Производство серной кислоты из серы

Сжигание серы происходит значительно проще и легче, чем обжиг колчедан. Технологический процесс производства серной кислоты из элементарной серы отличается от процесса производства из колчедана следующими особенностями:

– особая конструкция печей для получения печного газа;

– повышенное содержание оксида серы (4) в печном газе;

– отсутствие стадии предварительной очистки печного газа.

Принципиальная схема производства серной кислоты из серы представлена на рис.6.3.

Сера Вода Абсорбент

Воздух

1 2 3 4 5 Серная

Пар кислота

Рис. 6.3. Принципиальная схема производства серной кислоты из серы:

1 –осушка воздуха, 2- сжигание серы, 3- охлаждение газа, 4 –контактирование, 5 –абсорбция оксида серы (6).

 

Фактически сера перед горением плавится и испаряется и сгорает в газовой фазе. Горение серы представляет гомогенную экзотермическую реакцию, которой предшествует процесс перехода твердой серы в жидкое состояние и ее последующее испарение: S_тв → Ѕ_жидк →Ѕ_пар.

Таким образом, процесс горения протекает в газовой фазе в потоке предварительно высушенного воздуха и описывается уравнением:

S + О₂ = SО₂ – ΔH

Для сжигания чистой серы применяют форсуночные и циклонные печи. Перед подачей в печь серу плавят в плавильном котле глухим паром, отфильтровывают от примесей и распыляют сжатым воздухом через форсунку в печи; при этом сера испаряется и сгорает. В форсуночной печи

пермешивание серы с воздухом недостаточное, тормозится процесс диффузией и происходит экстенсивно. В циклонной печи благодаря тангенциальному подводу воздуха происходит исключительно сильное пермешивание паров серы с воздухом и интенсивность сгорания увеличивается.

Печной газ при сжигании серы отличается более высоким содержанием оксида серы (4) и не содержит значительного количества пыли. При сжигании самородной серы в нем также отсутствуют соединения мышьяка и селена, являющимися каталитическими ядами.

Товарные сорта серной кислоты. Современная промышленность выпускает несколько сортов серной кислоты и олеума,различающихся концентрацией и чистотой. Чтобы уменьшить возможность кристаллизации

продуктов при перевозке и хранении, а также в самом производстве, установлены стандарты на товарные сорта, концентрации которых отвечают эвтектическим составам с наиболее низкими температурами кристаллизации

Сорт продукта	Содержание Н2SО4 %	Содержание св. SО3, %	Температура, °С
Башенная кислота		0,0	-29,5
Контактная кислота	92,5	0,0	-22
Олеум	104,5		+2,0
Высокопроцентная	114,6		-0,35

 

 

Вопросы для самоконтроля

1.Каковы основные технологические свойства серной кислоты и основное сырье для производства серной кислоты?

2.Перечислите стадии производства серной кислоты.

3.Почему реакция окисления сернистого ангидрида в серный ангидрид не идет без катализатора даже при высокой температуре?

4.Какие катализаторы применяют для стадии окисления SO₂ в SO₃?

5. От каких параметров процесса зависит скорость реакции окисления SO₂ в SO₃?

6. Нарисуйте схему производства серной кислоты по принципу ДК – ДА

7. Какие особенности имеют стадии производства серной кислоты из серы?

8. Какие существуют товарные сорта серной кислоты?