Скачать Производство серной кислоты - диплом по химии
Не нашли нужный чертёж? Тогда просто закажите его у нас!
Получение обжигового газа из руды.
Суммарную реакцию обжига руды можно представить в виде реакции с колчеданом 4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2, где ∆Н=-853,8 кДж⁄моль FeS2, или 7117 кДж ⁄кг. Фактически она протекает через несколько последовательно-параллельных стадий. Сначала происходит медленная эндотермическая реакция термического разложения дисульфида железа, а затем начинаются сильно экзотермические реакции горения паров серы и окисления сульфида железа FeS.
83 0

Производство серной кислоты - диплом по химии

550.00 RUB

715.00 RUB

Получение обжигового газа из руды. Суммарную реакцию обжига руды можно представить в виде реакции с колчеданом 4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2, где ∆Н=-853,8 кДж⁄моль FeS2, или 7117 кДж ⁄кг. Фактически она протекает через несколько последовательно-параллельных стадий. Сначала происходит медленная эндотермическая реакция термического разложения дисульфида железа, а затем начинаются сильно экзотермические реакции горения паров серы и окисления сульфида железа FeS.

Если у вас есть промокод, то воспользуйтесь им.
На указанный E-mail будет отправлен архив с работой.

Работа будет доступна для скачивания после оплаты. Произвести оплату можно картами VISA и MasterCard.

Руды, применяемые для обжига, предварительно обогащают флотацией. Флотационная руда содержит ряд примесей (в частности, соединения мышьяка, селена, теллура, фтора), которые при обжиге переходят в состав обжигового газа в виде оксидов As2O3, SeO2,TeO2 и фторсодержащих газообразных соединений HFSiF4. Наличие этих соединений обусловливает необходимость последующей очистки газа. В состав обжигового газа входит также небольшое количество триоксида серы SO3.

Обжиг руды - типичный гетерогенный процесс в системе «газ - твердое», который можно описать моделью с фронтальным перемещением зоны реакции. В соответствии с этой моделью процесс включает ряд диффузионных стадий и саму химическую реакцию, также многостадийную. Для увеличения скорости процесса стремятся прежде всего уменьшить сопротивление диффузионных стадий, т. е. не проводить обжиг колчедана в диффузионной области. Это может быть достигнуто измельчением твердой фазы и интенсивной турбулизацией потока. Наиболее удобным аппаратом для этой цели является печь с псевдосжиженным слоем колчедана (печь «кипящего слоя» КС).

Температура процесса должна быть достаточно большой для обеспечения высокой скорости реакции. При низких температурах (ниже 500˚C) не может протекать эндотермическая реакции термического разложения сульфидов металлов. Однако проведение обжига при очень высоких температурах может вызвать нежелательный физический процесс спекания частиц горящего материала, приводящий к увеличению их размеров. Следствием этого явится увеличение времени полного превращения твердых частиц τп и понижением производительности печи. Температура спекания колеблется в зависимости от состава (сорта) руды в пределах от 800 до 900˚C. Проведение процесса в адиабатическом режиме привело бы к разогреву до более высоких температур. Поэтому часть теплоты обжига приходится отводить внутри печи. Удобнее всего это сделать в печах КС, так как в псевдосжиженном слое твердого материала достаточно велик коэффициент теплоотдачи от колчедана к поверхности охлаждающих элементов [~ 1000 кДж/(мІ·ч·К)] и в «кипящей» слой можно ввести змеевики охлаждения.

Для обжига руд применяют несколько типов непрерывно действующих печей, в которых по разному решен вопрос о характере движения твердой фазы. В старых сернокислых установках можно встретить механические (подовые) печи. Измельченный колчедан находиться в таких печах на нескольких подах и сгорает по мере перемещения его гребками с одного пода на другой. В печах пыливидного обжига частицы руды сгорают во время падения в полой камере. В циклонные печи сульфиды металлов подают тангенциально вместе с горячим воздухом с большой скоростью; колчедан сгорает, вращаясь в печи вместе с воздухом: расплавленный огарок вытекает через специальные отверстия.

