Teknologiskt schema för framställning av svavelsyra genom kontaktmetod med "DK - DA"-metoden. Teknologiskt schema för framställning av svavelsyra och dess beskrivning Teknologiskt schema för framställning av svavelsyra från svavel

Utgångsreagensen för framställning av svavelsyra kan vara elementärt svavel och svavelhaltiga föreningar, från vilka antingen svavel eller svaveldioxid kan erhållas.

Traditionellt är de huvudsakliga råvarukällorna svavel och järnkis (svavelkis). Ungefär hälften av svavelsyran erhålls från svavel, en tredjedel från pyrit. Avgaser från icke-järnmetallurgi innehållande svaveldioxid intar en betydande plats i råvarubalansen.

Samtidigt är avfallsgaserna den billigaste råvaran, grossistpriserna för pyrit låga och den dyraste råvaran är svavel. Följaktligen, för att produktionen av svavelsyra från svavel ska vara ekonomiskt genomförbar, måste ett system utvecklas där kostnaden för dess bearbetning kommer att vara betydligt lägre än kostnaden för att bearbeta pyrit eller avfallsgaser.

Framställning av svavelsyra från svavelväte

Svavelsyra erhålls från svavelväte med våtkatalys. Beroende på sammansättningen av brandfarliga gaser och metoden för att rena dem, kan vätesulfidgas koncentreras (upp till 90%) och svag (6-10%). Detta bestämmer schemat för att bearbeta det till svavelsyra.

Figur 1.1 visar ett diagram över produktionen av svavelsyra från koncentrerad svavelvätegas. Svavelväte, blandat med luft renad i filter 1, kommer in i ugn 3 för förbränning. I spillvärmepanna 4 sänks temperaturen på gasen som lämnar ugnen från 1000 till 450 °C, varefter gasen kommer in i kontaktapparaten 5. Temperaturen på gasen som lämnar kontaktmassans skikt reduceras genom att injicera odränerad kall luft. Från kontaktapparaten kommer gas innehållande SO3 in i kondensortornet 7, som är en skrubber med ett munstycke, bevattnat med syra. Temperaturen på bevattningssyran vid ingången till tornet är 50-60°C, vid utgången 80-90°C. I detta läge, i den nedre delen av tornet, sker en snabb kylning av gasen som innehåller H 2 O och SO 3-ånga, hög övermättnad inträffar och en dimma av svavelsyra bildas (upp till 30-35% av alla utgående produkter passera in i dimman), som sedan fångas upp i den elektriska avskiljaren 8. För För bättre sedimentering av dimdroppar i elektriska avskiljare (eller andra typer av filter) är det önskvärt att dessa droppar är stora. Detta uppnås genom att höja temperaturen på spraysyran, vilket leder till en ökning av temperaturen på syran som strömmar ut ur tornet (en ökning av temperaturen på kondensytan) och bidrar till förstoring av dimdroppar. Schemat för produktion av svavelsyra från svag vätesulfidgas skiljer sig från schemat som visas i figur 1.1 genom att luften som tillförs ugnen förvärms i värmeväxlare av gasen som lämnar katalysatorskikten, och kondensationsprocessen utförs i en bubbelkondensor såsom en Chemiko-koncentrator.

Gasen passerar genom syraskiktet sekventiellt i tre kammare i bubblingsapparaten; temperaturen på syran i dem kontrolleras genom att tillföra vatten, vars förångning absorberar värme. På grund av den höga temperaturen hos syran i den första kammaren (230-240°C) sker kondensation av H 2 SO 4-ånga i den utan att det bildas dimma.

1-filter, 2-fläkt, 3-ugn, 4-ångpanna, 5-kontaktsapparat, 6-kylskåp, 7-torns kondensor, 8-elektrisk avskiljare, 9-cirkulationskollektor, 10-pump.

Figur 1.1 Schema för produktion av svavelsyra från högkoncentrationsvätesulfidgas:

I de följande två kamrarna (syratemperaturen i dem är cirka 160 respektive 100 °C) bildas dimma. Men på grund av syrans ganska höga temperatur och den stora mängden vattenånga i gasen, motsvarande trycket av mättad vattenånga ovanför syran i kamrarna, bildas dimman i form av stora droppar, som lätt blir deponeras i det elektrostatiska filteret.

Produktionssyran rinner ut ur den första (längs gas)kammaren, kyls i kylen och tillförs lagret. Ytan på kylskåp i ett sådant absorptionsfack är 15 gånger mindre än i ett absorptionsfack med kondensortorn, på grund av att huvudmängden värme avlägsnas genom avdunstning av vatten. Syrakoncentrationen i den första kammaren (produktionssyra) är cirka 93,5 %, i den andra och tredje kammaren är den 85 respektive 30 %. .

UTBILDNINGSMINISTERIET I REPUBLIKEN VITRYSSLAND

VITRYSSLAND STATENS EKONOMISKA UNIVERSITET

Institutionen för teknik

Individuellt arbete på ämnet:

"Tillverkning av svavelsyra genom kontaktmetod."

Slutförd av en förstaårsstudent i FBD: M. A. Klimenok.

Kontrollerad av läraren: Tarasevich V. A.

Minsk 2002



· Abstrakt

Beskrivning av kontaktmetoden för framställning av svavelsyra

· Schematiskt flödesdiagram för framställning av svavelsyra genom kontaktmetod

· Dynamik i arbetskostnader under utvecklingen av den tekniska processen

· Beräkning av nivån på teknik, utrustning och arbetsproduktivitet

· Slutsats

· Litteratur och källor



Detta arbete består av 12 sidor.

Nyckelord: Svavelsyra, Kontaktmetod, Reaktion, Produktionsteknik, Arbetskostnadsdynamik, Teknologisk process.

I detta arbete studeras och beskrivs tekniken för att framställa svavelsyra genom kontaktmetod. Illustrationer, diagram, grafer och tabeller tillhandahålls som återspeglar kärnan i den tekniska processen. De viktigaste trenderna i utvecklingen av svavelsyraproduktion genom kontaktmetod har identifierats

En analys genomfördes av dynamiken i arbetskostnader för levnads- och tidigare arbete, såväl som dynamiken i arbetskostnader under utvecklingen av den tekniska processen. Nivån på teknik, utrustning och arbetsproduktivitet beräknades. Motsvarande slutsatser och slutsatser gjordes.

Beskrivning av kontaktmetoden för framställning av svavelsyra

Ett stort antal kvaliteter av svavelsyra framställs med kontaktmetoden, inklusive oleum som innehåller 20 % fri SO3, olja av vitriol (92,5 % H 2 SO 4 och 7,5 % H 2 O), batterisyra, ungefär samma koncentration som och olja av vitriol, men renare.

