Технологии производства H2SO4
Ежегодно российские предприятия производят более 10 миллионов тонн H2SO4. Химическое производство серной кислоты в нашей стране и других государствах мира осуществляется двумя способами:
Контактный метод
Эту технологию характеризуют такие преимущества: продукт точно соответствует действующим стандартам, безотходное производство и минимизация ущерба окружающей среде. Для изготовления продукта используется пирит, сера, сероводород, оксид ванадия, сульфиды металлов.
Перед закладкой технологическую линию пирит измельчают в дробильной установке, это разрешает увеличить площадь соприкосновения частей, а, следовательно, скорость реакции. В производственном процессе задействованы следующие аппараты:
| Оборудование | Содержание этапа производства |
|---|---|
| Печь для обжига | Подготовленный пирит засыпают в печь для обжига, где создана температура +800 градусов С. Для более полного обжига сырья снизу подается обогащенный кислородом воздух. В печи для обжига выжигаются примеси, выделяются кислород, SO2 и водяные пары. |
| Циклон | Печной газ в циклоне очищается от посторонних веществ, в частности от оксидов железа. Последние за счет воздействия центробежной силы опадают на дно установки. |
| Электрофильтр | Здесь происходит второй этап очистки от ненужных примесей. Посредством электростатического притяжения они прилипают к пластинам. |
| Сушильная башня | В сушильной башне очищенный печной газ проходит осушку. Он поднимается снизу, а сверху сливается серная кислота – концентрат. |
| Теплообменник | В этом аппарате осуществляется подготовка печного газа к реакциям в контактном аппарате. В теплообменнике он нагревается. Нужные температуры обеспечиваются теплом из контактного аппарата. |
| Контактный аппарат | Здесь происходит окисление диоксида серы до серного ангидрида. Поскольку данный процесс обратим, в аппарате созданы специальные условия для прямой реакции: температура от 400 до 500 градусов С, ванадиевый катализатор, повышенное давление. Процесс окисления начинается, когда смесь достигает катализатора. Образовавшийся промежуточный продукт через теплообменник уходит в поглотительную башню. |
| Поглотительная башня | На финальном этапе производства серной кислоты продукт обрабатывается 98% концентратом серной кислоты. Оксид серы легко растворяется в нем. В результате воздействия получается олеум, которое переливают в резервуары из металла. |
На каждом этапе производства выделяется много тепла, которое используют, как дополнительный источник энергии.
Нитрозный метод
Это способ производства серной кислоты подразделяется на два вида: башенный и камерный.
Технология имеет свои преимущества:
- переработка диоксида серы;
- нет необходимости в сложном оборудовании;
- максимальная экономия средств.
Есть и недостатки. Финальный продукт – это 75-процентная концентрированная серная кислота, которая не полностью соответствует действующим стандартам, поскольку в ее составе остается много примесей. Этот способ наносит существенный ущерб окружающей среде – в атмосферу выбрасываются большие объемы токсичных веществ. Но из-за дешевизны и простоты он остается востребованным.
Нитрозное производство серной кислоты предполагает переработку сернистого газа. Для трансформации в H2SО4 его окисляют двуокисью серы. Также в процессе участвует вода и окислы азота, поскольку сырье не взаимодействует с кислородом.
Сфера применения серной кислоты
Каждый год в мире потребляется около 200 миллионов тонн H2SО4. Большая часть продукции используется химическими комбинатами и предприятиями по производству удобрений. Остальные объемы применяют в производстве лакокрасочных материалов, медицинских средств, взрывчатых и дымообразующих веществ, средств для очистки металлов, составов для увеличения стойкости к детонациям масел и бензина, эмульгаторов для пищевых производств и других продуктов.
Нитрозный метод
Это способ производства серной кислоты подразделяется на два вида: башенный и камерный.
Технология имеет свои преимущества:
- переработка диоксида серы;
- нет необходимости в сложном оборудовании;
- максимальная экономия средств.
Есть и недостатки. Финальный продукт – это 75-процентная концентрированная серная кислота, которая не полностью соответствует действующим стандартам, поскольку в ее составе остается много примесей. Этот способ наносит существенный ущерб окружающей среде – в атмосферу выбрасываются большие объемы токсичных веществ. Но из-за дешевизны и простоты он остается востребованным.
Нитрозное производство серной кислоты предполагает переработку сернистого газа. Для трансформации в H2SО4 его окисляют двуокисью серы. Также в процессе участвует вода и окислы азота, поскольку сырье не взаимодействует с кислородом.
