Ծծմբաթթվի արտադրության մեկնարկային ռեակտիվները կարող են լինել տարերային ծծումբը և ծծումբ պարունակող միացությունները, որոնցից կարելի է ստանալ կա՛մ ծծումբ, կա՛մ ծծմբի երկօքսիդ:
Ավանդաբար հումքի հիմնական աղբյուրները ծծումբն ու երկաթի (ծծմբի) պիրիտներն են։ Ծծմբաթթվի մոտ կեսը ստացվում է ծծմբից, մեկ երրորդը՝ պիրիտներից։ Ծծմբի երկօքսիդ պարունակող գունավոր մետալուրգիայի արտանետվող գազերը զգալի տեղ են զբաղեցնում հումքի հաշվեկշռում։
Միաժամանակ, թափոնների գազերը ամենաէժան հումքն են, պիրիտների մեծածախ գները ցածր են, իսկ ամենաթանկ հումքը ծծումբն է։ Հետևաբար, որպեսզի ծծմբից ծծմբաթթվի արտադրությունը տնտեսապես իրագործելի լինի, պետք է մշակվի մի սխեմա, որում դրա վերամշակման արժեքը զգալիորեն ցածր կլինի պիրիտների կամ թափոնների վերամշակման արժեքից:
Ծծմբաթթվի պատրաստում ջրածնի սուլֆիդից
Ծծմբաթթուն ստացվում է ջրածնի սուլֆիդից՝ թաց կատալիզի միջոցով։ Կախված դյուրավառ գազերի բաղադրությունից և դրանց մաքրման եղանակից՝ ջրածնի սուլֆիդ գազը կարող է լինել խտացված (մինչև 90%) և թույլ (6-10%)։ Սա որոշում է այն ծծմբաթթվի վերամշակման սխեման:
Նկար 1.1-ում ներկայացված է խտացված ջրածնի սուլֆիդ գազից ծծմբաթթվի արտադրության դիագրամը: Ջրածնի սուլֆիդը, որը խառնված է զտիչ 1-ում մաքրված օդի հետ, մտնում է վառարան 3 այրման համար: Թափոնային ջերմային կաթսա 4-ում վառարանից դուրս եկող գազի ջերմաստիճանը նվազեցվում է 1000-ից մինչև 450 °C, որից հետո գազը մտնում է կոնտակտային ապարատ 5: Կոնտակտային զանգվածի շերտերից դուրս եկող գազի ջերմաստիճանը նվազեցվում է չթափված ներարկման միջոցով: սառը օդ. Կոնտակտային ապարատից SO 3 պարունակող գազը մտնում է կոնդենսատոր աշտարակ 7, որը վարդակով մաքրող սարք է՝ թթվով ոռոգվող։ Ոռոգող թթվի ջերմաստիճանը աշտարակի մուտքի մոտ 50-60°C է, ելքի մոտ՝ 80-90°C։ Այս ռեժիմում, աշտարակի ստորին հատվածում, տեղի է ունենում H 2 O և SO 3 գոլորշի պարունակող գազի արագ սառեցում, առաջանում է բարձր գերհագեցում և ձևավորվում է ծծմբաթթվի մառախուղ (բոլոր ելքային արտադրանքի մինչև 30-35% անցնում է մառախուղի մեջ), որն այնուհետև գրավվում է էլեկտրական նստվածքի մեջ 8. Էլեկտրական նստվածքներում (կամ այլ տեսակի ֆիլտրերում) մառախուղի կաթիլները ավելի լավ նստելու համար ցանկալի է, որ այդ կաթիլները լինեն մեծ: Դա ձեռք է բերվում լակի թթվի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, ինչը հանգեցնում է աշտարակից դուրս հոսող թթվի ջերմաստիճանի բարձրացմանը (խտացման մակերեսի ջերմաստիճանի բարձրացում) և նպաստում է մառախուղի կաթիլների մեծացմանը։ Թույլ ջրածնի սուլֆիդային գազից ծծմբաթթվի արտադրության սխեման տարբերվում է Նկար 1.1-ում ներկայացված սխեմայից նրանով, որ վառարան մատակարարվող օդը նախապես տաքացվում է ջերմափոխանակիչներում՝ կատալիզատորի շերտերից դուրս եկող գազի միջոցով, և խտացման գործընթացն իրականացվում է ք. պղպջակների կոնդենսատոր, ինչպիսին է Chemiko կոնցենտրատորը:
Գազը թթվային շերտի միջով հաջորդաբար անցնում է փրփրացող ապարատի երեք խցիկում դրանցում գտնվող թթվի ջերմաստիճանը վերահսկվում է ջրի մատակարարմամբ, որի գոլորշիացումը կլանում է ջերմությունը: Առաջին խցիկում թթվի բարձր ջերմաստիճանի պատճառով (230-240°C) նրանում տեղի է ունենում H 2 SO 4 գոլորշու խտացում՝ առանց մառախուղի առաջացման։
1-ֆիլտր, 2-օդափոխիչ, 3-վառարան, 4-գոլորշու վերականգնող կաթսա, 5-կոնտակտային ապարատ, 6-սառնարան, 7-աշտարակ կոնդենսատոր, 8-էլեկտրական նստվածք, 9-շրջանառության կոլեկտոր, 10-պոմպ:
Նկար 1.1 Ծծմբաթթվի արտադրության սխեման բարձր կոնցենտրացիայի ջրածնի սուլֆիդ գազից.
Հաջորդ երկու խցերում (դրանցում թթվային ջերմաստիճանը համապատասխանաբար մոտ 160 և 100 °C է) առաջանում է մառախուղ։ Այնուամենայնիվ, թթվի բավականին բարձր ջերմաստիճանի և գազում մեծ քանակությամբ ջրի գոլորշու պատճառով, որը համապատասխանում է խցերում թթվից բարձր հագեցած ջրի գոլորշիների ճնշմանը, մառախուղը ձևավորվում է մեծ կաթիլների տեսքով, որոնք հեշտությամբ հայտնաբերվում են. դրված է էլեկտրաստատիկ նստվածքի մեջ:
Արտադրական թթուն դուրս է հոսում առաջին (գազի երկայնքով) խցիկից, սառչում է սառնարանում և մատակարարվում պահեստ։ Նման կլանման խցիկում սառնարանների մակերեսը 15 անգամ փոքր է, քան կոնդենսատորային աշտարակով կլանման խցիկում՝ պայմանավորված այն հանգամանքով, որ ջերմության հիմնական քանակությունը հեռացվում է ջրի գոլորշիացման արդյունքում: Թթվի կոնցենտրացիան առաջին խցիկում (արտադրական թթու) կազմում է մոտ 93,5%, երկրորդ և երրորդ խցերում՝ համապատասխանաբար 85 և 30%։ .
ԲԵԼԱՌՈՒՍԻ ՀԱՆՐԱՊԵՏՈՒԹՅԱՆ ԿՐԹՈՒԹՅԱՆ ՆԱԽԱՐԱՐՈՒԹՅՈՒՆ
ԲԵԼԱՌՈՒՍԻ ՊԵՏԱԿԱՆ ՏՆՏԵՍԱԿԱՆ ՀԱՄԱԼՍԱՐԱՆ
Տեխնոլոգիայի բաժին
Անհատական աշխատանք թեմայի շուրջ.
«Ծծմբաթթվի արտադրությունը կոնտակտային եղանակով».
Ավարտել է FBD առաջին կուրսի ուսանողը՝ M. A. Klimenok:
Ստուգվել է ուսուցչի կողմից՝ Տարասևիչ Վ.Ա.
Մինսկ 2002 թ
· Վերացական
Ծծմբաթթվի արտադրության կոնտակտային մեթոդի նկարագրությունը
· Կոնտակտային մեթոդով ծծմբաթթվի արտադրության սխեմատիկ հոսքի դիագրամ
· Տեխնոլոգիական գործընթացի զարգացման ընթացքում աշխատուժի ծախսերի դինամիկան
· Տեխնոլոգիաների, սարքավորումների և աշխատանքի արտադրողականության մակարդակի հաշվարկ
· Եզրակացություն
· Գրականություն և աղբյուրներ
Այս աշխատանքը բաղկացած է 12 էջից։
Բանալի բառեր՝ Ծծմբաթթու, Կոնտակտային մեթոդ, Ռեակցիա, Արտադրության տեխնոլոգիա, Աշխատանքի ծախսերի դինամիկա, Տեխնոլոգիական գործընթաց:
Այս աշխատանքում ուսումնասիրված և նկարագրված է կոնտակտային եղանակով ծծմբաթթվի ստացման տեխնոլոգիան։ Տրվում են նկարազարդումներ, դիագրամներ, գրաֆիկներ և աղյուսակներ, որոնք արտացոլում են տեխնոլոգիական գործընթացի էությունը: Բացահայտվել են կոնտակտային մեթոդով ծծմբաթթվի արտադրության զարգացման կարևորագույն միտումները
Կատարվել է վերլուծություն կենցաղի և անցյալ աշխատանքի աշխատուժի ծախսերի դինամիկայի, ինչպես նաև տեխնոլոգիական գործընթացի զարգացման ընթացքում աշխատուժի ծախսերի դինամիկայի վերաբերյալ: Հաշվարկված է տեխնոլոգիայի, տեխնիկական հագեցվածության և մարդկային աշխատանքի արտադրողականության մակարդակը։ Արվել են համապատասխան եզրակացություններ և եզրակացություններ։
Ծծմբաթթվի արտադրության կոնտակտային մեթոդի նկարագրությունը
Կոնտակտային մեթոդով արտադրվում են ծծմբաթթվի մեծ քանակությամբ դասեր, այդ թվում՝ օլեում, որը պարունակում է 20% ազատ SO3, վիտրիոլի յուղ (92,5% H 2 SO 4 և 7,5% H 2 O), մարտկոցի թթու, մոտավորապես նույն կոնցենտրացիայով։ ինչպես և վիտրիոլի յուղ, բայց ավելի մաքուր:
Ծծմբաթթվի արտադրության կոնտակտային մեթոդը ներառում է երեք փուլ՝ գազի մաքրում կատալիզատորի համար վնասակար կեղտերից. ծծմբի երկօքսիդի կոնտակտային օքսիդացում դեպի ծծմբի երկօքսիդ; ծծմբի անհիդրիդի կլանումը ծծմբաթթվի կողմից: Հիմնական փուլը SO 2-ի կոնտակտային օքսիդացումն է SO 3; Այս գործողության անվանումը տալիս է ամբողջ մեթոդի անվանումը:
Ծծմբի երկօքսիդի կոնտակտային օքսիդացումը տարասեռ օքսիդատիվ էկզոթերմիկ կատալիզի բնորոշ օրինակ է: Սա ամենաուսումնասիրված կատալիտիկ սինթեզներից մեկն է։
Հետադարձելի ռեակցիայի հավասարակշռությունը
2SO 2 + O 2 >< 2 SO 3 + 2 x 96,7 кдж (500 оС) (а)
Le Chatelier-ի սկզբունքի համաձայն, այն տեղափոխվում է դեպի SO 3 ձևավորում՝ ջերմաստիճանի նվազմամբ և ճնշման բարձրացմամբ. Համապատասխանաբար, SO 2-ի SO 3-ի փոխակերպման հավասարակշռության աստիճանը մեծանում է
Հարկ է նշել, որ ճնշման բարձրացումը բնականաբար մեծացնում է ռեակցիայի արագությունը (ա): Այնուամենայնիվ, իռացիոնալ է այս գործընթացում բարձրացնել ճնշումը, քանի որ ի լրումն արձագանքող գազերի, անհրաժեշտ կլինի սեղմել բալաստ ազոտը, որը սովորաբար կազմում է ամբողջ խառնուրդի 80% -ը, և, հետևաբար, կատալիզատորները ակտիվորեն օգտագործվում են արտադրության մեջ: ցիկլը.