Kontaktmetoden för produktion av svavelsyra inkluderar tre steg: gasrening från föroreningar som är skadliga för katalysatorn; kontaktoxidation av svaveldioxid till svaveldioxid; absorption av svavelsyraanhydrid av svavelsyra. Huvudsteget är kontaktoxidationen av SO 2 till SO 3; Namnet på denna operation ger namnet till hela metoden.

Kontaktoxidation av svaveldioxid är ett typiskt exempel på heterogen oxidativ exoterm katalys. Detta är en av de mest studerade katalytiska synteserna.

Jämvikt för en reversibel reaktion
2S02 + O2 >< 2 SO 3 + 2 x 96,7 кдж (500 оС) (а)
i enlighet med Le Chateliers princip skiftar den mot bildning av SO 3 med sjunkande temperatur och ökande tryck; Följaktligen ökar jämviktsgraden för omvandling av SO2 till SO3

Det bör noteras att ökning av trycket naturligt ökar reaktionshastigheten (a). Det är dock irrationellt att använda ökat tryck i denna process, eftersom det förutom de reagerande gaserna skulle vara nödvändigt att komprimera ballastkväve, som vanligtvis utgör 80% av hela blandningen, och därför används katalysatorer aktivt i produktionen cykel.

Den mest aktiva katalysatorn är platina, men den har gått ur bruk på grund av dess höga kostnad och lätta förgiftning genom rostning av gasföroreningar, särskilt arsenik. Järnoxid är billigt, men med den vanliga gassammansättningen - 7% SO2 och 11% O2, uppvisar den katalytisk aktivitet endast vid temperaturer över 625 °C, dvs. när chr är 70 % och användes därför endast för den initiala oxidationen av SO2 tills chr når 50-60 %. Vanadinkatalysatorn är mindre aktiv än platinakatalysatorn, men är billigare och förgiftas av arsenikföreningar flera tusen gånger mindre än platina; den visade sig vara den mest rationella och är den enda som används vid framställning av svavelsyra. Vanadinkontaktmassa innehåller i genomsnitt 7 % V2O5; aktivatorer är alkalimetalloxider, K2O-aktivatorn används vanligtvis; Bäraren är porösa aluminiumsilikater. För närvarande används katalysatorn i form av en förening SiO2, K och/eller Cs, V i olika proportioner. Denna förening visade sig vara den mest motståndskraftiga mot syra och den mest stabila. Över hela världen är dess mer korrekta namn "vanadin-innehållande". Denna katalysator är speciellt utformad för att fungera vid låga temperaturer, vilket resulterar i lägre utsläpp till atmosfären. Dessutom är sådan katalys billigare än kalium/vanadin. Konventionella vanadinkontaktföreningar är porösa granuler, tabletter eller ringar (fig. 1).

Under katalytiska förhållanden omvandlas kaliumoxid till K2S2O7, och kontaktmassan är i allmänhet en porös bärare, vars yta och porer vätas med en film av en lösning av vanadinpentoxid i flytande kaliumpyrosulfat.
Vanadinkontaktmassa används vid temperaturer från 400 till 600 °C. När temperaturen stiger över 600 °C börjar en irreversibel minskning av katalysatorns aktivitet på grund av sintring av komponenterna med bildning av inaktiva föreningar olösliga i kaliumpyrosulfat. När temperaturen sjunker, minskar aktiviteten hos katalysatorn kraftigt på grund av omvandlingen av femvärt vanadin till fyrvärt vanadin med bildning av lågaktivt vanadyl VOSO4.

Katalysprocessen består av steg: 1) diffusion av de reagerande komponenterna från kärnorna i gasflödet till granulerna och sedan i kontaktmassans porer; 2) sorption av syre av katalysatorn (överföring av elektroner från katalysatorn till syreatomer); 3) sorption av SO2-molekyler med bildning av SO2*0*-katalysatorkomplexet; 4) omarrangemang av elektroner med bildning av SO2*-katalysatorkomplexet; 5) desorption av SO3 från porerna i kontaktmassan och från ytan av korn.

Med stora granuler av kontaktmassan bestäms den totala hastigheten av processen av diffusionen av reagens (steg 1 och 6). Vanligtvis strävar de efter att få granulat som inte är mer än 5 mm i diameter; i detta fall sker processen vid de första stadierna av oxidation i diffusionsområdet och vid det sista (vid x 80%) i det kinetiska området.

På grund av förstörelse och sammanbakning av granuler, förorening av skiktet, förgiftning av katalysatorn med arsenikföreningar och dess termiska försämring på grund av oavsiktliga överträdelser av regimen, ersätts vanadinkontaktmassan i genomsnitt efter 4 år. Om gasreningen som erhålls genom att bränna pyrit störs, störs kontaktapparatens funktion på grund av förgiftning av det första lagret av kontaktmassan efter några dagar. För att bevara aktiviteten hos katalysatorn används fingasrening med våtmetoden.


Schematiskt flödesdiagram för framställning av svavelsyra genom kontaktmetod

Den bästa råvaran för framställning av svaveldioxid är svavel, som smälts från naturliga bergarter som innehåller svavel, och som även erhålls som biprodukt vid framställning av koppar, vid gasrening m.m. Svavel smälter vid en temperatur av 113 grader C, är lättantändligt och brinner i enkla ugnar (Fig. 2). Resultatet är en gas med hög koncentration, med låg halt av skadliga föroreningar.

Förbränningen av svavel sker enligt reaktionen S + O 2 > SO 2 + 296 kJ. I själva verket, före förbränning, smälter svavel och avdunstar (kp ~ 444 o C) och brinner i gasfasen. Således är själva förbränningsprocessen homogen.

