 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Технологічна система виробництва сірчаної кислоти із флотайційного колчедану
Лекція – 36 Виробництво кислот Сировина для виробництва сірчаної кислоти Із 22-х видів неорганічних кислот найчастіше використовують сірчану, азотну, соляну та фосфорну. Саме тому їх виробляють найбільше. Сірчана кислотасеред мінеральних кислот посідає перше місце. Вона належить до найсильніших і найдешевших кислот. Використання сірчаної кислоти. · у виробництві мінеральних добрив та отрутохімікатів; · у виробництві вибухових речовин; · для очистки продуктів і виробів; · у виробництві фарбників, кислот, солей; · у виробництві органічних речовин – лаків, фарб, лікарських речовин; · при виготовленні штучних і синтетичних волокон; · у виробництві синтетичних миючих засобів; Сировиною для виробництва сірчаної кислоти є діоксид сірки (S02), який утворюється в процесі спалювання сірки або випалювання різних мінералів, які містять сірку. Також можна виготовляти кислоту із газів, які утворилися при коксуванні вугілля, виплавленні феросплавів та ін. Перехід від діоксиду сірки (S02) до сірчаної кислоти (Н2SО4) відбувається у два заходи: · Окиснення діоксиду сірки: 2S02 + 02 → 2S03 + Q; · Взаємодія триоксиду сірки (S03)з водою (Н2О)з утворенням сірчаної кислоти(Н2SО4). За звичайних умов швидкість окиснення діоксиду сірки дуже мала і для її прискорення використовують каталізатори. Способи виробництва сірчаної кислоти Сірчану кислоту виробляють двома способами: нітрозним і контактним. Нітрозний спосіб відомий понад 200 років. Роль каталізатора виконують оксиди азоту. Отримана кислота має незначну якість (забруднена домішками) і концентрацію. Цим способом виробляють близько 5% загальної кількості сірчаної кислоти. Контактний спосіб бере свій початок з 1831 р., а вперше його впроваджено у промисловості 1875 р. На сьогодні він є основним. Цим способом сірчану кислоту виробляють: · із флотаційного колчедану - це продукція флотації (збагачення) мідних руд з малим вмістом міді. Він містить пірит(FеS2),сульфіди інших металів, невелику кількість арсену, селену тощо; · із чистої сірки; · із викидних газів чорної та кольорової металургії, які містять SО2. Роль контакту виконує маса, яка складається з каталізатора V2О5, активатора К2Оі носія (пористі алюмосилікати). Використовують також інші за складом контакти. Технологічна система виробництва сірчаної кислоти із флотайційного колчедану Елемент 1. Подрібнення сировини. Колчедан подрібнюють у млині. Елемент 2. Випалювання сировини. Випалюють колчедан у печах багаточереневих або із «псевдокиплячим шаром». Під час нагрівання колчедану за температури 800°С утворюються оксиди заліза та сірки - Fе2О3 та SО2. Елемент 3. Охолодження газу. Одночасно з окисненням піриту відбувається окиснення домішок з утворенням оксидів, які переходять у газ. Газ, який виходить із печі, містить до 300 г/м3 пилу, в якому є сполуки арсену, селену та інших елементів. Вони спричиняють «отруєння» каталізатора та погіршують якість кислоти. Тому газ очищають. Перед очищенням газ охолоджують водою в утилізаторі. Елемент 4. Очищення газу від пилу. Охолоджений газ надходить до апаратів для очищення від пилу. Це можуть бути циклони, електрофільтри, башти, після прохолодження в яких газ очищається від домішок. Елемент 5. Очищення газу від корисних елементів. Із газу вилучають такі цінні елементи, як селен, телур, тощо. Елемент 6. Нагрівання газу. Газ проходить через теплообмінник, де відбувається обмін теплотою між газом SО3 , який виходить із контактного апарата, і газом SО2 , який прямує до нього. Елемент 7. Окиснення газу. Очищений і нагрітий газ надходить до контактного апарата, де на контактах відбувається окиснення SО2: 2S02 + 02 → 2S03 + Q Елемент 8. Отримання сірчаної кислоти. Відбувається у вбірних баштах.Башти працюють за принципом зустрічних потоків: охолоджений газ SО3 подають до нижньої частини вбірних башт, а назустріч згори надходить сірчана кислота певної концентрації. Під час зустрічі частина газу взаємодіє з водою, яка міститься в кислоті (SО3+ Н2О—> Н2SО4), а решта розчиняється з утворенням олеуму(Н2SО4 + SО3). Частину отриманого олеуму передають на склад, а частину після охолодження знову подають на зрошування до наступної вбірної башти і т. д. Зауваження. Елемент 6 має подвійний зв’язок: замкнений цикл з елементом 7 і прямий з елементом 8. При цьому елемент 7 і 8 зв’язку не мають. SО3
SО2 SО3 Елемент 9. Зрошування олеуму. У вбірних баштах вловлюється близько 99,9% SО3. Решта вловлюється в санітарній башті, щоб запобігти забрудненню довкілля. У санітарній башті газ зрошують аміачною водою й утворюються солі аміаку, які після перероблення використовують як мінеральне добриво. Зберігають сірчану кислоту на спеціальних складах у циліндричних сталевих резервуарах об'ємом до 1000 м3, перевозять у сталевих цистернах і скляних бутлях.
Поиск по сайту: |