Ամենաակտիվ կատալիզատորը պլատինն է, սակայն այն դուրս է եկել կիրառությունից՝ իր բարձր գնի և գազի կեղտերը, հատկապես մկնդեղը թրծելով հեշտ թունավորվելու պատճառով: Երկաթի օքսիդը էժան է, բայց սովորական գազի բաղադրությամբ՝ 7% SO2 և 11% O2, այն կատալիտիկ ակտիվություն է ցուցաբերում միայն 625 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում, այսինքն. երբ chr-ը 70% է, և, հետևաբար, օգտագործվել է միայն SO2-ի սկզբնական օքսիդացման համար, մինչև chr-ը հասնի 50-60%: Վանադիումի կատալիզատորը ավելի քիչ ակտիվ է, քան պլատինի կատալիզատորը, բայց ավելի էժան է և թունավորվում է մկնդեղի միացություններով մի քանի հազար անգամ ավելի քիչ, քան պլատինը; պարզվեց, որ այն ամենառացիոնալն է և միակն է, որն օգտագործվում է ծծմբաթթվի արտադրության մեջ։ Վանադիումի կոնտակտային զանգվածը պարունակում է միջինը 7% V2O5; ակտիվացնողները ալկալիական մետաղների օքսիդներ են, սովորաբար օգտագործվում է K2O ակտիվացնողը. Կրողը ծակոտկեն ալյումինոսիլիկատներ են։ Ներկայումս կատալիզատորն օգտագործվում է SiO2 միացության տեսքով, Կ 
և/կամ Cs, V տարբեր համամասնություններով: Այս միացությունը պարզվեց, որ ամենադիմացկունն է թթվի նկատմամբ և ամենակայունը։ Ամբողջ աշխարհում դրա ավելի ճիշտ անվանումն է «վանադիում պարունակող»։ Այս կատալիզատորը նախագծված է հատուկ ցածր ջերմաստիճաններում աշխատելու համար, ինչը հանգեցնում է մթնոլորտ արտանետումների ավելի ցածր մակարդակի: Բացի այդ, նման կատալիզացիան ավելի էժան է, քան կալիումը/վանադիումը: Վանադիումի կոնտակտային սովորական միացությունները ծակոտկեն հատիկներ, հաբեր կամ օղակներ են (նկ. 1):
Կալիումի օքսիդը կատալիտիկ պայմաններում վերածվում է K2S2O7-ի, իսկ շփման զանգվածը հիմնականում ծակոտկեն կրող է, որի մակերեսը և ծակոտիները թրջվում են հեղուկ կալիումի պիրոսուլֆատի վանադիումի պենտօքսիդի լուծույթի թաղանթով։
Վանադիումի շփման զանգվածը օգտագործվում է 400-ից 600 °C ջերմաստիճանում: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է 600 °C-ից բարձր, սկսվում է կատալիզատորի ակտիվության անդառնալի նվազում՝ բաղադրիչների սինթրման պատճառով՝ կալիումի պիրոսուլֆատում չլուծվող ոչ ակտիվ միացությունների ձևավորմամբ։ Ջերմաստիճանի նվազմամբ կատալիզատորի ակտիվությունը կտրուկ նվազում է հնգավալենտ վանադիումի քառավալենտ վանադիումի վերածվելու պատճառով՝ ցածր ակտիվ վանադիլ VOSO4-ի ձևավորմամբ։
Կատալիզացման գործընթացը բաղկացած է փուլերից՝ 1) արձագանքող բաղադրիչների դիֆուզիոն գազի հոսքի միջուկներից դեպի հատիկներ, այնուհետև շփման զանգվածի ծակոտիներում. 2) թթվածնի կլանումը կատալիզատորի կողմից (էլեկտրոնների փոխանցում կատալիզատորից թթվածնի ատոմներին). 3) SO2 մոլեկուլների յուրացում SO2 * O * կատալիզատորի համալիրի ձևավորմամբ. 4) էլեկտրոնների վերադասավորում SO2 * կատալիզատորի համալիրի առաջացմամբ. 5) SO3-ի կլանումը շփման զանգվածի ծակոտիներից և հատիկների մակերեսից.
Կոնտակտային զանգվածի խոշոր հատիկներով պրոցեսի ընդհանուր արագությունը որոշվում է ռեակտիվների դիֆուզիոնով (1 և 6 փուլեր): Սովորաբար նրանք ձգտում են ձեռք բերել 5 մմ-ից ոչ ավելի տրամագծով հատիկներ. Այս դեպքում պրոցեսը տեղի է ունենում օքսիդացման առաջին փուլերում դիֆուզիոն շրջանում, իսկ վերջինը (x 80%)՝ կինետիկ շրջանում:
Հատիկների ոչնչացման և փաթաթման, շերտի աղտոտման, կատալիզատորի թունավորման և ռեժիմի պատահական խախտումների հետևանքով դրա ջերմային քայքայման, շերտի աղտոտման, վանադիումի շփման զանգվածը փոխարինվում է միջինը 4 տարի հետո: Եթե պիրիտի թրծմամբ ստացված գազի մաքրումը խախտվում է, ապա մի քանի օր անց կոնտակտային ապարատի աշխատանքը խաթարվում է շփման զանգվածի առաջին շերտի թունավորման պատճառով։ Կատալիզատորի ակտիվությունը պահպանելու համար օգտագործվում է նուրբ գազի մաքրում խոնավ մեթոդով:
Ծծմբաթթվի արտադրության սխեմատիկ հոսքի դիագրամ կոնտակտային մեթոդով
Ծծմբի երկօքսիդի արտադրության համար լավագույն հումքը ծծումբն է, որը ձուլվում է ծծումբ պարունակող բնական ապարներից, ինչպես նաև ստացվում է որպես կողմնակի արտադրանք պղնձի արտադրության, գազի մաքրման ժամանակ և այլն։ Ծծումբը հալվում է 113 աստիճան C ջերմաստիճանում, հեշտությամբ դյուրավառ է և այրվում պարզ ջեռոցներում (նկ. 2): Արդյունքը բարձր կոնցենտրացիայի գազ է՝ վնասակար կեղտերի ցածր պարունակությամբ։
Ծծմբի այրումը տեղի է ունենում S + O 2 > SO 2 + 296 կՋ ռեակցիայի համաձայն, ըստ էության, մինչև այրումը ծծումբը հալվում և գոլորշիանում է (bp ~ 444 o C) և այրվում է գազային փուլում: Այսպիսով, այրման գործընթացն ինքնին միատարր է:
Կոմպրեսոր և այրման պալատ
Չայրված ծծումբ
Օդ ծծմբի այրման և հետայրման համար
Հեղուկ ծծումբ
Սեղմված օդ
Արտադրանք – թրծման գազ
ծծմբաթթվի արտադրության տեխնոլոգիական սխեմա
1 - 1-ին լվացքի աշտարակ; 2 - 2-րդ լվացքի աշտարակ վարդակով; 3 - թաց էլեկտրաստատիկ տեղումներ; 4 - չորացման աշտարակ վարդակով; 5 - տուրբո լիցքավորիչ; 6 - խողովակային ջերմափոխանակիչ; 7 - կոնտակտային սարք; 8 - խողովակային գազի սառնարան; 9 և 10 - ներծծող աշտարակներ փաթեթավորմամբ; 11 - կենտրոնախույս պոմպեր; 12 - թթու կոլեկտորներ; 13 - թթվային հովացուցիչներ
Տապակած գազը, մոտ 300 °C ջերմաստիճանում մխոցի էլեկտրաստատիկ նստիչներում փոշուց մաքրվելուց հետո, մտնում է խոռոչ լվացքի աշտարակը (նկ. 3: 1,2), որտեղ սառը ծծմբաթթուն (75% H 2 SO 4) ցողվում է. Երբ գազը սառչում է, ծծմբի անհիդրիդը և դրա մեջ առկա ջրի գոլորշիները խտանում են փոքրիկ կաթիլների տեսքով: Այս կաթիլներում լուծվում է մկնդեղի օքսիդը: Առաջանում է մկնդեղի թթվային մառախուղ, որը մասամբ գրավվում է առաջին աշտարակում, իսկ երկրորդ աշտարակում՝ կերամիկական վարդակով։ Միաժամանակ որսվում են փոշու մնացորդները, սելենը և այլ կեղտեր։ Ձևավորվում է կեղտոտ ծծմբաթթու (ընդհանուր արտադրության մինչև 8%-ը), որն անցնում է որպես ոչ ստանդարտ արտադրանք։ Գազի վերջնական մաքրումը խուսափողական մկնդեղի թթվային մառախուղից իրականացվում է թաց զտիչներում (նկ. 3: 3), որոնք տեղադրվում են հաջորդաբար (երկու կամ երեք): Թաց ֆիլտրերի շահագործման սկզբունքը նույնն է, ինչ չոր: Մառախուղի կաթիլները նստում են կապարից կամ բանկոմատից պատրաստված խողովակային հավաքող էլեկտրոդների վրա և հոսում ներքև: Գազի մաքրումն ավարտվում է ջրի գոլորշուց չորացնելով վիտրիոլի յուղով վարդակ ունեցող աշտարակում (նկ. 3: 4): Սովորաբար տեղադրվում են երկու չորացման աշտարակներ: Բուժման բաժանմունքում աշտարակները, գազի խողովակները և թթվային կոլեկտորները սովորաբար տեղադրվում են պողպատից՝ պատված թթվակայուն աղյուսներով կամ դիաբազային սալիկներով: Չոր ծծմբի երկօքսիդը և ծծմբի անհիդրիդը ագրեսիվ չեն, ուստի բոլոր հետագա սարքավորումները մինչև մոնոհիդրատ կլանիչը կարող են տեղադրվել սովորական ածխածնային պողպատից առանց կոռոզիայից պաշտպանության:
Մեծ քանակությամբ սարքավորումները զգալի դիմադրություն են ստեղծում գազի հոսքի նկատմամբ (մինչև 2 մ ջրի սյուն), ուստի գազ տեղափոխելու համար տեղադրվում է տուրբոկոմպրեսոր (նկ. 3: 5): Կոմպրեսորը, վառարաններից գազ ներծծելով բոլոր սարքավորումների միջոցով, այն մղում է կոնտակտային միավորի մեջ:
Կոնտակտային միավորը (նկ. 3: 6,7,8) բաղկացած է կոնտակտային ապարատից, կեղև-խողովակային ջերմափոխանակիչից և գծապատկերում չցուցադրված (նկ. 4): հրդեհային գազի վառարան. Մեկնարկային ջեռուցիչի ջերմափոխանակիչում գազը տաքացվում է նախքան սարքի մեջ մտնելը գործարկման ընթացքում կամ երբ սարքում ջերմաստիճանը իջնում է նորմայից ցածր:
Սովորաբար օգտագործվում են դարակների կոնտակտային սարքեր: Նման ապարատը ունի 3-ից 10 տրամագծով գլանաձև մարմին և 10-20 մ բարձրություն, դրանցից յուրաքանչյուրի վրա տեղադրված են չորսից հինգ վանդակաճաղեր, որոնց վրա տեղադրված են կոնտակտային զանգվածի հատիկներ: Կոնտակտային զանգվածի շերտերի միջև տեղադրվում են միջանկյալ խողովակաձև կամ տուփաձև ջերմափոխանակիչներ։ Դիագրամը ցույց է տալիս չորս շերտով կոնտակտային սարք, թեև ավելի հաճախ օգտագործվում են հնգաշերտ սարքեր, բայց դրանց աշխատանքի սկզբունքը լիովին նման է, տարբերությունը միայն կատալիզատորի ևս մեկ շերտում է: Թարմ գազը տաքացվում է արձագանքող տաք գազի ջերմությամբ, սկզբում արտաքին ջերմափոխանակիչում, այնուհետև մասամբ կամ ամբողջությամբ անցնում է երեք կամ չորս ներքին ջերմափոխանակիչներ հաջորդաբար տաքանալու համար և 440-450 o C-ում մտնում է առաջին շերտը։ շփման զանգված. Այս ջերմաստիճանը կարգավորվում է փականների բացմամբ: Ներքին ջերմափոխանակիչների հիմնական նպատակն է հովացնել գազը, որը մասամբ օքսիդացված և տաքացվում է կատալիզատորի հունում, որպեսզի ռեժիմն աստիճանաբար մոտենա օպտիմալ ջերմաստիճանի կորին:
Դարակների կոնտակտային սարքերը կոնտակտային սարքերի ամենատարածված տեսակներից են: Նրանց գործունեության սկզբունքն այն է, որ դարակների վրա ընկած կատալիզատորի շերտերի միջև գազի ջեռուցումն ու հովացումը իրականացվում է հենց կոնտակտային ապարատում, օգտագործելով տարբեր հովացուցիչ նյութեր կամ հովացման մեթոդներ Այս տեսակի սարքերում, յուրաքանչյուր հիմքում ընկած կատալիզատորի շերտի բարձրությունը ավելի բարձր է, քան դրա վերևում գտնվողը, t .e. ավելանում է, քանի որ գազը հոսում է, և ջերմափոխանակիչների բարձրությունը նվազում է, քանի որ փոխակերպման ընդհանուր աստիճանի աճի հետ ռեակցիայի արագությունը նվազում է և, համապատասխանաբար, նվազում է թողարկվող ջերմության քանակը: Ջերմափոխանակիչների միջխողովակային տարածությունում թարմ գազը հաջորդաբար անցնում է ներքևից վեր՝ սառեցնելով ռեակցիայի արտադրանքը և տաքանալով մինչև այն ջերմաստիճանը, որով սկսվում է ռեակցիան։
Կոնտակտային սարքերի արտադրողականությունը H 2 SO 4-ի առումով, կախված դրանց չափից, տատանվում է օրական 50-ից 500 տոննա H 2 SO 4-ի սահմաններում: Մշակվել են օրական 1000 և 2000 տոննա հզորությամբ կոնտակտային սարքերի նախագծեր։ Օրական 1 տոննայի դիմաց ապարատի մեջ բեռնվում է 200-300 լիտր կոնտակտային զանգված: Խողովակային կոնտակտային սարքերը օգտագործվում են SO 2 օքսիդացման համար ավելի հազվադեպ, քան դարակայինները: Բարձր կոնցենտրացիաներում ծծմբի երկօքսիդը օքսիդացնելու համար ռացիոնալ է օգտագործել կոնտակտային սարքեր՝ կատալիզատորի հեղուկացված շերտով:
Ծծմբի անհիդրիդի կլանումը SO 3 +H 2 O = H 2 SO 4 +9200 J ռեակցիայի միջոցով սովորաբար իրականացվում է փաթեթավորմամբ աշտարակներում (Նկար 3: 9,10), քանի որ փրփրացող կամ փրփուր կլանիչները բարձրացրել են հիդրավլիկ դիմադրությունը: բարձր գործառնական ինտենսիվությամբ: Եթե ջրի գոլորշու մասնակի ճնշումը ներծծող թթվից բարձր է, ապա SO 3-ը գազային փուլում միավորվում է H 2 O-ի հետ և ձևավորում է ծծմբաթթվի խուսափողական մառախուղի փոքրիկ կաթիլներ: Հետեւաբար, կլանումը կատարվում է կենտրոնացված թթուներով: Կլանման հզորությամբ լավագույն թթուն այն է, որը պարունակում է 98,3% H 2 SO 4 և ունի աննշան առաձգականություն ինչպես ջրային գոլորշու, այնպես էլ SO 3-ի համար: Այնուամենայնիվ, մեկ ցիկլով աշտարակում անհնար է թթուն 98,3%-ից ֆիքսել 18,5-20% ազատ ծծմբային անհիդրիդ պարունակող ստանդարտ օլեումին։ Աշտարակում ադիաբատիկ պրոցեսի ընթացքում կլանման մեծ ջերմային ազդեցության պատճառով թթուն տաքանում է և կլանումը դադարում է։ Հետևաբար, օլեում ստանալու համար ներծծումն իրականացվում է փաթեթավորմամբ հաջորդաբար տեղադրված երկու աշտարակներում՝ առաջինը ոռոգվում է օլեումով, իսկ երկրորդը՝ 98,3% ծծմբաթթվով։ Կլանումը բարելավելու համար և՛ գազը, և՛ կլանիչ մտնող թթուն սառչում են՝ դրանով իսկ մեծացնելով գործընթացի շարժիչ ուժը:
Բոլոր կոնտակտային արտադրական աշտարակներում, ներառյալ կլանիչներում, ոռոգիչ թթվի քանակը շատ անգամ ավելի մեծ է, քան անհրաժեշտ է գազի բաղադրիչները կլանելու համար (H 2 O, SO 3) և որոշվում է ջերմային հաշվեկշռով: Շրջանառվող թթուները սառեցնելու համար սովորաբար տեղադրվում են ցողիչ սառնարաններ, որոնց խողովակներում, դրսից սառը ջրով ոռոգված, հոսում է հովացած թթու։
Ծծմբաթթվի արտադրությունը մեծապես պարզեցվում է գազի վերամշակմամբ, որը ստացվում է նախապես հալված և զտված բնական ծծմբի այրման արդյունքում, որը գրեթե չի պարունակում մկնդեղ: Այս դեպքում օդում այրվում է մաքուր ծծումբ, որը նախկինում չորացրել են ծծմբաթթվով վարդակ ունեցող աշտարակում։ Ստացված գազը կազմում է 9% SO2 և 12% O2 1000 °C ջերմաստիճանում, որը սկզբում ուղարկվում է գոլորշու կաթսայի տակ, այնուհետև առանց մաքրման՝ կոնտակտային սարք։ Սարքի գործառնական ինտենսիվությունը ավելի մեծ է, քան պիրիտի գազը՝ SO2 և O2 կոնցենտրացիայի ավելացման պատճառով: Սարքը չունի ջերմափոխանակիչներ, քանի որ գազերի ջերմաստիճանը նվազում է շերտերի միջև սառը օդ ավելացնելով։ SO3-ի կլանումը կատարվում է այնպես, ինչպես տեխնոլոգիական սխեմայում:
Կոնտակտային մեթոդով ծծմբաթթվի արտադրության զարգացման կարևորագույն միտումները.
