本发明叙述的是用双吸收法由硫制备硫酸。 双吸收法制备硫酸是以硫为原料的。该法分三步进行，其中主工艺气流与硫酸接触并释放出大量热，必须将酸中的这些热量散发出去。在传统的生产方法中，实施每一操作的生产系统是由填充塔（其中工艺气流自下而上地通过填料并与大量的循环酸流相接触，该循环酸流起着传质及传热的作用）、贮酸罐（装有专用的酸流循环泵）、冷却器（消除产生的热量）、输酸管线、水稀释管线及测量仪表（调节酸度及物料量）组成的。
三步操作中的第一步是干燥进料空气，在此外界空气与酸接触除去湿气。空气的热负荷（即释放的热和待去除的热）低于其他操作中所释放的热，约为三步操作中总热负荷的10%。正如下面将要指出的那样，在干燥塔中所循环的酸，其H2SO4地典型含量为93-96%，其正常的温度范围为40-70℃。
第二步操作就是去除经中间转化阶段以后工艺气体中的SO3。在这一步是用98%的热硫酸（70-110℃）与气体相接触，可去除该过程中所生成的大约90%的SO3。这步操作的热负荷通常约为总热负荷的70%。这一步通常称为中间吸收操作。由于释热及传质的需要，此步要求较高的酸循环。
第三步操作是去除经最后或最终转化过程流出工艺气体中的SO3。此处是使工艺气体与第三次循环酸流相接触，以去除该过程所生成的未被除尽的SO3。该步的热负荷通常小于中间吸收操作所产生的热负荷，至多为酸系统总释热量的20%。
在实施上述三项操作的三个分系统中，均需要进行酸度调节及物料控制。进行酸度调节通常是用系统间酸的交叉输送和（或）用水稀释的方法来完成的，而物料量通常是通过调节各系统的液位来控制的。各系统中酸的循环量比起所要吸收的H2O或SO3量要大得多，其具体循环量则要根据下述要求而确定，即能够灌满塔中的填料并能将温度稳定在适当的限度内，而后者又是根据为避免过分腐蚀所选定的。
美国专利3536446号（Maurer等）描述了传统的硫酸生产厂，其中所述的三个塔各自均装有循环泵、冷却器、泵和贮罐，而各系统的酸度则是用贮桶间的液流交叉、加水稀释和接取产品而调节的。该法需要单独的冷却器、液位控制装置、贮罐、分析仪表及泵唧设备，因此，在实际生产中，这种方法有可能是最昂贵的，酸的制造设备也是复杂的。
现在已经发展了一种经改进的不太复杂的酸制备系统，称作“单”系统，其中将与干燥及中间吸收操作有关的循环系统合为一体，将共贮罐及唧桶中的酸经过几个适当的冷却器抽到干燥塔及中间吸收塔内。此时在干燥系统内所循环的酸必然是98%的，这是吸收操作中所要求的酸度，较稀的酸通常是在单独的酸稀释系统内产生的。然而，三个单独系统仍是需要的，由于干燥系统现在已被稀释系统所取代，所以仍需要调节三个液位。
上述两种生产方法要求复杂的输送管线、液位控制及分析仪表以便调节酸物料量及控制酸度。还需要各种各样的酸冷却器（即热交换器）来处理大量的循环酸液流。所有这些结果就使得设备的造价非常昂贵，其中还有许多隐患，而且控制也较为复杂。
加拿大专利1181568号对此又进一步改进为单级循环和单级冷却，其中酸液经泵唧装置直接由干燥塔流入最终的吸收塔，这样便可减少独立的最终吸收循环系统。虽然这个系统又有一个单一的酸循环系统和单级的冷却装置，但是它要求有两个单独装有液位控制装置和泵唧装置的贮罐。此外，它的缺点还在于它要求完全不同的泵唧装置，而这两个泵即装置。需要用单独的备用部件来维修。另外它还需要连接两个贮罐的管道、阀门、液位控制装置及流经冷却装置的大量酸液以给庞大的中间吸收塔灌注酸液，以及干燥塔和流经干燥塔的酸液。
因此，本发明的目的之一就是为双吸收设备提供一个更简单的酸制备系统。
本发明的另一目的就是提供一个系统，在这个系统中，酸制备系统的热量可从设备上酸处于相对热的地方除去，最大限度降低热转换设备的造价，并且使有关能量容易回收来作他用。
一方面，本发明提供一种由硫制硫酸的设备，这种设备包括干燥塔，中间吸收塔及最终吸收塔，各塔都有一个酸入口和酸出口;其中本设备还包括若干个给公共贮罐加料的装置，即由上述干燥塔和最终吸收塔的出口所卸出的酸加到公共贮罐的装置;由上述中间吸收塔的出口所卸出的酸加到分立贮罐的加料装置;由公共贮罐出来的酸加到上述中间吸收塔和最终吸收塔入口的加料装置;热交换器;由上述分立贮罐出来的酸经所述的热交换器而后进入上述干燥塔和中间吸收塔入口的泵唧装置。
另一方面，本发明提出用双吸收法制备硫酸，在该方法中，工艺气流经干燥塔去除其中的H2O，而后用来燃烧硫，从中生成SO2，随后部分SO2转化为SO3，工艺气流再经过中间吸收塔从中去除上述的SO3，而几乎所有留在该工艺气流中的SO2，随后被进一步转化为SO3。工艺气流进入最终吸收塔进一步去除SO3。上述工艺气流再在干燥塔及两个吸收塔内与硫酸液流相接触。其改进包括：
a）将上述干燥塔和最终吸收塔出来的酸液流合并成为混合酸液流。;
b）将混合酸液流分流，使其中一部分酸流进入上述中间吸收塔和最终吸收塔;
c）将上述中间吸收塔出来的酸液流冷却成为冷酸液流;
d）将上述冷酸液流分流，使其中一部分酸流进入所述的干燥塔和中间吸收塔。
由下面所描述的本发明的典型实施方案及参考附图（制备硫酸的设备方框图）可进一步地看出本发明的目的及优点。
附图中所示的设备包括三个塔，即干燥塔10，中间吸收塔11和最终吸收塔12。各塔底部都有一个气体入口A，顶部有一个气体出口B。每个塔顶都有一个酸入口P，塔底有一个酸出口Q。各塔均装满填料，工艺气体或空气和酸液通过填料渗出从而达到充分而致密的接触。
该设备的工艺气体循环系统按常规进行运转。空气经入口13进入设备，经入口10A进入并通过干燥塔10，在出口10B的空气即为干燥空气。硫在燃烧器（未绘出）中遇干燥空气燃烧生成二氧化硫。工艺气体（此时为空气和二氧化硫的混合物）进入催化转化器（未绘出），在这里大部份二氧化硫转化为三氧化硫。含有SO3和未转化的SO2的工艺气体经入口11A进入中间吸收塔11，由出口11B排出，此时绝大部分SO3已转化为酸了。由中间吸收塔出来的气体进入第二个催化转化器（未绘出），在这里几乎所有的SO3都转化为SO3。从第二个转化器出来的气体进入最终吸收塔12，在该塔内将最后残留的SO2用循环酸吸收。最后，气体经烟囱14排入大气。
将酸出口10Q、11Q和12Q排出的酸排入混合贮罐15，该罐由部分档板18（由底流相通以维持罐间酸位平衡）将其分为公共贮罐16和分立贮罐17。由干燥塔10和最终吸收塔12流出的酸输送到公共贮罐16，由中间吸收塔11出来的酸输送到分立贮罐17。
第一个泵19和第二个泵20分别输送罐16和罐17中的酸。由分立贮罐17抽出的酸再输送到热交换器21（实际上它可能是一个或几个热交换单元），在此，它受到经导管22、23和交换器循环的冷却水的冷却。然后，各部分酸经酸入口1210P和11P进入干燥塔10和中间塔11。干燥塔10出来的酸流至公共贮罐16。由公共贮罐16出来的酸，一部分由泵直接输送到最终吸收塔的酸入口12P，另一部分输送到中间吸收塔的酸入口11P，与分立罐17过来的部分冷却酸合并。酸产品由出口24卸出。
由中间吸收塔11排出的酸含有溶解的SO2，因此，分立罐17的酸也含有SO2。这样，进入干燥塔和中间塔的酸同样也含有SO2。在干燥塔中，这种被（SO2）污染的酸与大气相接触。在该塔中，不仅空气中的湿汽很容易进入酸中，而且溶解的SO2也很容易地进入干燥的空气流中。因此，出口10B的空气实际上是完全干燥的，而出口10Q的酸实际上完全不含SO2。所以，公共贮罐16的酸实际上不含SO2，通过入口12P进入最终吸收塔12的酸也不含SO2。这样一来，最终吸收塔排出的气体中不含SO2。
本发明的装置还能提高热交换器的设计效益。各个塔内的反应都产生热量，因此从塔内出来的酸其温度都比进入的高，然而每个塔内所产生的热量是各不相同的。在三个塔所产生的总热量中，干燥塔10占10%，中间吸收塔11占70%，最终吸收塔12为20%。与此同时，在这些塔中对气、酸之间的接触要求是这样的，即流经这三个塔的酸大致比例为1∶2∶1。这两组数据的直接结果是：流经干燥塔10的酸其温度仅稍有变化，而流经最终吸收塔12的酸其温度有较大的升高，流经中间塔11的酸的温度升高更大。附图上所标的温度都是由于这些放热反应而产生的典型的平衡温度。
正如所予料的那样，中间吸收塔出口11Q的酸最热，达110℃。分立贮罐17接收的这种酸由泵送至热交换器21，其温度稍高于100℃。为了防止因温度过高而引起严重腐蚀，进入中间吸收塔11之前，必须将酸的温度冷至约70℃。这个温度对于进入干燥塔10的酸来说也是适宜的。由于干燥塔中所产生的热较少，在出口10Q的酸仅略高于75℃。在此温度下，进入公共贮罐16之前勿须再进行冷却。由最终吸收塔出来的酸，其温度不高于90℃。
因此，本发明只需要一个热交换器2.1。而且它被设置在酸较热之处。这样，不仅用一个单级热交换器代替了传统装置中需要的三个热交换器，而且这个单级热交换器是设置在酸较热之处，这可有利于除去热量，并可降低传热系统的成本。
按照本发明所配置的设备可使效益大大提高，其中只有一半的循环酸需要冷却。这与加拿大专利1181568号所公开的方法恰相反，在该专利中，流经干燥塔和中间吸收塔的循环流将工艺酸中的热带走的，在任何实际设计中，混合流的总量相当于循环于装置各塔中的大部分酸量（典型的为四分之三）。因此所需的冷却设备是很大的，所以造价昂贵。在这两种方法中，虽然所要去除的热量不变，热交换器出口的酸温度相同，但是按照本发明的方法，入口温差较大，这就大大降低了冷却设备的规模及造价。
此外，本发明的设备可用容量相同的泵来分别处理各种酸流，这就使泵唧设备实现了标准化。这样，投资和维修费用明显节省。
另外，本发明的设备运转较为平稳，因此干燥塔内的温度受季节性变化的影响最小。
在上述所确定的最优实施方案中，公共贮罐16和分立贮罐17由设置在隔板18下的平衡管线相连通，其优点在于只需要控制一个酸液位就可以了，这和加拿大专利1181568号所报道的相反，它需要控制两个酸液位。
在一个一般实施方案中，两个贮罐可以作成两个各自分开的单独贮罐。
根据本发明的要求所安装的设备，不仅能降低投资费用，提高热交换效率，而且还可减少用于控制设备的测量仪表。由于酸循环系统中各塔之间可看作是“串联”相接的，因此，在某一阶段全部酸都可通过公共贮罐16。所以只需要一套温度测量和控制仪表，一套酸度分析和控制仪表。为便于取酸样，这些仪表最好安装在公共贮罐16上，因为这个地方的酸能最先反映出燃烧器中硫含量的变化（最能反映酸变化的特征因子），任何需要添加水的操作，只要11Q注入液流即可，最好加到塔11之内部。
由于自贮罐16进入最终吸收塔的酸通过干燥塔或最终吸收塔而升温变热，因此本发明设备的另一效益就是最终吸收塔能将冷酸很快变热而达到最佳工作温度。这不仅有利于提高酸的质量，而且也有可能减少起动时三氧化硫对大气的污染。否则，当最终吸收塔在低温下运行时，就有可能出现大气污染的问题。
勘误表
CPCH 856860