Là quá trình tách SO3 ra khỏi hỗn hợp khí và chuyển thành H2SO4. Tùy theo hỗn hợp khí có chứa hơi nước hay không mà quá trình tách là khác nhau. Nếu hỗn hợp khí trước khi vào tháp tiếp xúc đã được sấy khô thì quá trình tách là quá trình hấp thụ còn nếu hỗn hợp khí đi thẳng vào tháp tiếp xúc mà không sấy thì quá trình tách là quá trình ngưng tụ H2SO4 (dùng axit có nồng độ từ 95 - 98.3%).
Đầu tiên SO3 hòa tan vào dung dịch axit sau đó cho phản ứng lại với nước:
nSO3 + H2SO4 H2SO4.nSO3
nSO3.H2SO4 + nH2O (n+1) H2SO4
Tùy theo tỷ lệ giữa SO3 và H2SO4 mà nồng độ axit thu được sẽ khác nhau:
Khi n > 1 sản phẩm là oleum
Khi n = 1 sản phẩm là monohydrate
Khi n < 1 sản phẩm là dung dịch axit loãng
Trong tháp hấp thụ, quá trình hấp thụ được thực hiện trên bề mặt đệm, mặt đệm càng lớn đường kính tháp lớn tăng vốn đầu tư. Khi thiết kế tháp hấp thụ cần được tính toán cẩn thận vừa đảm bảo hiệu quả sử dụng vừa tiết kiệm chi phí đầu tư.
Vận chuyển khí trong tháp tăng tăng diện tích tiếp xúc (H2SO4
và SO3) lớn tăng cường độ hấp thụ.
Để bảo vệ môi trường thì lượng SO3 cần phải được hấp thụ hoàn toàn.
a) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ
Trong quá trình hấp thụ thì nồng độ và nhiệt độ của axit tưới cũng như nồng độ nhiệt độ của pha khí có ảnh hưởng nhiều nhất tới tốc độ cũng như hiệu xuất của quá trình hấp thụ. Mối liên hệ đó được trình bày như sau:
Nồng độ
Quá trình hấp thụ SO3 xảy ra tốt ở nhiệt độ thấp khi nồng độ axit là 98,3% H2SO4. Khi đó cả tốc độ hấp thụ và hiệu suất hấp thụ đều đạt giá trị cực đại.
Khi nồng độ axit lớn hơn 98.3% H2SO4 trên bề mặt của nó có cả hơi SO3 làm giảm động lực và tốc độ của quá trình hấp thụ.
Đối với axit có nồng độ nhỏ 98,3% tỷ lệ hơi nước và axit trong hơi bão hòa nhiều hơn trong pha lỏng. Vì vậy nồng độ axit tưới càng
giảm và tổn thất SO3 lớn.
Nhiệt độ
Khi tăng nhiệt độ thì lượng hơi nước hay SO3 trên bề mặt dung dịch càng lớn và mù axit tạo thành càng nhiều. Do đó làm giảm tốc độ và hiệu suất của quá trình.
b) Quá trình tạo mù và lọc mù
Nguyên nhân
Có nhiều nguyên nhân gây mù axit đầu tiên phải kể tới áp suất hơi bão hòa trên bề mặt chất lỏng nhỏ hơn áp suất hơi trong pha khí ngưng tụ những giọt lỏng trong pha khí. Mù sinh ra trong tháp rửa thứ nhất, tháp sấy, thiết bị làm nguội SO3, tháp hấp thụ đa phần do hơi nước có trong không khí chưa được loại bỏ.
Giải pháp lọc mù axit
Sử dụng dòng Axit Sunfuric 95% đối với dây chuyền 1 và 98.3% với dây chuyền 2, để sấy dòng khí trước khi đi vào lò đốt.
Hỗn hợp khí sau khi hấp thụ ở tháp 1 và 2 cho đi qua nến lọc mù theo nguyên tắc hấp thụ các tạp chất vào các sợi bông thủy tinh chịu axit trước khi dòng khí đi vào tháp hấp thụ.
Nhà máy dùng 2 bể chứa axit có nồng độ riêng biệt: Một bể chứa axit thành phẩm 98.3% một bể chứa axit sấy 95%. Axit thành phẩm sẽ được bổ xung cho bể chứa axit sấy sao cho nồng độ axit sấy luôn ở mức 95%.
Nguyên tắc: Làm việc của tấm hấp thụ là khi dòng khí va chạm với các sợi, do các hạt mù axit có kích thước lớn hơn chúng sẽ bị giữ lại trên đó. Đường kính hạt mù càng lớn, tốc độ dòng khí càng cao thì hiệu suất tách mù càng cao.