1) գործընթացների ինտենսիվացում՝ դրանք իրականացնելով կախովի շերտով, թթվածնի օգտագործմամբ, խտացված գազ արտադրելով և մշակելով, ակտիվ կատալիզատորների միջոցով.
2) փոշուց և կոնտակտային թույներից գազի մաքրման մեթոդների պարզեցում (գործընթացի հոսքի ավելի կարճ դիագրամ).
3) սարքավորումների հզորության բարձրացում.
4) արտադրության համապարփակ ավտոմատացում.
5) հումքի սպառման գործակիցների նվազեցում և արդյունաբերության տարբեր ճյուղերից ծծումբ պարունակող թափոնների օգտագործումը որպես հումք.
6) թափոնների գազերի վնասազերծում.
Աշխատուժի ծախսերի դինամիկան տեխնոլոգիական գործընթացի զարգացման ընթացքում
Ընդհանուր առմամբ, վերը նշված բոլոր նյութերը կարելի է պատկերել հետևյալ կերպ.
Հայտնի է, որ այս տեխնոլոգիական գործընթացը և աշխատուժի ծախսերի դինամիկան բնութագրվում են հետևյալ բանաձևերով.
Տժ = ---------------------- Տպ = 0,004 * տ 2 +0,3 Ց = Տժ + Տպ
Այս բանաձևերի միջև կապը հետևյալն է.
Tp = 0.004 * - 75 +0.3 և Tzh = 21 * Tp-0.3 +1575
Ելնելով վերը նշված բանաձևերից՝ մենք կիրականացնենք հաշվարկներ և կամփոփենք դրանք ընդհանուր աղյուսակում (Աղյուսակ 1).
| (Աղյուսակ 1). Աշխատուժի ծախսերի դինամիկան ծծմբաթթվի արտադրության մեջ 15 տարվա ընթացքում |
|||||||||||||||
| t (ժամանակ, տարիներ) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| Կյանքի աշխատանքի ծախսերը | 0,78 | 0,75 | 0,71 | 0,654 | 0,595 | 0,54 | 0,48 | 0,43 | 0,38 | 0,34 | 0,3 | 0,27 | 0,24 | 0,22 | 0,198 |
| Անցյալ աշխատանքի ծախսերը | 0,3 | 0,32 | 0,34 | 0,364 | 0,4 | 0,44 | 0,496 | 0,56 | 0,62 | 0,7 | 0,78 | 0,88 | 0,98 | 1,08 | 1,2 |
| Ընդհանուր ծախսեր | 1,09 | 1,07 | 1,04 | 1,018 | 0,995 | 0,98 | 0,976 | 0,98 | 1,01 | 1,04 | 1,09 | 1,15 | 1,22 | 1,3 | 1,398 |
Աղյուսակի հիման վրա մենք կկառուցենք Tj, Tp, Tc-ի կախվածության գրաֆիկները ժամանակից (նկ. 7) և Tj-ի կախվածությունը Tp-ից (նկ. 6) և Tp-ի կախվածությունը Tl-ից (նկ. 8):
Այս գրաֆիկից պարզ է դառնում, որ այս տեխնոլոգիական գործընթացը սահմանափակ է իր զարգացման մեջ։
Անցյալ աշխատուժի կուտակման տնտեսական սահմանը տեղի կունենա յոթ տարի հետո։
7-րդ և 8-րդ գրաֆիկներից պարզ է դառնում, որ տեխնոլոգիական գործընթացի տեսակը աշխատուժ է։
Տեխնոլոգիաների, սարքավորումների և աշխատանքի արտադրողականության մակարդակի հաշվարկ:
Տեխնոլոգիայի մակարդակը հաշվարկվում է բանաձևով.
Utech = 1 / Tzh * 1 / TP
Կենդանի աշխատանքի արտադրողականությունը.
L = Նրանք * B
Տեխնիկական սարքավորումները հաշվարկվում են.
B = Tp / Tzh
Տեխնիկայի հարաբերական մակարդակ.
Վատնոս = Յուտե/ Լ
Եկեք հաշվարկներ կատարենք՝ օգտագործելով վերը նշված բանաձևերը և տվյալները մուտքագրենք աղյուսակում (Աղյուսակ 2).
| T ժամանակը (տարիներ) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Կյանքի աշխատանքի ծախսերը | 0,78 | 0,75 | 0,71 | 0,654 | 0,595 | 0,54 | 0,48 | 0,43 | 0,38 | 0,34 | 0,3 | 0,27 | 0,24 |
| Անցյալ աշխատանքի ծախսերը | 0,3 | 0,32 | 0,34 | 0,364 | 0,4 | 0,44 | 0,496 | 0,56 | 0,62 | 0,7 | 0,78 | 0,88 | 0,98 |
| Ընդհանուր ծախսեր | 1,09 | 1,07 | 1,04 | 1,018 | 0,995 | 0,98 | 0,976 | 0,98 | 1,01 | 1,04 | 1,09 | 1,15 | 1,22 |
| Տեխնոլոգիայի մակարդակը | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 | 4,2 |
| Նրանք. սպառազինություն | 0,39 | 0,42 | 0,47 | 0,556 | 0,672 | 0,83 | 1,033 | 1,3 | 1,64 | 2,058 | 2,58 | 3,22 | 4 |
| Արտադրողականություն Տժ | 1,28 | 1,33 | 1,41 | 1,529 | 1,68 | 1,86 | 2,083 | 2,34 | 2,62 | 2,94 | 3,29 | 3,68 | 4,1 |
| Տեխնոլոգիայի համապատասխանության մակարդակը | 3,29 | 3,16 | 2,98 | 2,747 | 2,5 | 2,25 | 2,016 | 1,8 | 1,6 | 1,429 | 1,28 | 1,14 | 1,02 |
Այս աղյուսակից պարզ է դառնում, որ ռացիոնալիստական զարգացումը նպատակահարմար է միայն յոթ տարի, քանի որ այս ժամանակահատվածում տեխնոլոգիայի հարաբերական մակարդակը ավելի մեծ է, քան կենդանի աշխատանքի արտադրողականությունը:
Եզրակացություն
Այս աշխատանքում ուսումնասիրվում և նկարագրվում է կոնտակտային մեթոդով ծծմբաթթվի արտադրության տեխնոլոգիան, կատարվում է կյանքի և անցյալ աշխատանքի աշխատուժի դինամիկայի վերլուծություն, ինչպես նաև աշխատանքի ծախսերի դինամիկան զարգացման ընթացքում: տեխնոլոգիական գործընթացը։ Կատարված աշխատանքի հիման վրա ստացվել են հետևյալ եզրակացությունները. Տեխնիկական գործընթացի զարգացումը սահմանափակ է, անցյալ աշխատուժի կուտակման տնտեսական սահմանը յոթ տարի է, այս տեխնոլոգիական գործընթացը աշխատուժ է խնայում, իսկ ռացիոնալ զարգացումը նպատակահարմար է յոթ տարվա ընթացքում։
Գրականություն և աղբյուրներ.
1. Ծծմբաթթվի ԱՐՏԱԴՐՈՒԹՅՈՒՆ /Baranenko D. http://service.sch239.spb.ru:8101/infoteka/root/chemistry/room1/baran/chem.htm
2. Արդյունաբերության կարևորագույն ճյուղերի տեխնոլոգիա. Դասագիրք. Համար հավասար. Մասնագետ. Համալսարաններ / Ա.Մ. Գինբերգ, Բ.Ա. Խոխլով. – Մ.: Բարձրագույն դպրոց, 1985:
Փուլեր – հումքի պատրաստում և այրում կամ թրծում: Դրանց բովանդակությունը և ապարատային դիզայնը զգալիորեն կախված են հումքի բնույթից, որը մեծապես որոշում է ծծմբաթթվի տեխնոլոգիական արտադրության բարդությունը։ 1. Երկաթի պիրիտ. Բնական երկաթի պիրիտը բարդ ապար է, որը բաղկացած է երկաթի սուլֆիդից ReB2, այլ մետաղների սուլֆիդներից (պղինձ, ցինկ, կապար և այլն), ...
Դեռ միշտ չէ, որ հնարավոր է: Միաժամանակ, թափոնների գազերը ամենաէժան հումքն են, պիրիտների մեծածախ գները ցածր են, իսկ ամենաթանկ հումքը ծծումբն է։ Հետևաբար, որպեսզի ծծմբից ծծմբաթթվի արտադրությունը տնտեսապես իրագործելի լինի, պետք է մշակվի մի սխեմա, որում դրա վերամշակման արժեքը էականորեն ցածր կլինի պիրիտների կամ թափոնների վերամշակման...
Ավտոմատ կառավարման համար անհրաժեշտ է որքան հնարավոր է իմանալ տարբեր քիմիական գործընթացների կողմից պարտադրված պահանջները: 1. Հիմնական մաս 1.1 Ծծմբաթթվի արտադրության մեջ ծծմբային անհիդրիդ ստանալու տեխնոլոգիական գործընթացը. Ծծմբաթթվի կոնտակտային եղանակով արտադրությունը բաղկացած է հետևյալ գործողություններից՝ 1. Հումքի բեռնաթափում, պահեստավորում և պատրաստում...
Ազոտական թթու է առաջանում՝ NO(HSO4) + H2O®H2SO4 + HNO2 Հենց դա օքսիդացնում է SO2-ն ըստ հավասարման՝ SO2 + 2HNO2®H2SO4 + 2NO 75% ծծմբաթթու կուտակվում է 1 և 2 աշտարակների ստորին հատվածում, բնականաբար ավելի մեծ քանակությամբ, քան ծախսվել է ազոտի պատրաստման վրա (ի վերջո, ավելացվում է «նորածին» ծծմբաթթու): Նիտրիկ օքսիդը կրկին վերադառնում է օքսիդացման համար: Քանի որ որոշակի քանակությամբ...