Kompressor och förbränningskammare

Oförbränt svavel
Luft för förbränning och efterförbränning av svavel
Flytande svavel
Komprimerad luft
Produkt – rostning gas

tekniskt system för framställning av svavelsyra

1 - 1:a tvätttornet; 2 - 2:a tvätttornet med munstycke; 3 - våt elektrostatisk stoftavskiljare; 4 - torktorn med munstycke; 5 - turboladdare; 6 - rörformig värmeväxlare; 7 - kontaktanordning; 8 - rörformigt gaskylskåp; 9 och 10 - absorptionstorn med packning; 11 - centrifugalpumpar; 12 - syrasamlare; 13 - syrakylare

Efter att ha rengjorts grovt från damm i gasolavskiljare vid en temperatur av cirka 300 °C, kommer rostgasen in i det ihåliga tvätttornet (Fig. 3: 1,2), där kall svavelsyra (75 % H 2 SO 4) sprayas. När gasen kyls kondenserar svavelsyraanhydriden och vattenångan som finns i den till små droppar. Arsenikoxid löser sig i dessa droppar. Arseniksyradimma bildas, som delvis fångas upp i det första tornet och i det andra tornet med ett keramiskt munstycke. Samtidigt fångas dammrester, selen och andra föroreningar upp. Smutsig svavelsyra bildas (upp till 8% av den totala produktionen), som förs vidare som icke-standardprodukter. Den slutliga reningen av gas från den svårfångade arseniksyradimman utförs i våta filter (fig. 3: 3), som installeras i serie (två eller tre). Funktionsprincipen för våta filter är densamma som torra. Dimdroppar avsätts på rörformiga uppsamlingselektroder av bly eller ATM-plast och rinner ner. Gasrening avslutas genom att torka den från vattenånga med olja av vitriol i ett torn med munstycke (Fig. 3: 4). Vanligtvis installeras två torktorn. Torn, gaskanaler och syrauppsamlare på behandlingsavdelningen installeras vanligtvis i stål, fodrade med syrafast tegel eller diabasplattor. Torr svaveldioxid och svavelsyraanhydrid är inte aggressiva, så all efterföljande utrustning fram till monohydratabsorbatorn kan monteras av vanligt kolstål utan korrosionsskydd.

En stor mängd utrustning skapar ett betydande motstånd mot gasflödet (upp till 2 m vattenpelare), så en turbokompressor är installerad för att transportera gas (fig. 3: 5). Kompressorn, som suger gas från ugnarna genom all utrustning, pumpar in den i kontaktenheten.

Kontaktenheten (Fig. 3: 6,7,8) består av en kontaktapparat, en skal-och-rörvärmeväxlare som inte visas i diagrammet (Fig. 4). eldstartande gasvärmare. I startvärmarens värmeväxlare värms gasen upp innan den kommer in i apparaten vid start eller när temperaturen i apparaten faller under det normala.
Hyllkontaktanordningar används vanligtvis. En sådan apparat har en cylindrisk kropp med en diameter av 3 till 10 och en höjd av 10-20 m. Fyra till fem galler med ett lager av kontaktmassagranuler på var och en av dem är installerade inuti kroppen. Mellanliggande rörformade eller lådformade värmeväxlare installeras mellan skikten av kontaktmassan. Diagrammet visar en kontaktanordning med fyra lager, även om enheter med fem lager används oftare, men principen för deras funktion är helt lika, den enda skillnaden är i ytterligare ett lager av katalysator. Färsk gas värms upp av värmen från den reagerade heta gasen, först i en extern värmeväxlare, sedan passerar den helt eller delvis tre eller fyra interna värmeväxlare i följd för uppvärmning, och vid 440-450 o C går den in i det första lagret av kontaktmassa. Denna temperatur regleras genom att ventilerna öppnas. Huvudsyftet med interna värmeväxlare är att kyla gasen som delvis oxideras och värms upp i katalysatorbädden, så att regimen gradvis närmar sig den optimala temperaturkurvan.

Hyllkontaktdon är en av de vanligaste typerna av kontaktdon. Principen för deras funktion är att uppvärmningen och kylningen av gasen mellan katalysatorskikten som ligger på hyllorna utförs i själva kontaktapparaten med hjälp av olika kylmedel eller kylmetoder.I anordningar av denna typ, höjden på varje underliggande katalysatorskikt är högre än den som ligger ovanför den, t .e. ökar när gasen strömmar, och höjden på värmeväxlarna minskar, eftersom när den totala omvandlingsgraden ökar, minskar reaktionshastigheten och följaktligen minskar mängden frigjord värme. I värmeväxlarnas mellanrörsutrymme passerar färsk gas sekventiellt från botten till toppen, kyler reaktionsprodukterna och värms upp till den temperatur vid vilken reaktionen börjar.

Produktiviteten för kontaktanordningar i termer av H 2 SO 4, beroende på deras storlek, varierar från 50 till 500 ton H 2 SO 4 per dag. Konstruktioner av kontaktdon med en kapacitet på 1000 och 2000 ton per dag har utvecklats. 200-300 liter kontaktmassa laddas in i apparaten per 1 ton daglig produktion. Rörformade kontaktanordningar används för SO 2 -oxidation mer sällan än hyllor. För att oxidera svaveldioxid i höga koncentrationer är det rationellt att använda kontaktanordningar med fluidiserade bäddar av katalysator.

Absorptionen av svavelsyraanhydrid genom reaktionen SO 3 +H 2 O = H 2 SO 4 +9200 J utförs vanligtvis i torn med en packning (fig. 3: 9,10), eftersom bubblande eller skumabsorbenter har ökat hydrauliskt motstånd vid hög driftintensitet. Om partialtrycket av vattenånga över den absorberande syran är signifikant, så kombineras SO 3 med H 2 O i gasfasen och bildar små droppar av svårfångad svavelsyradimma. Därför utförs absorptionen med koncentrerade syror. Den bästa syran i termer av absorptionskapacitet är en som innehåller 98,3 % H 2 SO 4 och har försumbar elasticitet av både vattenånga och SO 3 . Men i en cykel i tornet är det omöjligt att fixera syran från 98,3% till standardoleum innehållande 18,5-20% fri svavelsyraanhydrid. På grund av den stora termiska effekten av absorption under den adiabatiska processen i tornet, värms syran upp och absorptionen upphör. Därför, för att erhålla oleum, utförs absorption i två torn installerade i serie med en packning: den första av dem bevattnas med oleum och den andra med 98,3% svavelsyra. För att förbättra absorptionen kyls både gasen och syran som kommer in i absorbatorn, vilket ökar processens drivkraft.

I alla kontaktproduktionstorn, inklusive absorbatorer, är mängden bevattningssyra många gånger större än vad som behövs för att absorbera gaskomponenter (H 2 O, SO 3) och bestäms av värmebalansen. För att kyla cirkulerande syror installeras vanligtvis spraykylskåp, i vars rör, bevattnade från utsidan med kallt vatten, kyls syra strömmar.

