Лекция №7. Технология серной кислоты. План: 1 Применение и свойства серной кислоты
При проведении процесса по нитрозному (башенному) методу в качестве переносчика кислорода используют оксиды азота
жүктеу/скачать 1,35 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 7.3 Основы контактного метода получения серной кислоты.
- S + O2 → SO2 +Q (2)
- На третьей стадии протекает обратимая экзотермическая химическая реакция контактного окисления диоксида серы
- 7.4 Получение обжигового газа из серы.
При проведении процесса по нитрозному (башенному) методу в качестве переносчика кислорода используют оксиды азота.В промышленности в основном применяют контактный метод получения серной кислоты, позволяющий использовать аппараты с большей интенсивностью.7.3 Основы контактного метода получения серной кислоты.Рассмотрим процесс получения серной кислоты контактным методом из двух видов сырья: серного (железного) колчедана и серы.Первой стадией процесса является окисление сырья с получением обжигового газа, содержащего диоксид серы. В зависимости от вида сырья протекают экзотермические химические реакции обжига: 4FeS2 +11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 +Q (1)S + O2 → SO2 +Q (2)При протекании реакции (1) помимо газообразного продукта реакции SO2 образуется твердый продукт Fe2O3, который может присутствовать в газовой фазе в виде пыли. Колчедан содержит различные примеси, в частности соединения мышьяка и фтора, которые в процессе обжига переходят в газовую фазу.Вторая стадия. Реакционный газ после стадии обжига колчедана должен быть предварительно направлен на стадию подготовки к контактному окислению, на которой помимо очистки от каталитических ядов выделяются пары воды (осушение), а также получаются побочные продукты (Se и Те). Если обжиговый газ получают сжиганием серы, то отпадает необходимость очистки от примесей. Стадия подготовки будет включать в себя лишь осушку газа и утилизацию теплоты.На третьей стадии протекает обратимая экзотермическая химическая реакция контактного окисления диоксида серыSO2 + 0,5О2 ↔ SO3 + Q (3)Последняя стадия процесса — абсорбция триоксида серы концентрированной серной кислотой или олеумом.7.3 Основы контактного метода получения серной кислоты.Отдельные этапы получения серной кислоты могут быть по-разному скомбинированы (рис. 7.2)Из приведенных схем следует, что в производстве серной кислоты по каждой из них можно выделить четыре основные крупные стадии: получение обжигового газа; подготовка обжигового газа к контактному окислению; каталитическое окисление диоксида серы; абсорбция триоксида серы. При различном технологическом оформлении некоторые детали этих стадий, особенно стадии 2, будут отличаться, однако принципиальный подход к их осуществлению будет одинаковым. 7.4 Получение обжигового газа из серы.При сжигании серы протекает необратимая экзотермическая реакция S + O2 → SO2 +Q (2) с выделением очень большого количества теплоты ∆H=-362,4 кДж/моль, или в пересчете на единицу массы 362,4/32 = 11,325 кДж/г = 11'325 кДж/кг серы.Взаимодействие серы и кислорода происходит в газовой фазе. Расплавленная жидкая сера, подаваемая на сжигание, испаряется (кипит) при температуре 444,6 °С; теплота испарения составляет 288 кДж/кг. Теплоты реакции горения серы вполне достаточно для испарения исходного сырья.Серу предварительно расплавляют. Так как температура плавления серы сравнительно низка, то отстаиванием и последующей фильтрацией от серы легко отделить механические примеси, не перешедшие в жидкую фазу, и получить исходное сырье достаточной степени чистоты. Для сжигания расплавленной серы используют два типа печей — форсуночные и циклонные. В них необходимо предусмотреть распыление жидкой серы для ее быстрого испарения и обеспечить надежный контакт с воздухом во всех частях аппарата.Концентрация диоксида серы в обжиговом газе зависит от соотношения серы и воздуха, подаваемых на сжигание. Если воздух брать в стехиометрическом количестве, то при полном сгорании серы концентрация SO2 будет равна объемной доле кислорода в воздухе Cso2max = 21 %. Однако обычно воздух берут в избытке, так как в противном случае в печи будет слишком высокая температура (примерно 1500 °С). В практических условиях возможности повышения температуры в печи ограничены тем, что выше 1300 oС быстро разрушается футеровка печи и газоходов. Обычно при сжигании серы получают обжиговый газ, содержащий 13—14% S02.7.4 Получение обжигового газа из серы.жүктеу/скачать 1,35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|