1 – վառարան «հեղուկացված մահճակալում» կրակելու համար.
2, 3 - փոշու կոլեկտորներ;
4 – ջրահեռացման աշտարակ;
5 - կոնտակտային սարք;
6 – կլանող աշտարակ.
Ծծմբաթթվի արտադրության ժամանակ առաջացած բնապահպանական խնդիրներ
Արտադրության հիմնական բնապահպանական խնդիրներից է փոշու, ծծմբաթթվի մառախուղ և խոնավություն պարունակող երկաթի պիրիտների թրմումից հետո ստացվող բովող գազը։
Տարբեր հումքից ծծմբաթթու արտադրելիս բնապահպանական խնդիրները նույնը չեն։ Այսպիսով, ծծմբից կամ ածխածնի դիսուլֆիդից թթու արտադրելիս փոշու և մոխրի հեռացման հետ կապված խնդիրներ չկան: Բայց վնասակար նյութեր, ինչպիսիք են ծծմբաթթվի մառախուղը և ծծմբի երկօքսիդը SO 2, առկա են յուրաքանչյուր ծծմբաթթվի արտադրության մեջ: Ավելին, գազի ծծումբը, որը նավթի վերամշակման գազերի, գունավոր մետաղների, հարակից նավթի և բնական գազերի մաքրման գործընթացի թափոն է, պարունակում է մկնդեղ և այլ վնասակար կեղտեր, ուստի դրա մաքրման սխեման մոտավորապես նույնն է, ինչ պիրիտներ.
Տապակած գազ
Ծծմբի երկօքսիդի կոնտակտային օքսիդացման հնարավորությունը ծծմբաթթվի մեջ հաստատվել է 19-րդ դարի առաջին կեսին, սակայն այս մեթոդի արդյունաբերական կիրառումը սկսվել է միայն 20-րդ դարում՝ բովող գազը վնասակար կեղտերից և խոնավությունից մաքրելու մեթոդների մշակմամբ։ . Մաքրման բաժինը, սարքերի քանակով, դրանց ծավալով, էլեկտրաէներգիայի և ջրի սպառման առումով, կազմում է ծծմբաթթվի կոնտակտային արտադրության ամենամեծ մասը։
Պիրիտների օքսիդատիվ թրծման արտադրանքներն են բովող գազը և մխոցը, որը բաղկացած է երկաթի (III) օքսիդից, թափոնների ապարից և չայրված երկաթի դիսուլֆիդի մնացորդից: Տապակած գազի բաղադրությունը ներառում է ծծմբի օքսիդ (IV) - 13–14%, թթվածին - 2%, ազոտ և մոտ 0,1% ծծմբի օքսիդ (VI), որը ձևավորվել է երկաթի օքսիդի կատալիտիկ գործողության շնորհիվ: Տապակած գազը պետք է մաքրվի փոշուց, ծծմբաթթվային մառախուղից և կատալիտիկ թունավոր նյութերից կամ արժեքավոր կողմնակի արտադրանքներից: Գազի մեջ փոշու քանակը կախված է այրված հումքի որակից, դրա մասնիկների չափից, վառարանների դիզայնից և այլն։ Տարբեր դիզայնի վառարանները կարող են օգտագործվել որպես պիրիտների կրակման ռեակտորներ՝ մեխանիկական, փոշու կրակման, հեղուկացված հունով: Դրանցից ամենաարդյունավետը «հեղուկացված մահճակալի» վառարաններն են, որտեղ մանր մասնիկները կարծես եռում են, քանի որ. գտնվում են շարունակական շարժման մեջ. Մասնիկների այրման գործընթացը շատ ինտենսիվ է (մինչև 10,000 կգ/մ 2 օր) և ապահովում է երկաթի դիսուլֆիդի ավելի ամբողջական այրումը, սակայն մասնիկները իրենք են քայքայվում և արտադրում հատկապես մեծ քանակությամբ մանր փոշի: Ներկայումս հեղուկացված անկողնային վառարաններն ամբողջությամբ փոխարինել են այլ տեսակի վառարաններ՝ պիրիտներից ծծմբաթթվի արտադրության մեջ: Այս փոշու քիմիական բաղադրությունը համապատասխանում է մոխրագույնին։
Ելքում գազի փոշու պարունակությունը չպետք է գերազանցի 0,1-0,2 գ/մ3, քանի որ. փոշին խցանում է սարքավորումը, մեծացնում է սարքերի և խողովակաշարերի հիդրավլիկ դիմադրությունը, բացասաբար է անդրադառնում կոնտակտային խցիկի կատալիզատորի վրա և աղտոտում է արտադրանքը՝ թթուն: Քանի որ մասնիկի չափը գտնվում է շատ լայն միջակայքում (1 մկմ-ից մինչև 500 մկմ), ինչպես նաև այն պատճառով, որ դրանք պինդ նյութեր են (փոշի) և հեղուկ (մառախուղ), հետևաբար, գազի փուլային մաքրումը օգտագործվում է տարբեր ձևերով:
Նախքան կալցինացնող գազը կոնտակտային ապարատի մեջ մտցնելը, անհրաժեշտ է առանձնացնել կոնտակտային զանգվածի համար թունավոր նյութերը (մկնդեղ, ֆտոր), կեղտերը, որոնց առկայությունը անցանկալի է (փոշի, ջրի գոլորշի) և արդյունահանել արժեքավոր մետաղներ (սելեն, թելուր): Փոշու և ծծմբաթթվի մառախուղի մեծ մասը հեռացվում է կալցինացնող գազից ընդհանուր գազի մաքրման գործընթացում, որը ներառում է մեխանիկական (կոպիտ) և էլեկտրական (նուրբ) մաքրման աշխատանքներ: Գազի մեխանիկական մաքրումն իրականացվում է գազը կենտրոնախույս փոշու կոլեկտորների (ցիկլոնների) և մանրաթելային զտիչների միջով անցնելու միջոցով, որոնք գազում փոշու պարունակությունը նվազեցնում են մինչև 10–20 գ/մ3։ Փոշու խորը մաքրումն իրականացվում է չոր էլեկտրաստատիկ նստիչներում: Ընդհանուր մաքրումից հետո պիրիտներից ստացված թրծման գազը պետք է հատուկ զտման ենթարկվի՝ մնացորդային փոշին և մառախուղը և հիմնականում մկնդեղի և սելենի միացությունները հեռացնելու համար, որոնք այնուհետև հեռացվում են: Գազի հատուկ մաքրումը ներառում է մկնդեղի և սելենի օքսիդի հալման կետից ցածր ջերմաստիճանի սառեցման գործողություններ աշտարակներում, որոնք հաջորդաբար ոռոգվում են ~60% և ~30% ծծմբական թթվով, հեռացնելով ծծմբաթթվային մառախուղը թաց էլեկտրաստատիկ նստիչներում և գազի վերջնական չորացում: սկրուբերներ, որոնք հաջորդաբար ոռոգվում են ~95% ծծմբաթթվով: Ջրի գոլորշին չի թունավորում կատալիզատորը, այլ միանում է որոշակի քանակությամբ ծծմբային անհիդրիդին, որը միշտ պարունակվում է կալցինացման գազում, առաջացնելով ծծմբաթթվի գոլորշի, որը գոյություն ունի մառախուղի տեսքով։ Թթվային մառախուղը շատ քայքայիչ է սարքավորման համար. 7.2. Ծծմբի երկօքսիդ SO
Օքսիդացման բարձր աստիճանի հասնելու և արտանետվող գազերում ծծմբի երկօքսիդի պարունակությունը նվազեցնելու համար առանց շփման զանգվածի զգալի ավելացման, օգտագործվում է կրկնակի շփում: Էությունն այն է, որ SO 2-ի օքսիդացման գործընթացը տեղի է ունենում երկու փուլով. Առաջին փուլում փոխարկման տոկոսադրույքը կազմում է 90%: Ծծմբի անհիդրիդն այնուհետև անջատվում է գազից՝ գազն ուղարկելով լրացուցիչ միջանկյալ կլանիչ: Արդյունքում գազի մեջ O 2:SO 2 հարաբերակցությունը մեծանում է: Գազի հոսքը կրկին ուղղվում է դեպի կոնտակտային ապարատ: SO 2-ի կոնտակտային օքսիդացման գործընթացի այս կազմակերպումը հնարավորություն է տալիս երկրորդ փուլում ստանալ մնացած անհիդրիդի փոխակերպման աստիճանը 95-97%:
Այսպիսով, փոխակերպման ընդհանուր աստիճանը հասնում է 99.5/99.7%, SO 2 պարունակությունը կազմում է 0.03%:
SO 2-ից գազի արտանետումների հետմաքրման մեթոդներ. ներծծում կրաքարային լուծույթով կամ ներծծում ամոնիակ ջրով: Նման հետմշակման դեպքում արտանետվող գազը ունի ցածր SO 2 պարունակություն, որը համապատասխանում է ժամանակակից պահանջներին: Այնուամենայնիվ, առաջանում են նոր խնդիրներ՝ համեմատաբար բարձր կապիտալ ծախսեր՝ հիմնական տեղադրման արժեքի մինչև 25%-ը, ռեակտիվների և քիմիական նյութերի սպառումը և կողմնակի արտադրանքի թափոնների առաջացումը:
Եզրակացություն
Երկաթի պիրիտներից ծծմբաթթու արտադրելու համար անհրաժեշտ է՝ 1. Երկաթի պիրիտներ;
3. Ջրածնի սուլֆիդ;
4. Գունավոր մետալուրգիայի գազեր.