Produktionen av svavelsyra förenklas avsevärt genom att bearbeta gas som erhålls genom förbränning av försmält och filtrerat naturligt svavel, som nästan inte innehåller arsenik. I detta fall förbränns rent svavel i luft, som tidigare har torkats med svavelsyra i ett torn med munstycke. Den resulterande gasen är 9 % SO2 och 12 % O2 vid en temperatur av 1000 °C, som först skickas under ångpannan och sedan, utan rening, in i kontaktapparaten. Anordningens driftsintensitet är högre än med pyritgas, på grund av den ökade koncentrationen av SO2 och O2. Enheten har inga värmeväxlare, eftersom temperaturen på gaserna reduceras genom att tillföra kall luft mellan lagren. SO3-absorption utförs på samma sätt som i det tekniska schemat.

De viktigaste trenderna i utvecklingen av svavelsyraproduktion genom kontaktmetod:

1) intensifiering av processer genom att utföra dem i ett suspenderat skikt, med användning av syre, framställning och bearbetning av koncentrerad gas, med användning av aktiva katalysatorer;

2) förenkling av metoder för att rena gas från damm och kontaktgifter (kortare processflödesdiagram);

3) ökning av utrustningens effekt;

4) omfattande automatisering av produktionen;

5) minska förbrukningskoefficienterna för råvaror och använda svavelhaltigt avfall från olika industrier som råmaterial;

6) neutralisering av avfallsgaser.

Dynamik för arbetskostnader under utvecklingen av den tekniska processen

I allmänna termer kan allt ovanstående material avbildas enligt följande:

Det är känt att denna tekniska process och dynamiken i arbetskostnaderna kännetecknas av följande formler:

Tzh = ---------------------------- Tp = 0,004 * t 2 +0,3 Ts = Tzh + Tp

Förhållandet mellan dessa formler ser ut så här:


Tp = 0,004 * - 75 +0,3 och Tzh = 21 * Tp-0,3 +1575

Baserat på ovanstående formler kommer vi att utföra beräkningar och sammanfatta dem i en allmän tabell (tabell 1):

(Tabell 1): Arbetskostnadsdynamik vid tillverkning av svavelsyra under 15 år

t (Tid, år) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Kostnader för levnadsarbete 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
Tidigare arbetskostnader 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
Totala kostnader 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

Utifrån tabellen kommer vi att konstruera grafer över beroenden av Tj, Tp, Tc på tiden (fig. 7) och beroendet av Tj av Tp (fig. 6) och Tp av Tl (fig. 8).

Från denna graf är det tydligt att denna tekniska process är begränsad i sin utveckling.

Den ekonomiska gränsen för ackumulering av tidigare arbetskraft kommer att inträffa om sju år.

Av diagram 7 och 8 framgår att typen av teknisk process är arbetsbesparande.

Beräkning av nivån på teknik, utrustning och arbetsproduktivitet.

Tekniknivån beräknas med formeln:

Utech = 1/Tzh * 1/TP

Levande arbetsproduktivitet:


L = Dessa * B

Teknisk utrustning beräknas:

B = Tp/Tzh

Relativ tekniknivå:

Watnos = Uteh/ L

Låt oss utföra beräkningar med formlerna ovan och skriv in data i tabellen (tabell 2):

T Tid (år) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Kostnader för levnadsarbete 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
Tidigare arbetskostnader 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
Totala kostnader 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
Tekniknivå 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
De där. beväpning 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
Produktivitet Tzh 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
Teknikens relevansnivå 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

Av denna tabell framgår det tydligt att rationalistisk utveckling endast är tillrådlig under sju år, eftersom den relativa tekniknivån under denna tidsperiod är högre än produktiviteten hos levande arbete.


Slutsats

I detta arbete studeras och beskrivs tekniken för framställning av svavelsyra genom kontaktmetoden, en analys av dynamiken i arbetskostnaderna för levnads- och tidigare arbete, samt dynamiken i arbetskostnaderna under utvecklingen av den tekniska processen. Baserat på det utförda arbetet erhölls följande slutsatser: Utvecklingen av den tekniska processen är begränsad, den ekonomiska gränsen för ackumulering av tidigare arbetskraft är sju år, denna tekniska process är arbetsbesparande och rationalistisk utveckling är tillrådlig inom sju år.


Litteratur och källor:


1. PRODUKTION AV SVAVELSYRA /Baranenko D. http://service.sch239.spb.ru:8101/infoteka/root/chemistry/room1/baran/chem.htm

2. Teknik för de viktigaste branscherna: Lärobok. För ekv. Specialist. Universitet / A.M. Ginberg, B.A. Khokhlov. – M.: Högre skola, 1985.





Stadier – beredning av råvaror och deras förbränning eller rostning. Deras innehåll och hårdvarudesign beror avsevärt på råmaterialets natur, vilket till stor del bestämmer komplexiteten i den tekniska produktionen av svavelsyra. 1. Järnkis. Naturlig järnkis är en komplex bergart som består av järnsulfid ReB2, sulfider av andra metaller (koppar, zink, bly, etc.), ...


Inte alltid genomförbart ännu. Samtidigt är avfallsgaserna den billigaste råvaran, grossistpriserna för pyrit låga och den dyraste råvaran är svavel. Följaktligen, för att produktionen av svavelsyra från svavel ska vara ekonomiskt genomförbar, måste ett system utvecklas där kostnaden för dess bearbetning kommer att vara betydligt lägre än kostnaden för att bearbeta pyrit eller avfall...

För automatisk kontroll är det nödvändigt att veta så mycket som möjligt de krav som ställs av olika kemiska processer. 1. Huvuddel 1.1 Teknologisk process för framställning av svavelsyraanhydrid vid framställning av svavelsyra. Produktionen av svavelsyra genom kontaktmetod består av följande åtgärder: 1. Lossning, lagring och beredning av råvaror...

Salpetersyra bildas: NO(HSO4) + H2O®H2SO4 + HNO2 Det är denna som oxiderar SO2 enligt ekvationen: SO2 + 2HNO2®H2SO4 + 2NO 75 % svavelsyra ansamlas i den nedre delen av torn 1 och 2, naturligt i större kvantiteter än som användes för framställning av nitros (trots allt tillsätts "nyfödd" svavelsyra). Kväveoxid NO återvänder igen för oxidation. Eftersom en viss summa...

1 - ugn för eldning i en "fluidiserad bädd";

2, 3 – dammsamlare;

4 – dräneringstorn;

5 – kontaktenhet;

6 – absorptionstorn.


Miljöproblem som uppstår vid tillverkning av svavelsyra

Ett av de största miljöproblemen vid produktionen är den rostning som erhålls efter bränning av järnkis, som innehåller damm, svavelsyradimma och fukt.

