- •1.Виробництво сірчаної кислоти. Сировинна база.
- •2.Функціональна схема виробництва сірчаної кислоти
- •3. Методи окиснення сировини, що містить сірку
- •4. Область використання сірчаної кислоти
- •5.Процес окиснення сировини, що містить сірку у псевдозрідженому шарі.
- •6. Окиснення діоксиду сірки
- •7. Адсорбція триоксиду сірки водою
- •8. Адсорбція триоксиду сірки сірчаною кислотою
- •9.Тверді відходи у виробництві сірчаної кислоти.
- •10.Причини виникнення газових викидів у виробництві сірчаної кислоти.
- •11. Екологічні проблеми виробництва сірчаної кислоти
- •12. Пути решения екологических проблем в производстве серной кислоты.
- •13. Забруднення атмосфери при виробництві сірчаної кислоти
- •14.Порівняльна характеристика методів отримання двоокису сірки із сировини різної природи.
- •1. Випалення колчедану
- •2. Спалювання сірки та іншої сірковмісної сировини
- •15.Каталізатори у виробництві сірчаної кислоти. Каталізатори окислення
- •16.Доцільність місць розташування виробництв сірчаної кислоти.
- •17. Улавлювання туману у виробництві сірчаної кислоти
- •18. Виробництво фосфорної кислоти.
- •19. Области использования фосфорной кислоты
- •20. Функциональная схема производства фосфорной кислоты.
7. Адсорбція триоксиду сірки водою
Триоксид сірки (сірчаний ангідрид) SО3 має відносну молекулярну масу 80,062. Це безбарвний газ, що миттєво взаємодіє з парами води з утворенням туману сірчаної кислоти. При температурі 44 °С триоксид сірки перетворюються в безбарвну рідину; у твердому стані він може існувати в трьох модифікаціях: α-, ß- і у- з температурами плавлення 16,8, 31,5 і 62,2 °С відповідно. Модифікація α-SО3 є мономером; ß- і у-SО3 — полімерні модифікації. Сірчаний ангідрид α- форми є сильним окислювачем, його полімерні форми менш активні. Рідкий триоксид сірки змішується в будь-яких співвідношеннях з SО2.
Газоподібний SО3, реагуючи з HCl, утворює хлорсульфанову кислоту SО2(ОН)Cl.
Теоретичні основи процесу абсорбції. Процес абсорбція SО3 із отриманням сірчаної кислоти протікає по рівнянню:
nSO3 + Н2О = H2SO4 + (n - 1)SО3
8. Адсорбція триоксиду сірки сірчаною кислотою
У промислових умовах абсорбцію сірчаного ангідриду здійснюють розчинами сірчаної кислоти, причому SО3 взаємодіє з водою, що міститься в кислоті. Повнота абсорбції досягається при вживанні сірчаної кислоти певної концентрації і при температурі, відповідних мінімальному значенню рівноважного тиску пари SО3 над поверхнею Н2SО4. Цим умовам відповідає 98,3%-ная Н2SО4. Проте навіть при незначному відхиленні від концентрації 98,3% Н2SО4 міра поглинання SО3 різко знижується.
Чим нижче температура кислоти, що зрошує абсорбер, тим вище міра поглинання SО3. У промислових умовах ця температура рівна ~ 60°С. При цьому досягається майже 100%-ная абсорбція SО3, практично вона складає 99,9—99,99%. При зіткненні зрошувальної сірчаної кислоти з газовою сумішшю після контактного апарату з неї поглинається лише сірчаний ангідрид. Не поглинені гази і пари сірчаної кислоти, що виходять з моногідрату абсорбера, поступають у відділення очищення хвостових газів для видалення всіх домішок до ГДК, рівної 0,03 об’єм. % у перерахунку на SО2.
Відділення абсорбції контактного виробництва сірчаної кислоти складається з двох абсорберів — башт, з’єднаних між собою послідовно: оліумного і моногідратного.
Газ, що виходить з контактного відділення, поступає через ангідридовий холодильник в оліумний абсорбер, а потім в моногідрат. Перший абсорбер зрошується 20%-ним олеумом, другий — 98,3%-ной сірчаною кислотою. В процесі абсорбції SО3 концентрація олеуму зростає і на виході з апарату складає 21—22% SО3, а концентрація Н2SО4 на вході в абсорбер моногідрату дорівнює 98,3%, а на виході підвищується до 98,7%.
Після виходу з першого абсорбера 21—22%-ний олеум поступає в збірку; сюди ж безперервно додається певна кількість кислоти із збірки моногідрату для підтримки постійної концентрації олеуму, що витрачається на зрошення першого абсорбера. Постійність концентрації кислоти, що зрошує абсорбер моногідрату, підтримується шляхом подачі в збірку 93—94%-ної кислоти із збірки сушильної башти.
Отримання сірчаної кислоти з газів, SО3, що містять, і пари води, при температурі вище 400 °С можливо при охолодженні цих газів, оскільки при пониженні температури рівновага реакції утворення Н2SО4 зміщується убік утворення пари сірчаної кислоти, яка конденсується при подальшому охолоджуванні.
Конденсація сірчаної кислоти здійснюється в баштах з насадкою, в барботажних та інших конденсаторах.
В процесі абсорбції SО3 виділяється тепло, яке відводиться в холодильниках. Холодильники після сушильних і моногідратного абсорберів виконують з сірого чавуну; холодильники для олеуму — з вуглецевої сталі. На великих виробництвах сірчаної кислоти застосовують кожух-трубчасті холодильники для олеуму, виготовлені з неіржавіючої сталі або з анодним захистом. Окрім кожух-трубчастих холодильників застосовуються також пластинчасті або спіральні. У якості агенту, що охолоджує, у ряді випадків замість води використовують повітря.
Основними апаратами у відділенні абсорбції є абсорбери типа насадки — для поглинання SО3 — і холодильники для охолоджування циркулюючих кислот.