Այս հումքը հասանելի է մեր երկրում։
Արտադրության հիմնական արտադրանքներն են՝ անջուր ծծմբաթթուն և օլեումը։
Ծծմբաթթվի արտադրության մեջ առավել հաճախ հանդիպող խնդիրներն են՝ պիրիտների և ծծմբի երկօքսիդի այրումից հետո ստացված գազը թրծելը։ Տապակած գազի ընդհանուր մաքրման ժամանակ ձևավորվում է թթվային մառախուղ, որը մեծապես կոռոզիայի է ենթարկում դրա մեջ պարունակվող կեղտը թունավորում է կատալիզատորը, բարձրացնում է հիդրավլիկ դիմադրությունը և նվազեցնում ջերմության փոխանցման գործակիցը նստվածքների պատճառով. Օքսիդացման բարձր աստիճանի հասնելու և արտանետվող գազերում ծծմբի երկօքսիդի պարունակությունը նվազեցնելու համար պահանջվում է բարձր ծախսեր (բուն գործարանի արժեքի մինչև 25%-ը):
Մատենագիտություն
1. Ամելին Ա.Գ., Ծծմբաթթվի տեխնոլոգիա, 2-րդ հրատ., Մ., 1983 թ.
2. Vasiliev B. T., Otvagina M. I., Ծծմբաթթվի տեխնոլոգիա, Մ., 1985 թ.
3. Մոսկվիչև Յու.Ա. Քիմիական տեխնոլոգիայի տեսական հիմունքները, Մ., 2005
4. Քիմիական տեխնոլոգիայի հիմնական գործընթացները և ապարատը / խմբ. Dytnersky Yu., M., 1991
«Հազիվ թե արհեստականորեն արտադրված որևէ այլ նյութ այնքան հաճախ օգտագործվի տեխնոլոգիայի մեջ, որքան ծծմբաթթուն:
Այնտեղ, որտեղ չկան դրա արդյունահանման գործարաններ, շատ այլ կարևոր տեխնիկական նշանակություն ունեցող նյութերի շահութաբեր արտադրությունն անհնար է պատկերացնել»։
Դ.Ի. Մենդելեևը
Ծծմբաթթուն օգտագործվում է մի շարք քիմիական արդյունաբերության մեջ.
- հանքային պարարտանյութեր, պլաստմասսա, ներկանյութեր, արհեստական մանրաթելեր, հանքային թթուներ, լվացող միջոցներ;
- նավթի և նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ.
- գունավոր մետալուրգիայում.
- սեւ մետալուրգիայում.
- Ցելյուլոզի և թղթի, սննդի և թեթև արդյունաբերության մեջ (օսլայի, մելասի, գործվածքների սպիտակեցման համար) և այլն։
Ծծմբաթթվի արտադրություն
Արդյունաբերական եղանակով ծծմբաթթուն արտադրվում է երկու եղանակով՝ կոնտակտային և ազոտային։
Ծծմբաթթվի արտադրության կոնտակտային մեթոդ
Ծծմբաթթուն արտադրվում է կոնտակտային եղանակով մեծ քանակությամբ ծծմբաթթվի գործարաններում:
Ներկայումս ծծմբաթթվի արտադրության հիմնական մեթոդը կոնտակտային է, քանի որ Այս մեթոդը մյուսների նկատմամբ ունի առավելություններ.
Արտադրանքի ձեռքբերում բոլոր սպառողների համար ընդունելի մաքուր խտացված թթվի տեսքով.
- արտանետվող գազերի միջոցով մթնոլորտ վնասակար նյութերի արտանետումների կրճատումI. Ծծմբաթթվի արտադրության համար օգտագործվող հումք.
Հիմնական հումք
ծծումբ - Ս
ծծմբի պիրիտ (պիրիտ) - FeS 2
գունավոր մետաղների սուլֆիդներ - Cu 2 S, ZnS, PbS
ջրածնի սուլֆիդ – H 2 S
Օժանդակ նյութ
Կատալիզատոր - վանադիումի օքսիդ - V2O5
II. Հումքի պատրաստում.
Դիտարկենք պիրիտ FeS 2-ից ծծմբաթթվի արտադրությունը:
1) պիրիտի մանրացում. Օգտագործելուց առաջ պիրիտի մեծ կտորները մանրացնում են ջարդիչ մեքենաներում։ Դուք գիտեք, որ երբ նյութը մանրացվում է, ռեակցիայի արագությունը մեծանում է, քանի որ... մեծանում է արձագանքող նյութերի շփման մակերեսը։
2) պիրիտի մաքրում. Պիրիտը մանրացնելուց հետո այն մաքրվում է կեղտից (թափոն քարերից և հողից) ֆլոտացիայի միջոցով։ Դրա համար մանրացված պիրիտն իջեցնում են ջրի հսկայական անոթների մեջ, խառնում, թափոն ժայռը լողում է վերև, այնուհետև հեռացվում է թափոն ապարը:
III. Հիմնական քիմիական գործընթացները.
4 FeS 2 + 11 O 2 տ = 800 °Գ→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q կամ այրվող ծծումբ S+O2 տ ° Գ→ SO 2
2SO2 + O2 400-500° ՀԵՏ, V2O5 , էջ↔ 2SO 3 + Q
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q
IV . Տեխնոլոգիական սկզբունքներ.
Շարունակականության սկզբունք;
Հումքի ինտեգրված օգտագործման սկզբունքը,այլ արտադրության թափոնների օգտագործումը.
Թափոններից ազատ արտադրության սկզբունքը;
Ջերմության փոխանցման սկզբունքը;
Հակահոսքի սկզբունքը («հեղուկացված մահճակալ»);
Արտադրական գործընթացների ավտոմատացման և մեքենայացման սկզբունքը.
Վ . Տեխնոլոգիական գործընթացներ.
Շարունակականության սկզբունք. պիրիտի թրծումը վառարանում → ծծմբի օքսիդի մատակարարում ( IV ) և թթվածինը մաքրման համակարգ → կոնտակտային ապարատին → ծծմբի օքսիդի մատակարարում ( VI ) ներծծող աշտարակի մեջ:
VI . Շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը:
1) խողովակաշարերի և սարքավորումների խստությունը
2) գազի մաքրման ֆիլտրեր
VII. Արտադրության քիմիա :
ԱՌԱՋԻՆ ՓՈՒԼ - պիրիտի թրծումը «հեղուկացված մահճակալի» վառարանում:
Ծծմբաթթու ստանալու համար հիմնականում օգտագործվում է ֆլոտացիոն պիրիտ- արտադրության թափոններ պղնձի և երկաթի ծծմբային միացությունների խառնուրդներ պարունակող պղնձի հանքաքարերի հարստացման ժամանակ. Այդ հանքաքարերի հարստացման գործընթացը տեղի է ունենում Նորիլսկի և Տալնախի համակենտրոնացման գործարաններում, որոնք հումքի հիմնական մատակարարներն են։ Այս հումքն ավելի եկամտաբեր է, քանի որ... Ծծմբի պիրիտը արդյունահանվում է հիմնականում Ուրալում, և, բնականաբար, դրա առաքումը կարող է շատ թանկ արժենալ: Կարող է օգտագործվել ծծումբ, որը ձևավորվում է նաև հանքերում արդյունահանվող գունավոր մետաղների հանքաքարերի հարստացման ժամանակ։Ծծմբի մատակարարներն են նաև Տալնախի հարստացուցիչ և Նովոսիբիրսկի հարստացուցիչ ֆաբրիկաները: (կենտրոնացման գործարաններ):
Առաջին փուլի ռեակցիայի հավասարումը
4FeS 2 + 11O 2 t = 800°C → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q
Մանրացված, մաքրված, թաց (ֆլոտացիայից հետո) պիրիտը լցվում է վառարանի մեջ՝ «հեղուկացված անկողնում» կրակելու համար։ Թթվածնով հարստացված օդն անցնում է ներքևից (հակահոսքի սկզբունք)՝ պիրիտի ավելի ամբողջական այրման համար։ Կրակման վառարանում ջերմաստիճանը հասնում է 800°C-ի։ Պիրիտը շիկանում է և գտնվում է «կախված վիճակում» ներքևից փչած օդի պատճառով: Այս ամենը կարծես եռացող շիկացած հեղուկ լինի։ Պիրիտի նույնիսկ ամենափոքր մասնիկները չեն թխվում «հեղուկացված անկողնում»: Հետեւաբար, կրակելու գործընթացը տեղի է ունենում շատ արագ: Եթե նախկինում պիրիտի այրման համար պահանջվում էր 5-6 ժամ, ապա այժմ՝ ընդամենը մի քանի վայրկյան։ Ավելին, «հեղուկացված մահճակալում» հնարավոր է պահպանել 800°C ջերմաստիճան։
Ռեակցիայի արդյունքում արձակված ջերմության շնորհիվ վառարանում ջերմաստիճանը պահպանվում է։ Ավելորդ ջերմությունը հանվում է. ջրով խողովակները անցնում են վառարանի պարագծի երկայնքով, որը տաքանում է: Այնուհետև տաք ջուրն օգտագործվում է հարակից տարածքների կենտրոնացված ջեռուցման համար:
Ստացված երկաթի օքսիդը Fe 2 O 3 (մոխրագույն) չի օգտագործվում ծծմբաթթվի արտադրության մեջ։ Բայց այն հավաքվում և ուղարկվում է մետալուրգիական գործարան, որտեղ երկաթի մետաղը և դրա համաձուլվածքները ածխածնի հետ արտադրվում են երկաթի օքսիդից՝ պողպատից (2% ածխածին C համաձուլվածքում) և չուգունից (4% ածխածին C համաձուլվածքում):
Այսպիսով, այն կատարվում է քիմիական արտադրության սկզբունքը- առանց թափոնների արտադրություն.
Ջեռոցից դուրս գալը վառարանի գազ , որի բաղադրությունն է՝ SO 2, O 2, ջրի գոլորշի (պիրիտը թաց էր) և մոխրի մանր մասնիկներ (երկաթի օքսիդ)։Նման վառարանի գազը պետք է մաքրվի մոխրի և ջրի գոլորշու պինդ մասնիկների կեղտից:
Վառարանների գազը մաքրվում է պինդ մոխրի մասնիկներից երկու փուլով՝ ցիկլոնով (օգտագործվում է կենտրոնախույս ուժ, պինդ մոխրի մասնիկները հարվածում են ցիկլոնի պատերին և ընկնում ցած)։ Փոքր մասնիկները հեռացնելու համար խառնուրդն ուղարկվում է էլեկտրական նստիչներ, որտեղ մաքրումը տեղի է ունենում ~ 60,000 Վ բարձր լարման հոսանքի ազդեցության տակ (օգտագործվում է էլեկտրաստատիկ ձգում, մոխրի մասնիկները կպչում են էլեկտրաստատիկ նստեցնողի էլեկտրականացված թիթեղներին՝ բավարար կուտակումով, նրանք ընկնում են իրենց իսկ ձգողականության տակ), վառարանի գազից ջրի գոլորշիները հեռացնելու համար (վառարանի գազի չորացում) օգտագործում են խտացված ծծմբաթթու, որը շատ լավ չորացուցիչ է, քանի որ կլանում է ջուրը։
Վառարանների գազի չորացումն իրականացվում է չորացման աշտարակում - վառարանի գազը բարձրանում է ներքևից վեր, իսկ խտացված ծծմբաթթուն հոսում է վերևից ներքև: Գազի և հեղուկի միջև շփման մակերեսը մեծացնելու համար աշտարակը լցված է կերամիկական օղակներով:
Վառարանների չորացման աշտարակից ելքի ժամանակ գազն այլևս չի պարունակում մխոցի մասնիկներ կամ ջրի գոլորշիներ: Վառարանների գազը այժմ ծծմբի օքսիդի SO 2 և թթվածնի O 2 խառնուրդ է:
ԵՐԿՐՈՐԴ ՓՈՒԼ – SO 2-ի SO 3-ի կատալիտիկ օքսիդացում թթվածնով կոնտակտային սարքում:
Այս փուլի ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.
2 SO 2 + O 2 400-500°C, Վ 2 Օ 5 , էջ ↔ 2 SO 3 + Q
Երկրորդ փուլի բարդությունը կայանում է նրանում, որ մի օքսիդի մյուս օքսիդացման գործընթացը շրջելի է: Ուստի անհրաժեշտ է ընտրել ուղիղ ռեակցիայի օպտիմալ պայմաններ (SO 3-ի արտադրություն):
Հավասարումից հետևում է, որ ռեակցիան շրջելի է, ինչը նշանակում է, որ այս փուլում անհրաժեշտ է պահպանել այնպիսի պայմաններ, որպեսզի հավասարակշռությունը տեղափոխվի դեպի ելքը. SO 3 , հակառակ դեպքում ամբողջ գործընթացը կխաթարվի։ Որովհետեւ ռեակցիան տեղի է ունենում ծավալի նվազմամբ (3 V ↔2 Վ ), ապա անհրաժեշտ է բարձրացնել ճնշումը: Բարձրացրեք ճնշումը մինչև 7-12 մթնոլորտ: Ռեակցիան էկզոթերմիկ է, հետևաբար, հաշվի առնելով Le Chatelier-ի սկզբունքը, այս գործընթացը չի կարող իրականացվել բարձր ջերմաստիճաններում, քանի որ. հավասարակշռությունը կտեղափոխվի ձախ: Ռեակցիան սկսվում է 420 աստիճան ջերմաստիճանում, սակայն բազմաշերտ կատալիզատորի (5 շերտ) շնորհիվ մենք կարող ենք այն հասցնել 550 աստիճանի, ինչը զգալիորեն արագացնում է գործընթացը։ Օգտագործված կատալիզատորը վանադիումն է (V 2 O 5): Այն էժան է, երկար է պահպանվում (5-6 տարի), քանի որ... առավել դիմացկուն է թունավոր կեղտերի նկատմամբ: Բացի այդ, դա նպաստում է հավասարակշռության աջ տեղափոխմանը:
Խառնուրդը (SO 2 և O 2) տաքացվում է ջերմափոխանակիչում և շարժվում խողովակներով, որոնց միջև հակառակ ուղղությամբ սառը խառնուրդ է անցնում տաքանալու համար։ Արդյունքում, դա տեղի է ունենում ջերմափոխանակությունելանյութերը տաքացվում են և ռեակցիայի արտադրանքները սառչում են մինչև ցանկալի ջերմաստիճանը:
ԵՐՐՈՐԴ ՓՈՒԼ - SO 3-ի կլանումը ծծմբաթթվի կողմից կլանման աշտարակում:
Ինչու ծծմբի օքսիդ SO 3 ջուր չե՞ք կլանում Ի վերջո, ջրի մեջ հնարավոր կլիներ լուծել ծծմբի օքսիդը. SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . Բայց փաստն այն է, որ եթե ջուրն օգտագործվում է ծծմբի օքսիդը ներծծելու համար, ապա ծծմբաթթուն ձևավորվում է մառախուղի տեսքով, որը բաղկացած է ծծմբաթթվի փոքրիկ կաթիլներից (ծծմբի օքսիդը լուծվում է ջրի մեջ՝ ազատելով մեծ քանակությամբ ջերմություն, ծծմբաթթուն տաքանում է այսպես. այնքան, որ այն եռում է և վերածվում գոլորշու): Ծծմբաթթվի մառախուղի առաջացումը կանխելու համար օգտագործեք 98% խտացված ծծմբաթթու: Երկու տոկոս ջուրն այնքան քիչ է, որ հեղուկի տաքացումը թույլ և անվնաս կլինի։ Նման թթվի մեջ ծծմբի օքսիդը շատ լավ լուծվում է՝ առաջացնելով օլեում՝ H 2 SO 4 nSO 3 .
Այս գործընթացի ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.
NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3
Ստացված օլեումը լցվում է մետաղական տանկերի մեջ և ուղարկվում պահեստ: Այնուհետև տանկերը լցվում են օլեումով, ձևավորվում գնացքների և ուղարկվում սպառողին։
Ծծմբաթթուն մեծ քանակությամբ արտադրվում է ծծմբաթթվի գործարաններում։
I. Ծծմբաթթվի արտադրության համար օգտագործվող հումք.
II. Հումքի պատրաստում.
Դիտարկենք FeS2 պիրիտից ծծմբաթթվի արտադրությունը:
1) պիրիտի մանրացում.
Օգտագործելուց առաջ պիրիտի մեծ կտորները մանրացնում են ջարդիչ մեքենաներում։ Դուք գիտեք, որ երբ նյութը մանրացվում է, ռեակցիայի արագությունը մեծանում է, քանի որ... մեծանում է արձագանքող նյութերի շփման մակերեսը։
2) պիրիտի մաքրում.
Պիրիտը մանրացնելուց հետո այն մաքրվում է կեղտից (թափոն քարերից և հողից) ֆլոտացիայի միջոցով։ Դրա համար մանրացված պիրիտն իջեցնում են ջրի հսկայական անոթների մեջ, խառնում, թափոն ժայռը լողում է վերև, այնուհետև հեռացվում է թափոն ապարը:
III. Արտադրության քիմիա.
Պիրիտից ծծմբաթթվի արտադրությունը բաղկացած է երեք փուլից.
ԱՌԱՋԻՆ ՓՈՒԼ - պիրիտի թրծում «հեղուկացված մահճակալով» վառարանում:
Առաջին փուլի ռեակցիայի հավասարումը
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
Մանրացված, մաքրված, թաց (ֆլոտացիայից հետո) պիրիտը լցվում է վառարանի մեջ՝ «հեղուկացված անկողնում» կրակելու համար։ Թթվածնով հարստացված օդն անցնում է ներքևից (հակահոսքի սկզբունք)՝ պիրիտի ավելի ամբողջական այրման համար։ Կրակման վառարանում ջերմաստիճանը հասնում է 800°C-ի։ Պիրիտը շիկանում է և գտնվում է «կախված վիճակում» ներքևից փչած օդի պատճառով: Այս ամենը կարծես եռացող շիկացած հեղուկ լինի:
Ռեակցիայի արդյունքում արձակված ջերմության շնորհիվ վառարանում ջերմաստիճանը պահպանվում է։ Ավելորդ ջերմությունը հեռացվում է. ջրով խողովակները անցնում են վառարանի պարագծի երկայնքով, որը տաքանում է: Այնուհետև տաք ջուրն օգտագործվում է հարակից տարածքների կենտրոնացված ջեռուցման համար:
Ստացված երկաթի օքսիդը Fe2O3 (մոխրագույն) չի օգտագործվում ծծմբաթթվի արտադրության մեջ։ Բայց այն հավաքվում և ուղարկվում է մետալուրգիական գործարան, որտեղ երկաթի մետաղը և դրա համաձուլվածքները ածխածնի հետ արտադրվում են երկաթի օքսիդից՝ պողպատից (2% ածխածին C համաձուլվածքում) և չուգունից (4% ածխածնի C համաձուլվածքում):
Այսպիսով, իրագործվում է քիմիական արտադրության սկզբունքը՝ առանց թափոնների արտադրություն։
Վառարանից դուրս է գալիս վառարանի գազը, որի բաղադրությունն է՝ SO2, O2, ջրի գոլորշի (պիրիտը թաց էր) և մոխրի մանր մասնիկներ (երկաթի օքսիդ)։ Նման վառարանի գազը պետք է մաքրվի մոխրի և ջրի գոլորշու պինդ մասնիկների կեղտից:
Վառարանների գազի մաքրումը պինդ մոխրի մասնիկներից իրականացվում է երկու փուլով. էլեկտրաստատիկ նստեցնողի էլեկտրիֆիկացված թիթեղները, դրանց բավարար կուտակումով, ընկնում են իրենց իսկ ծանրության ուժով), վառարանի գազից ջրի գոլորշիները հեռացնելու համար (վառարանի գազի չորացում), օգտագործվում է խտացված ծծմբաթթու, որը շատ լավ չորացուցիչ է, քանի որ ներծծում է. ջուր.
Վառարանների գազի չորացումն իրականացվում է չորացման աշտարակում - վառարանի գազը բարձրանում է ներքևից վերև, իսկ խտացված ծծմբաթթուն հոսում է վերևից ներքև: Վառարանների չորացման աշտարակից ելքի ժամանակ գազն այլևս չի պարունակում մխոցի մասնիկներ կամ ջրի գոլորշիներ: Վառարանների գազն այժմ ծծմբի օքսիդի SO2 և թթվածնի O2 խառնուրդ է։
ԵՐԿՐՈՐԴ ՓՈՒԼ - SO2-ի օքսիդացում SO3-ի թթվածնով:
Արտահոսքեր կոնտակտային ապարատում.
Այս փուլի ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է՝ 2SO2 + O2 2SO3 + Q
Երկրորդ փուլի բարդությունը կայանում է նրանում, որ մի օքսիդի մյուս օքսիդացման գործընթացը շրջելի է: Ուստի անհրաժեշտ է ընտրել ուղիղ ռեակցիայի (SO3-ի արտադրություն) օպտիմալ պայմաններ։
ջերմաստիճան:
Ուղիղ ռեակցիան էկզոթերմիկ +Q է, քիմիական հավասարակշռությունը տեղափոխելու կանոնների համաձայն, ռեակցիայի հավասարակշռությունը էկզոթերմիկ ռեակցիա տեղափոխելու համար համակարգում ջերմաստիճանը պետք է իջեցվի։ Բայց, մյուս կողմից, ցածր ջերմաստիճաններում ռեակցիայի արագությունը զգալիորեն նվազում է: Փորձնականորեն քիմիկոս-տեխնոլոգները պարզել են, որ SO3-ի առավելագույն առաջացմամբ անմիջական ռեակցիայի օպտիմալ ջերմաստիճանը 400-500°C ջերմաստիճանն է։ Սա բավականին ցածր ջերմաստիճան է քիմիական արտադրության մեջ: Նման ցածր ջերմաստիճանում ռեակցիայի արագությունը բարձրացնելու համար ռեակցիայի մեջ կատալիզատոր է ներմուծվում։ Փորձնականորեն որոշվել է, որ այս գործընթացի լավագույն կատալիզատորը վանադիումի օքսիդ V2O5-ն է։
բ) ճնշում.
Ուղղակի ռեակցիան տեղի է ունենում գազերի ծավալի նվազմամբ՝ ձախ կողմում 3V գազեր են (2V SO2 և 1V O2), իսկ աջում՝ 2V SO3։ Քանի որ ուղղակի ռեակցիան ընթանում է գազերի ծավալի նվազմամբ, ուրեմն, քիմիական հավասարակշռության փոփոխման կանոնների համաձայն, համակարգում ճնշումը պետք է մեծացվի։ Հետևաբար, այս գործընթացն իրականացվում է բարձր ճնշման տակ:
Նախքան SO2-ի և O2-ի խառնուրդը ներթափանցել կոնտակտային ապարատի մեջ, այն պետք է տաքացվի մինչև 400-500°C ջերմաստիճան: Խառնուրդի ջեռուցումը սկսվում է ջերմափոխանակիչում, որը տեղադրված է կոնտակտային ապարատի դիմաց: Խառնուրդն անցնում է ջերմափոխանակիչ խողովակների միջով և ջեռուցվում է այդ խողովակներով։ Կոնտակտային ապարատից տաք SO3 անցնում է խողովակների ներսում: Կոնտակտային ապարատում հայտնվելուց հետո SO2-ի և O2-ի խառնուրդը շարունակում է տաքանալ մինչև ցանկալի ջերմաստիճանը՝ անցնելով կոնտակտային ապարատի խողովակների միջև:
Կոնտակտային ապարատում 400-500°C ջերմաստիճանը պահպանվում է SO2-ը SO3-ի փոխակերպման ռեակցիայում ջերմության արտանետման շնորհիվ։ Հենց որ ծծմբի օքսիդի և թթվածնի խառնուրդը հասնում է կատալիզատորի շերտերին, սկսվում է SO2-ի SO3-ի օքսիդացման գործընթացը։
Ստացված SO3 ծծմբի օքսիդը դուրս է գալիս կոնտակտային ապարատից և ջերմափոխանակիչի միջոցով մտնում կլանման աշտարակ:
ԵՐՐՈՐԴ ՓՈՒԼ - SO3-ի կլանումը ծծմբաթթվի կողմից:
Արտահոսքեր կլանման աշտարակում.
Ինչու՞ ծծմբի օքսիդը SO3 չի ներծծվում ջրով: Ի վերջո, ջրի մեջ հնարավոր կլիներ լուծել ծծմբի օքսիդը՝ SO3 + H2O H2SO4։ Բայց փաստն այն է, որ եթե ջուրն օգտագործվում է ծծմբի օքսիդը ներծծելու համար, ապա ծծմբաթթուն ձևավորվում է մառախուղի տեսքով, որը բաղկացած է ծծմբաթթվի փոքրիկ կաթիլներից (ծծմբի օքսիդը լուծվում է ջրի մեջ՝ ազատելով մեծ քանակությամբ ջերմություն, ծծմբաթթուն տաքանում է այսպես. այնքան, որ այն եռում է և վերածվում գոլորշու): Ծծմբաթթվի մառախուղի առաջացումը կանխելու համար օգտագործեք 98% խտացված ծծմբաթթու: Երկու տոկոս ջուրն այնքան քիչ է, որ հեղուկի տաքացումը թույլ և անվնաս կլինի։ Նման թթվի մեջ ծծմբի օքսիդը շատ լավ լուծվում է՝ առաջացնելով օլեում՝ H2SO4 nSO3։
Այս գործընթացի ռեակցիայի հավասարումը nSO3 + H2SO4 H2SO4 nSO3 է
Ստացված օլեումը լցվում է մետաղական տանկերի մեջ և ուղարկվում պահեստ: Այնուհետև տանկերը լցվում են օլեումով, ձևավորվում գնացքների և ուղարկվում սպառողին։
Շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը,
կապված ծծմբաթթվի արտադրության հետ:
Ծծմբաթթվի արտադրության հիմնական հումքը ծծումբն է։ Այն մեր մոլորակի վրա ամենատարածված քիմիական տարրերից մեկն է։
Ծծմբաթթվի արտադրությունը տեղի է ունենում երեք փուլով. առաջին փուլում արտադրվում է SO2, թրծելով FeS2, այնուհետև SO3, որից հետո երրորդ փուլում արտադրվում է ծծմբաթթու:
Գիտական և տեխնոլոգիական հեղափոխությունը և դրա հետ կապված քիմիական արտադրության ինտենսիվ աճը էական բացասական փոփոխություններ են առաջացնում շրջակա միջավայրում: Օրինակ՝ քաղցրահամ ջրի թունավորում, երկրագնդի մթնոլորտի աղտոտում, կենդանիների ու թռչունների ոչնչացում։ Արդյունքում աշխարհը հայտնվում է բնապահպանական ճգնաժամի ճիրաններում։ Ծծմբաթթվի բույսերից վնասակար արտանետումները պետք է գնահատվեն ոչ միայն դրանց պարունակած ծծմբի օքսիդի ազդեցությամբ գործարանի մոտ գտնվող տարածքների վրա, այլ նաև հաշվի առնվեն այլ գործոններ՝ մարդկանց և կենդանիների շնչառական հիվանդությունների դեպքերի աճը, բուսականության մահը և դրա աճի ճնշումը, կրաքարից և մարմարից պատրաստված կառույցների ոչնչացումը, մետաղների քայքայիչ մաշվածության ավելացումը: Թթվային անձրեւների պատճառով տուժել են ճարտարապետական հուշարձանները (Թաջ Մակալ)։
Աղտոտման աղբյուրից (SO2) մինչև 300 կմ հեռավորության վրա ծծմբաթթուն վտանգ է ներկայացնում, մինչև 600 կմ հեռավորության վրա: - սուլֆատներ. Ծծմբաթթուն և սուլֆատները դանդաղեցնում են գյուղատնտեսական մշակաբույսերի աճը։ Ջրային մարմինների թթվացում (գարնանը, երբ ձյունը հալվում է, հանգեցնում է ձվերի և ձկների սատկմանը: Բացի շրջակա միջավայրի վնասից, կա տնտեսական վնաս. ամեն տարի հսկայական գումարներ են կորցնում հողի դեօքսիդացման պատճառով:
Եկեք դիտարկենք օդի ամենատարածված գազային աղտոտիչները հեռացնելու քիմիական մեթոդները: Հայտնի է ավելի քան 60 մեթոդ։ Առավել խոստումնալից մեթոդները հիմնված են կրաքարի կողմից ծծմբի օքսիդի կլանման, ամոնիումի հիդրոսուլֆիտի սուլֆիտի լուծույթի և նատրիումի ալյումինի ալկալային լուծույթի վրա: Հետաքրքրություն են ներկայացնում նաև վանադիումի օքսիդի առկայությամբ ծծմբի օքսիդի օքսիդացման կատալիտիկ մեթոդները։
Առանձնահատուկ նշանակություն ունի գազերի մաքրումը ֆտոր պարունակող կեղտերից, որոնք նույնիսկ փոքր կոնցենտրացիաներում վնասակար ազդեցություն են ունենում բուսականության վրա։ Եթե գազերը պարունակում են ֆտորաջրածին և ֆտոր, ապա դրանք փաթեթավորող հակահոսանքով սյուների միջով անցնում են 5-10% նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթին: Հետևյալ ռեակցիաները տեղի են ունենում մեկ րոպեի ընթացքում.
F2+2NaOH->O2+H2O+2NaF
HF+NaOH->NaF+H2O;
Ստացված նատրիումի ֆտորիդը մշակվում է նատրիումի հիդրօքսիդի վերածնման համար։