När man tillverkar svavelsyra från olika råvaror är miljöproblemen inte desamma. Sålunda, när man producerar syra från svavel eller koldisulfid, finns det inga problem med bortskaffande av damm och aske. Men skadliga ämnen som svavelsyradimma och svaveldioxid SO 2 finns i varje svavelsyraproduktion. Dessutom innehåller gassvavel, som är en avfallsprodukt från reningsprocessen av oljeraffineringsgaser, icke-järnmetaller, tillhörande petroleum och naturgaser, arsenik och andra skadliga föroreningar, så schemat för dess rening är ungefär detsamma som för kis.

Stekgas

Möjligheten till kontaktoxidation av svaveldioxid till svavelsyra etablerades under första hälften av 1800-talet, men den industriella användningen av denna metod började först på 1900-talet, med utvecklingen av metoder för att rena stekgas från skadliga föroreningar och fukt . Reningsavdelningen, sett till antalet apparater, deras volym, el- och vattenförbrukning, utgör den största delen av kontaktproduktionen av svavelsyra.

Produkterna från oxidativ rostning av pyrit är rostgas och aske, bestående av järn(III)oxid, gråberg och oförbrända järndisulfidrester. Röstgasens sammansättning inkluderar svaveloxid (IV) - 13–14%, syre - 2%, kväve och ca 0,1% svaveloxid (VI), bildad på grund av järnoxidens katalytiska verkan. Rostgasen ska rengöras från damm, svavelsyradimma och ämnen som är katalytiska gifter eller värdefulla biprodukter. Mängden damm i gasen beror på kvaliteten på de brända råvarorna, storleken på dess partiklar, utformningen av ugnarna etc. Ugnar av olika design kan användas som reaktorer för eldning av pyrit: mekanisk, dammbränning, fluidiserad bädd. Den mest effektiva av dem är "fluidized bed" ugnar, där små partiklar verkar koka, eftersom. är i kontinuerlig rörelse. Processen att bränna partiklar är mycket intensiv (upp till 10 000 kg/m 2 dygn) och säkerställer en mer fullständig utbränning av järndisulfid, men själva partiklarna nöts och producerar en särskilt stor mängd fint damm. För närvarande har ugnar med fluidiserad bädd helt ersatt andra typer av ugnar vid framställning av svavelsyra från pyrit. Den kemiska sammansättningen av detta damm motsvarar aske.

Vid utloppet bör dammhalten i gasen inte överstiga 0,1-0,2 g/m3, eftersom damm täpper till utrustningen, ökar det hydrauliska motståndet hos anordningar och rörledningar, påverkar kontaktfackets katalysator negativt och förorenar produkten - syra. Eftersom partikelstorleken ligger inom ett mycket brett område - (mindre än 1 mikron till 500 mikron), och även för att dessa är fasta ämnen (damm) och flytande (dimma), används därför stegvis gasrening på olika sätt.

Innan den kalcinerande gasen matas in i kontaktapparaten är det nödvändigt att separera föroreningar som är gifter för kontaktmassan (arsenik, fluor), föroreningar vars närvaro är oönskad (damm, vattenånga) och extrahera värdefulla metaller (selen, tellur). Det mesta av dammet och svavelsyradimman avlägsnas från rostgasen under den allmänna gasreningsprocessen, som inkluderar mekanisk (grov) och elektrisk (fin) rengöring. Mekanisk gasrening utförs genom att gasen leds genom centrifugaldammuppsamlare (cykloner) och fiberfilter som minskar dammhalten i gasen till 10–20 g/m3. Djuprengöring av damm utförs i torra elektrostatiska filter. Efter allmän rening måste rostgasen som erhålls från pyrit genomgå en speciell rening för att avlägsna restdamm och dimma och främst arsenik- och selenföreningar, som sedan kasseras. Särskild gasrening innefattar åtgärder för att kyla den till en temperatur under smältpunkten för arsenik och selenoxid i torn som bevattnas sekventiellt med ~60% och ~30% svavelsyra, avlägsnande av svavelsyradimma i våta elektrostatiska filter och slutlig torkning av gasen i scrubbers bevattnas sekventiellt med ~95 % svavelsyra. Vattenånga förgiftar inte katalysatorn, utan kombineras med en viss mängd svavelsyraanhydrid, som alltid finns i kalcineringsgasen, för att bilda svavelsyraånga, som finns i form av en dimma. Sur dimma är mycket frätande för utrustningen, föroreningarna som finns i den förgiftar katalysatorn, ökar det hydrauliska motståndet och minskar värmeöverföringskoefficienten på grund av avlagringar. 7.2. Svaveldioxid SO

För att uppnå en hög grad av oxidation och minska halten av svaveldioxid i avgaserna utan en betydande ökning av kontaktmassan används dubbelkontakt. Kärnan är att oxidationsprocessen av SO 2 sker i två steg. I det första steget är konverteringsgraden 90 %. Svavelsyraanhydrid separeras sedan från gasen genom att gasen skickas till en ytterligare mellanabsorbator. Som ett resultat ökar förhållandet O 2:SO 2 i gasen. Gasflödet omdirigeras till kontaktapparaten. Denna organisation av processen för kontaktoxidation av SO2 gör det möjligt att i det andra steget erhålla en omvandlingsgrad av den återstående anhydriden på 95 - 97%.

Således når den totala omvandlingsgraden 99,5 / 99,7%, SO2-halten är 0,03%.

Metoder för efterrening av gasutsläpp från SO 2: absorption med kalkstenslösning eller absorption med ammoniakvatten. Med sådan efterbehandling har avgaserna en låg SO 2 -halt som uppfyller moderna krav. Men nya problem uppstår - relativt höga kapitalkostnader - upp till 25 % av kostnaden för huvudanläggningen, förbrukning av reagenser och kemikalier och generering av biproduktavfall.

Slutsats

För att producera svavelsyra från järnkis behöver du: 1. Järnkis;

3. Vätesulfid;

4. Gaser från icke-järnmetallurgi.

Denna råvara är tillgänglig i vårt land.

De huvudsakliga produktionsprodukterna är: vattenfri svavelsyra och oleum.

De problem som oftast uppstår vid framställning av svavelsyra är: rostgas som erhålls efter förbränning av pyrit och svaveldioxid. Under den allmänna reningen av stekgasen bildas en sur dimma, som kraftigt korroderar utrustningen; föroreningarna som finns i den förgiftar katalysatorn, ökar det hydrauliska motståndet och minskar värmeöverföringskoefficienten på grund av avlagringar. För att uppnå en hög grad av oxidation och minska halten av svaveldioxid i avgaserna krävs höga kostnader (upp till 25% av kostnaden för själva anläggningen).

