Lưu huỳnh rắn từ kho chứa được băng tải chuyển đến lò nấu cháy. Tại đây người ta sử dụng tác nhân gia nhiệt là hơi nước có áp suất 6kg/cm2, đi trong ống xoắn ruột gà nấu chảy lưu huỳnh rắn thành lưu huỳnh lỏng, nhiệt độ lưu huỳnh lỏng sau đó được dẫn qua bể lắng là 1340C, tại bể lắng hầu hết các cặn bẩn đều được lắng xuống và được loại bỏ. Khi kết thúc giai đoạn lắng lưu huỳnh sẽ được chuyển qua thùng chứa lưu huỳnh lỏng sạch.Lưu huỳnh lỏng sạch được bơm ly tâm J10001A/B bơm vào lò đốt D1001 bằng đường ống lòng ống.
Khác với dây chuyền 1, tác nhân sấy không khí ở đây là axit sunfuric 98.3% được tưới vào giữa tháp qua đĩa phân phối lỏng thấm ướt đều bề mặt đệm. Axit sunfuric 98.3% có áp suất hơi nước cân bằng trên bề mặt rất thấp nên hấp thụ gần như hoàn toàn ẩm trong không khí.
Axit sau khi hấp thụ ẩm có nồng độ tưới 98.3% được nhập chung với dòng axit hấp thụ khí SO3 rồi quay về bồn chứa axit thành phẩm.
Không khí sau sấy khô được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt E1001 làm nóng lên đến 2300C rồi đưa vào lò đốt bằng 2 dòng, dòng 1 đi vào ở đỉnh của cửa lò và dòng 2 cùng với lưu huỳnh được becsphun phun vào lò đốt.
Các hạt lưu huỳnh lỏng rất mịn ở nhiệt độ cao sẽ nhanh chóng hóa hơi và phản ứng với oxy tạo khí SO2. Nhiệt độ trong lò đốt được giữ rất cao ( khoảng 9000C) để hơi lưu huỳnh tồn tại chủ yếu ở dạng S2 tránh các dạng mạch xoắn S4, S6, S8 làm quá trình đốt lưu huỳnh không triệt để. Lưu huỳnh hóa hơi càng nhanh quá trình đốt càng triệt để. Phản ứng xảy ra trong lò đốt như sau:
2S (lỏng) S2 (hơi) S2 (hơi) + O2 SO2 + Q
Hỗn hợp khí ra khỏi lò đốt có nhiệt độ khoảng 10500C với nồng độ khí SO2 từ 10 – 11% thể tích.Sau đó người ta sử dụng một phần hỗn hợp khí cho qua nồi hơi D1002. Ở đây dòng khí trao đổi nhiệt với nước làm nước bốc hơi thành hơi nước bão hòa áp suất ≈7kg/cm2, nhiệt độ 2000C được dẫn về bộ phận hóa lỏng lưu huỳnh. Phần khí không qua nồi hơi được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ của dòng khí ra khỏi nồi hơi lên khoảng 4200C.
Hỗn hợp khí trên đường đi có thể cuốn theo bụ cơ học và còn một ít lưu huỳnh thăng hoa, những chất bẩn này có thể gây đầu độc xúc tác, do đó trước khi đưa vào tháp tiếp xúc dòng khí được đưa qua thiết bị lọc khí nóng P 1001 để lọc bụi rồi đưa vào tháp tiếp xúc H1001 thực hiện quá trình oxy hóa khí SO2 thành SO3.
Tháp tiếp xúc H1001 sử dụng chất xúc tác Vanadi oxit V2O5 có kích thước φ10 x10 với 4 lớp có chiều cao khác nhau.Khí SO2 vào tháp nồng độ 10 – 11% thể tích và nhiệt độ là 4200C.Do phản ứng oxy hóa tỏa nhiệt nên sau khi qua mỗi lớp xúc tác, nhiệt độ khí lại tăng lên.
Để đảm bảo phản ứng xảy ra ở nhiệt độ gần với nhiệt độ tối ưu đồng thời giữ cho xúc tác dưới nhiệt độ nóng chảy (6200C), dòng khí sau khi đi qua mỗi lớp xúc tác được đưa qua các thiết bị trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ. Cụ thể từng lớp như sau:
Bảng 4.2: Nhiệt độ khí vào và ra ở các lớp xúc tác và ở thiết bị trao đổi nhiệt.
Lớp xúc tác Nhiệt độ khí (
0C) Thiết bị trao đổi nhiệt Nhiệt độ khí (0C) Vào Ra Vào Ra 1 420 601 E1001 601 440 2 440 513 E1002 513 430 3 430 454 E1003 454 248 E1004 248 180
Mức độ chuyển hóa qua mỗi lớp xúc tác cụ thể như sau:
Bảng 4.3: mức tiếp xúc đạt được qua các lớp xúc tác.
Lớp xúc tác Mức tiếp xúc (%)
1 70
Sau khi ra khỏi lớp 3, hỗn hợp khí SO3 được dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt E1004 hạ nhiệt độ xuống còn 1800C rồi đưa qua tháp hấp thụ F1002 để hấp thụ lần 1. Tác nhân hấp thụ axit sunfuric 98.3% được lấy từ thùng chứa axit tuần hoàn G1005 và được bơm qua thiết bị làm sạch bằng nước E1006A rồi vào tháp.Hiệu suất hấp thụ là 99.9%.Dung dịch axit sau hấp thụ được đưa về thùng chứa axit tuần hoàn G1005.
Hỗn hợp khí ra khỏi tháp hấp thụ lần 1 gồm có: O2, N2, SO2, và một lượng nhỏ SO3 chưa hấp thụ hết được gia nhiệt lên 4300C bằng chính nhiệt độ của hỗn hợp khí ra khỏi lớp 3 và 2 thông qua thiết bị trao đổi nhiệt E1002, E1003 để vào lớp tiếp xúc 4.
Hỗn hợp khí sau khi đi qua lớp tiếp xúc 4, khoảng 99.6% SO2 ban đầu đã chuyển hóa thành SO3, có nhiệt độ khoảng 4450C được qua thiết bị làm sạch E1005 làm nguội xuống còn 1800C rồi đưa qua tháp hấp thụ F1003 hấp thụ lần 2. Tác nhân hấp thụ khí SO3 lần 2 cũng là axit sunfuric 98.3% được đưa vào tháp bằng bơm J1002C.Trước khivào tháp hấp thụ, axit được làm lạnh bằng nước qua thiế bị trao đổi nhiệt E1006B.Hiệu suất hấp thụ đạt được là 99.9%. Lượng axit tạo thành được đưa về thùng axit tuần hoàn G1005, còn phần khí không hấp thụ đi qua nén lọc mù để lọc mù axit. Hiệu quả lọc mù của nến là 99% nên khí đi ra được thải ra khí trời qua ống khói với nồng độ SO2 thực tế đo được là 0.005% thể tích nên đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường.