Grundlagen des Doppelkontaktverfahrens
Das Doppelkontaktverfahren wurde von den deutschen Chemikern Clemens Winkler und Rudolf Knietsch entwickelt und revolutionierte die Schwefelsäureproduktion. Als Ausgangsmaterial dient flüssiger Schwefel mit einer Temperatur von etwa 135°C, der aus der Erdgasaufbereitung gewonnen wird.
Die Herstellung von Schwefelsäure beginnt im Verbrennungsofen, wo der flüssige Schwefel mit Luftsauerstoff zu Schwefeldioxid oxidiert wird. Diese exotherme Reaktion setzt 297 kJ/mol Energie frei. Das entstandene Gas wird anschließend auf die optimale Reaktionstemperatur von etwa 420°C abgekühlt.
Im zweiten Schritt gelangt das Schwefeldioxid in den Kontaktofen, wo es mit Sauerstoff weiter zu Schwefeltrioxid oxidiert wird. Diese Gleichgewichtsreaktion (2 SO₂ + O₂ ↔ 2 SO₃) ist ebenfalls exotherm und setzt 198 kJ/mol frei. Die Reaktion findet an speziellen Katalysatorbetten statt, sogenannten Horden.
Merke: Der Unterschied zwischen Kontaktverfahren und Doppelkontaktverfahren liegt in der zusätzlichen Katalysator-Stufe beim Doppelkontaktverfahren, die einen höheren Umwandlungsgrad ermöglicht.