Bibliografi

1. Amelin A.G., Sulfuric acid technology, 2nd ed., M., 1983

2. Vasiliev B. T., Otvagina M. I., Sulfuric acid technology, M., 1985

3. Moskvichev Yu.A. Teoretiska grunder för kemisk teknik, M., 2005

4. Grundläggande processer och apparater inom kemisk teknik / red. Dytnersky Yu. I., M., 1991

– Det finns knappast något annat konstgjort framställt ämne som används så ofta inom teknik som svavelsyra.

Där det inte finns några fabriker för dess utvinning är lönsam produktion av många andra ämnen av viktig teknisk betydelse otänkbar."

DI. Mendelejev

Svavelsyra används i en mängd olika kemiska industrier:

  • mineralgödsel, plast, färgämnen, konstgjorda fibrer, mineralsyror, rengöringsmedel;
  • inom olje- och petrokemisk industri:
för oljerening, produktion av paraffiner;
  • inom icke-järnmetallurgi:
för produktion av icke-järnmetaller - zink, koppar, nickel, etc.
  • inom järnmetallurgi:
för etsning av metaller;
  • inom massa och papper, livsmedel och lätt industri (för framställning av stärkelse, melass, tygblekning) etc.

Svavelsyraproduktion

Svavelsyra framställs industriellt på två sätt: kontakt och nitrös.

Kontaktmetod för framställning av svavelsyra

Svavelsyra framställs genom kontaktmetod i stora mängder vid svavelsyrafabriker.

För närvarande är den huvudsakliga metoden för att producera svavelsyra kontakt, eftersom denna metod har fördelar jämfört med andra:

Erhålla produkten i form av en ren koncentrerad syra som är acceptabel för alla konsumenter;

- Minskning av utsläpp av skadliga ämnen till atmosfären genom avgaser

I. Råvaror som används för framställning av svavelsyra.

Huvudråvaror

svavel - S

svavelkis (pyrit) - FeS 2

icke-järnmetallsulfider - Cu2S, ZnS, PbS

vätesulfid – H 2 S

Hjälpmaterial

Katalysator - vanadinoxid - V2O5

II. Beredning av råvaror.

Låt oss titta på produktionen av svavelsyra från pyrit FeS 2.

1) Malning av pyrit. Före användning krossas stora bitar av pyrit i krossmaskiner. Du vet att när ett ämne krossas ökar reaktionshastigheten, eftersom... kontaktytan för de reagerande ämnena ökar.

2) Rening av pyrit. Efter att ha krossat pyriten, renas den från föroreningar (råberg och jord) genom flotation. För att göra detta sänks krossad pyrit ner i enorma kar med vatten, blandas, gråberget flyter till toppen, sedan avlägsnas gråberget.

III. Grundläggande kemiska processer:

4 FeS2 + 11 O2 t = 800°C 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q eller brinnande svavel S+O2 t ° C SO 2

2SO2 + O2 400-500° MED,V2O5 , sid 2SO3 + Q

SO3 + H2O → H2SO4 + Q

IV . Tekniska principer:

Kontinuitetsprincipen;

Principen om integrerad användning av råvaror,användning av avfall från annan produktion;

Principen om avfallsfri produktion;

Värmeöverföringsprincip;

Motströmsprincip (”fluidiserad bädd”);

Principen för automatisering och mekanisering av produktionsprocesser.

V . Tekniska processer:

Kontinuitetsprincipen: eldning av pyrit i en ugn → tillförsel av svaveloxid ( IV ) och syre in i rengöringssystemet → in i kontaktapparaten → tillförsel av svaveloxid ( VI ) in i absorptionstornet.

VI . Miljöskydd:

1) täthet hos rörledningar och utrustning

2) gasrengöringsfilter

VII. Produktionens kemi :



FÖRSTA STADIET - bränning av pyrit i en "fluidized bed"-ugn.

För att få svavelsyra används den främst flotationspyrit- Produktionsavfall vid anrikning av kopparmalmer som innehåller blandningar av svavelföreningar av koppar och järn. Processen för anrikning av dessa malmer sker vid koncentrationsfabrikerna Norilsk och Talnakh, som är huvudleverantörerna av råvaror. Denna råvara är mer lönsam eftersom... svavelkis bryts huvudsakligen i Ural, och naturligtvis kan leveransen vara mycket dyr. Kan användas svavel, som också bildas vid anrikning av icke-järnmetallmalmer som bryts i gruvor. Leverantörer av svavel är också Tallinn Concentrator och NOF. (koncentrera fabriker).

Första stegets reaktionsekvation

4FeS 2 + 11O 2 t = 800°C → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Krossad, renad, våt (efter flotation) pyrit hälls ovanifrån i en ugn för eldning i en "fluidiserad bädd". Luft berikad med syre leds underifrån (motströmsprincipen) för mer fullständig bränning av pyrit. Temperaturen i eldningsugnen når 800°C. Pyrit blir glödhett och är i ett "upphängt tillstånd" på grund av luften som blåser underifrån. Det hela ser ut som en kokande glödhet vätska. Inte ens de minsta partiklarna av pyrit kakar ihop i den "fluidiserade bädden". Därför sker bränningsprocessen mycket snabbt. Om det tidigare tog 5-6 timmar att elda pyrit, tar det nu bara några sekunder. Dessutom är det möjligt att hålla en temperatur på 800°C i den "fluidiserade bädden".

På grund av den värme som frigörs som ett resultat av reaktionen bibehålls temperaturen i ugnen. Överskottsvärme avlägsnas: rör med vatten löper längs ugnens omkrets, vilket värms upp. Varmvattnet används sedan för central uppvärmning av intilliggande lokaler.

Den resulterande järnoxiden Fe 2 O 3 (cinder) används inte vid framställning av svavelsyra. Men det samlas in och skickas till en metallurgisk anläggning, där järnmetall och dess legeringar med kol framställs av järnoxid - stål (2% kol C i legeringen) och gjutjärn (4% kol C i legeringen).

Därmed är det uppfyllt principen om kemisk produktion- avfallsfri produktion.

Kommer ut ur ugnen ugnsgas , vars sammansättning är: SO 2, O 2, vattenånga (pyriten var våt!) och små partiklar av aske (järnoxid). Sådan ugnsgas måste renas från föroreningar av fasta partiklar av aska och vattenånga.

Ugnsgas renas från fasta cinderpartiklar i två steg - i en cyklon (centrifugalkraft används, fasta cinderpartiklar träffar cyklonens väggar och faller ner). För att ta bort små partiklar skickas blandningen till elektriska avskiljare, där rening sker under påverkan av en högspänningsström på ~ 60 000 V (elektrostatisk attraktion används, cinderpartiklar fastnar på de elektrifierade plattorna i elektrofiltret, med tillräcklig ackumulering, de faller ner under sin egen gravitation), för att avlägsna vattenånga i ugnsgasen (ugnsgastorkning) använder de koncentrerad svavelsyra, som är ett mycket bra torkmedel eftersom det absorberar vatten.

Torkning av ugnsgas utförs i ett torktorn - ugnsgas stiger från botten till toppen, och koncentrerad svavelsyra strömmar från topp till botten. För att öka kontaktytan mellan gas och vätska är tornet fyllt med keramiska ringar.

Vid utgången från ugnstornet innehåller gasen inte längre några askepartiklar eller vattenånga. Ugnsgas är nu en blandning av svaveloxid SO 2 och syre O 2.

ANDRA FASEN - katalytisk oxidation av SO 2 till SO 3 med syre i en kontaktenhet.

Reaktionsekvationen för detta steg är:

2 SO 2 + O 2 400-500°C, V 2 O 5 , sid 2 SO 3 + Q

Komplexiteten i det andra steget ligger i det faktum att processen för oxidation av en oxid till en annan är reversibel. Därför är det nödvändigt att välja optimala förhållanden för den direkta reaktionen (produktion av SO 3).

Av ekvationen följer att reaktionen är reversibel, vilket innebär att det i detta skede är nödvändigt att upprätthålla sådana förhållanden så att jämvikten skiftar mot utgången SÅ 3 , annars kommer hela processen att störas. Därför att reaktionen sker med en minskning i volym (3 V ↔2 V ), då är ökat tryck nödvändigt. Öka trycket till 7-12 atmosfärer. Reaktionen är exoterm, därför, med hänsyn till Le Chateliers princip, kan denna process inte utföras vid höga temperaturer, eftersom balansen kommer att flyttas åt vänster. Reaktionen börjar vid en temperatur på 420 grader, men tack vare flerskiktskatalysatorn (5 lager) kan vi öka den till 550 grader, vilket avsevärt påskyndar processen. Katalysatorn som används är vanadin (V 2 O 5). Det är billigt, håller länge (5-6 år), eftersom... mest motståndskraftig mot giftiga föroreningar. Dessutom bidrar det till en förskjutning av balansen åt höger.

Blandningen (SO 2 och O 2) värms upp i en värmeväxlare och rör sig genom rör, mellan vilka en kall blandning passerar i motsatt riktning för att värmas upp. Som ett resultat händer det värmeväxling: utgångsmaterialen upphettas och reaktionsprodukterna kyls till de önskade temperaturerna.

TREDJE STEGET - absorption av SO 3 av svavelsyra i absorptionstornet.

Varför svaveloxid SO 3 absorberar inte vatten? Det skulle trots allt vara möjligt att lösa upp svaveloxid i vatten: SO 3 + H2O →H2SO4 . Men faktum är att om vatten används för att absorbera svaveloxid, bildas svavelsyra i form av en dimma som består av små droppar svavelsyra (svaveloxid löser sig i vatten, frigör en stor mängd värme, svavelsyra värms upp så mycket att det kokar och förvandlas till ånga). För att förhindra bildandet av svavelsyradimma, använd 98 % koncentrerad svavelsyra. Två procent vatten är så lite att uppvärmningen av vätskan blir svag och ofarlig. Svaveloxid löser sig mycket bra i en sådan syra och bildar oleum: H 2SO4nSO3.

Reaktionsekvationen för denna process är:

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

Den resulterande oleumen hälls i metalltankar och skickas till ett lager. Sedan fylls tankar med oleum, formas till tåg och skickas till konsumenten.

Svavelsyra produceras i stora mängder i svavelsyraanläggningar.

I. Råvaror som används för framställning av svavelsyra:

II. Beredning av råvaror.

Låt oss titta på produktionen av svavelsyra från FeS2 pyrit.

1) Malning av pyrit.

Före användning krossas stora bitar av pyrit i krossmaskiner. Du vet att när ett ämne krossas ökar reaktionshastigheten, eftersom... kontaktytan för de reagerande ämnena ökar.

2) Rening av pyrit.

Efter att ha krossat pyriten, renas den från föroreningar (råberg och jord) genom flotation. För att göra detta sänks krossad pyrit ner i enorma kar med vatten, blandas, gråberget flyter till toppen, sedan avlägsnas gråberget.

III. Produktionens kemi.

Framställningen av svavelsyra från pyrit består av tre steg.


FÖRSTA STEGET - bränning av pyrit i en "fluidized bed"-ugn.

Första stegets reaktionsekvation

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Krossad, renad, våt (efter flotation) pyrit hälls i en ugn för eldning i en "fluidiserad bädd". Luft berikad med syre leds underifrån (motströmsprincipen) för mer fullständig bränning av pyrit. Temperaturen i eldningsugnen når 800°C. Pyrit blir glödhett och är i ett "upphängt tillstånd" på grund av luften som blåser underifrån. Det hela ser ut som en kokande glödhet vätska.

På grund av den värme som frigörs som ett resultat av reaktionen bibehålls temperaturen i ugnen. Överskottsvärme avlägsnas: rör med vatten löper längs ugnens omkrets, vilket värms upp. Varmvattnet används sedan för central uppvärmning av intilliggande lokaler.

Den resulterande järnoxiden Fe2O3 (cinder) används inte vid framställning av svavelsyra. Men det samlas in och skickas till en metallurgisk anläggning, där järnmetall och dess legeringar med kol tillverkas av järnoxid - stål (2% kol C i legeringen) och gjutjärn (4% kol C i legeringen).

Därmed är principen om kemisk produktion uppfylld - avfallsfri produktion.

Ugnsgas kommer ut ur ugnen, vars sammansättning är: SO2, O2, vattenånga (pyriten var våt!) och små partiklar av aske (järnoxid). Sådan ugnsgas måste renas från föroreningar av fasta partiklar av aska och vattenånga.

Ugnsgasrening från fasta slaggpartiklar utförs i två steg - i en cyklon (centrifugalkraft används, fasta slaggpartiklar träffar cyklonens väggar och faller ner) och i elektriska avskiljare (elektrostatisk attraktion används, cinderpartiklar fastnar på de elektrifierade plattorna i elektrofiltret, med tillräcklig ackumulering av att de faller ner av sin egen gravitation), för att avlägsna vattenånga i ugnsgasen (ugnsgastorkning), används koncentrerad svavelsyra, vilket är ett mycket bra torkmedel eftersom det absorberar vatten.


Torkning av ugnsgas utförs i ett torktorn - ugnsgas stiger från botten till toppen, och koncentrerad svavelsyra strömmar från topp till botten. Vid utgången från ugnstornet innehåller gasen inte längre några askepartiklar eller vattenånga. Ugnsgas är nu en blandning av svaveloxid SO2 och syre O2.

ANDRA STEGET - oxidation av SO2 till SO3 med syre.

Läckor i kontaktapparaten.

Reaktionsekvationen för detta steg är: 2SO2 + O2 2SO3 + Q

Komplexiteten i det andra steget ligger i det faktum att processen för oxidation av en oxid till en annan är reversibel. Därför är det nödvändigt att välja optimala förhållanden för den direkta reaktionen (produktion av SO3).


en temperatur:

Den direkta reaktionen är exoterm +Q, enligt reglerna för förskjutning av kemisk jämvikt, för att förskjuta reaktionsjämvikten mot en exoterm reaktion måste temperaturen i systemet sänkas. Men å andra sidan, vid låga temperaturer, sjunker reaktionshastigheten avsevärt. Experimentellt har kemister-teknologer fastställt att den optimala temperaturen för en direkt reaktion med maximal bildning av SO3 är en temperatur på 400-500°C. Detta är en ganska låg temperatur vid kemisk produktion. För att öka reaktionshastigheten vid en så låg temperatur, införs en katalysator i reaktionen. Det bestämdes experimentellt att den bästa katalysatorn för denna process är vanadinoxid V2O5.

b) tryck:

Den direkta reaktionen sker med en minskning av volymen av gaser: till vänster finns 3V gaser (2V SO2 och 1V O2), och till höger - 2V SO3. Eftersom den direkta reaktionen fortsätter med en minskning av volymen av gaser, måste trycket i systemet ökas enligt reglerna för att skifta kemisk jämvikt. Därför utförs denna process vid förhöjt tryck.

Innan blandningen av SO2 och O2 kommer in i kontaktapparaten måste den värmas till en temperatur på 400-500°C. Uppvärmning av blandningen börjar i en värmeväxlare, som är installerad framför kontaktapparaten. Blandningen passerar mellan värmeväxlarrören och värms upp av dessa rör. Het SO3 från kontaktapparaten passerar inuti rören. Väl i kontaktapparaten fortsätter blandningen av SO2 och O2 att värmas upp till önskad temperatur och passerar mellan rören i kontaktapparaten.

Temperaturen på 400-500°C i kontaktapparaten bibehålls på grund av frigörandet av värme i reaktionen för att omvandla SO2 till SO3. Så snart blandningen av svaveloxid och syre når katalysatorskikten börjar processen för oxidation av SO2 till SO3.

Den resulterande svaveloxiden SO3 lämnar kontaktapparaten och går in i absorptionstornet genom en värmeväxlare.

TREDJE STEG - absorption av SO3 av svavelsyra.

Läckor i absorptionstornet.

Varför absorberas inte svaveloxid SO3 av vatten? Det skulle trots allt vara möjligt att lösa upp svaveloxid i vatten: SO3 + H2O H2SO4. Men faktum är att om vatten används för att absorbera svaveloxid, bildas svavelsyra i form av en dimma som består av små droppar svavelsyra (svaveloxid löser sig i vatten, frigör en stor mängd värme, svavelsyra värms upp så mycket att det kokar och förvandlas till ånga). För att förhindra bildandet av svavelsyradimma, använd 98 % koncentrerad svavelsyra. Två procent vatten är så lite att uppvärmningen av vätskan blir svag och ofarlig. Svaveloxid löser sig mycket bra i en sådan syra och bildar oleum: H2SO4 nSO3.

Reaktionsekvationen för denna process är nSO3 + H2SO4 H2SO4 nSO3

Den resulterande oleumen hälls i metalltankar och skickas till ett lager. Sedan fylls tankar med oleum, formas till tåg och skickas till konsumenten.

Miljöskydd,

i samband med produktionen av svavelsyra.

Den huvudsakliga råvaran för tillverkning av svavelsyra är svavel. Det är ett av de vanligaste kemiska grundämnena på vår planet.

Produktionen av svavelsyra sker i tre steg: det första steget producerar SO2, genom rostning av FeS2, sedan SO3, varefter det tredje steget producerar svavelsyra.

Den vetenskapliga och tekniska revolutionen och den tillhörande intensiva tillväxten av kemisk produktion orsakar betydande negativa förändringar i miljön. Till exempel förgiftning av sötvatten, förorening av jordens atmosfär, utrotning av djur och fåglar. Som ett resultat hamnar världen i greppet av en miljökris. Skadliga utsläpp från svavelsyraväxter bör inte bara bedömas utifrån effekten av svaveloxiden de innehåller på områden som ligger nära anläggningen, utan också ta hänsyn till andra faktorer - en ökning av antalet fall av luftvägssjukdomar hos människor och djur, vegetationens död och undertryckandet av dess tillväxt, förstörelsen av strukturer gjorda av kalksten och marmor, ökat korrosivt slitage av metaller. På grund av sura regn skadades arkitektoniska monument (Taj Makal).

I en zon upp till 300 km från föroreningskällan (SO2) utgör svavelsyra en fara, i en zon upp till 600 km. - sulfater. Svavelsyra och sulfater bromsar tillväxten av jordbruksgrödor. Försurning av vattendrag (på våren när snön smälter, orsakar döden av ägg och unga fiskar. Förutom miljöskador finns det ekonomiska skador - enorma summor går förlorade varje år på grund av markens deoxidation.

Låt oss titta på kemiska metoder för att ta bort de vanligaste gasformiga luftföroreningarna. Mer än 60 metoder är kända. De mest lovande metoderna är baserade på absorption av svaveloxid av kalksten, en lösning av sulfit - ammoniumhydrosulfit och en alkalisk lösning av natriumaluminat. Katalytiska metoder för oxidation av svaveloxid i närvaro av vanadinoxid är också av intresse.

Av särskild vikt är reningen av gaser från fluorhaltiga föroreningar, som även i små koncentrationer har en skadlig effekt på vegetationen. Om gaserna innehåller vätefluorid och fluor passerar de genom kolonner med en packande motström till en 5-10% natriumhydroxidlösning. Följande reaktioner inträffar inom en minut:

F2+2NaOH->02+H2O+2NaF

HF+NaOH->NaF+H2O;

Den resulterande natriumfluoriden bearbetas för att regenerera natriumhydroxid.

Gillade du artikeln? Dela med dina vänner!