Katalyse und Absorption
Für die Umwandlung von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid wird Vanadiumoxid V2O5 als Katalysator eingesetzt. Die Reaktion läuft optimal bei Temperaturen zwischen 420-440°C ab. Bei höheren Temperaturen verschiebt sich das chemische Gleichgewicht gemäß dem Prinzip von Le Chatelier zu den Ausgangsstoffen, während zu niedrige Temperaturen die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamen würden.
Nach der katalytischen Oxidation folgt der Absorptionsschritt, bei dem das Schwefeltrioxid mit 96%iger Schwefelsäure vermischt wird. Dabei reagiert SO₃ mit dem Wasseranteil in der verdünnten Säure zu Schwefelsäure SO3+H2O→H2SO4. Diese Methode verhindert die Bildung von Nebel und Dischwefelsäure (H₂S₂O₇), die entstehen würde, wenn SO₃ direkt mit konzentrierter Schwefelsäure reagieren würde.
Der entscheidende Vorteil des Doppelkontaktverfahrens gegenüber dem einfachen Kontaktverfahren liegt im zusätzlichen Durchgang: Nach dem ersten Absorber wird das verbliebene Schwefeldioxid durch einen zweiten Kontaktofen geleitet und anschließend im Endabsorber aufgefangen. Durch dieses zweistufige Verfahren erreichen moderne Anlagen eine beeindruckende Umwandlungsrate von mindestens 99,8%.
Achtung: Vanadiumpentoxid (V₂O₅) als Katalysator ist giftig und kann bei direktem Kontakt Reizungen verursachen. In der Industrie wird es jedoch sicher in geschlossenen Systemen eingesetzt.