đưa vào lớp II.
Sau phản ứng nhiệt độ hỗn hợp khí tăng lên 4900C tương ứng với mức chuyển hóa 90%. Được bổ sung khí nguội trực tiếp để hạ nhiệt độ khí xuống 4300Ctrước khi vào lớp III.
Sau phản ứng nhiệt độ khí tăng thành 4500C tương ứng với mức chuyển hóa 95% được bổ sung khí khô trực tiếp để hạ nhiệt độ xuống 4300C để vào lớp IVA, rồi được dẫn trực tiếp xuống lớp IVB ( mục đích là cho SO2 chuyển hóa hoàn toàn thành SO3), sau khiphản ứng ở lớp IVB khí ra có nhiệt độ 4350C tương ứng với mức chuyển hóa 97.5 – 98% ra khỏi tháp chuyển hóa và
đi vào thiết bị trao đổi nhiệt E205 để hạ nhiệt độ xuông 180 – 2000C rồi đi vào tháp hấp thu C202. Tại đây SO3 được hấp thụ bằng H2SO4 98.3% và được tưới ngược chiều với dòng khí hấp thụ gần như hoàn toàn. Lượng còn chưa hấp thụ được thải ra ngoài trời.
Sau khihấp thụ nồng độ axit tăng lên khoảng 99%, từ 45 – 650C, được đưa về thùng chứa tuần hoàn axit T203. Tại đây người ta bổ sung một lượng axit 93% (ra từ tháp sấy) hoặc nước mềm để hạ nồng độ axit 99% xuống còn 98.3%. Rồi được đưa qua dàn làm lạnh, sau đó một phần thì dẫn vào thùng axit thành phẩm một phần thì quay lại hấp thụ SO3.
Ngoài ra trong phân xưởng axit ngoài kho chứa axit thành phẩm 98.3% còn một kho chứa axit trung gian 76% dùng để cung cấp cho phân xưởng Super.