В настоящее время в сернокислой промышленности для обжига руд применяют в основном печи кипящего слоя с псевдоожиженным слое твердого материала. В псевдоожиженном слое обеспечивается высокая скорость диффузионных и теплообменных процессов (подвод кислорода к поверхности колчедана, отвод диоксида серы в газовый поток, отвод теплоты от поверхности сырья к газовому потоку). Отсутствие тормозящего влияния масс - и теплообмена позволяет проводить обжиг колчедана в таких печах с высокой скоростью. Печи КС характеризуются максимальной интенсивностью в сравнение с другими конструкциями, применяемые для обжига руды. К недостаткам печей КС можно отнести высокую запыленность обжигового газа.

Очистка газа.

Обжиговый газ после сухих электрофильтров с температурой не более 3000С поступает в промывное отделение для удаления примесей.

Сернистый газ охлаждается и промывается серной кислотой, последовательно проходя 1-ю и 2-ю промывные башни (башни стальные, футерованные кислотоупорным кирпичом, 2-я башня имеет насадку из колец «Рашига»). Часть образующегося тумана осаждается в промывных башнях, большая часть поступает в последующую очистную аппаратуру - в мокрый электрофильтр типа ЭТМ далее в мокрые электрофильтры второй ступени. Промывные башни орошаются в замкнутом цикле.

Между электрофильтрами 1-й и 2-й стадии предусмотрена увлажнительная башня, предназначенная для увлажнения газа и укрупнения тумана серной кислоты.

Первая промывная башня работает в испарительном режиме.

Газ после 1-го, 2-го промывных циклов проходит фильтры ЭТМ (по четыре электрофильтра на системе). Массовая доля серной кислоты, орошающей 1-ю промывную башню, не должна превышать 43 %, так как при этом ухудшается степень очистки газа от фтора. Массовая концентрация фтора не должна превышать 2,0 г/дм3, хлора - 13,0 г/дм3.

Вытекающая из 1-й промывной башни кислота поступает в отстойник, освобождается от взвешенных частиц, направляется в сборник, откуда насосами подается вновь на орошение первой промывной башни. Объем серной кислоты, расходуемой на единицу площади при орошении 1-й промывной башни (плотность орошения), составляет 10-15 м3/(чм2) (на 4-й системе - 20 м3/(чм2)).

Загрязненная фтором, хлором, мышьяком, цинком промывная кислота периодически выводится на станцию смешивания, на переработку.

Для поддержания постоянного уровня в цикл 1-й промывной башни вводится кислота 2-й промывной башни. Концентрация второй промывной кислоты поддерживается за счет подачи кислоты из увлажнительного цикла, а концентрация увлажнительной кислоты поддерживается за счет подачи в цикл технической воды. Массовая доля серной кислоты во 2-й промывной башне поддерживается не более 15 %, увлажнительной кислоты не более 5%.

Для охлаждения орошающей кислоты второй промывной башни установлены кожухотрубные теплообменники на 3 системе, на 4-й и 5-й системах - пластинчатые теплообменники фирмы «Альфа Лаваль».

Объем серной кислоты, расходуемой на единицу площади при орошении 2-й промывной башни (плотность орошения), составляет 5-10 м3/(чм2) (на 4-й системе - 15 м3/(чм2)).

На 3 системе для охлаждения кислоты увлажнительного цикла установлены кожухотрубные графитовые теплообменники ТГ-КТ 1400, на 4-й и 5-й системах - пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали.

Вода на входе в промывное отделение 4-й системы проходит очистку от механических примесей, фракцией более 50 мкм в щелевых автоматических фильтрах.[1]

Осушка газов.

Из промывного отделения сернистый газ, насыщенный парами воды, с температурой не более 450С, поступает в сушильное отделение. Ввод конденсационной воды (вместо водооборотной) в систему позволяет улучшить качество выпускаемой продукции, снизить коррозию кожухотрубных холодильников и засульфачивание насадки абсорберов. 

Пары воды безвредны для ванадиевой контактной массы, но они приводят к образованию тумана в абсорбционном отделении, возможны большие потери серной кислоты с отходящими газами, кроме того, увеличивается коррозия аппаратуры контактного отделения.[4]

В сушильной башне, стальной, футерованной кислотоупорным кирпичом, с насадкой из колец «Рашига» 50х50 мм влага газа поглощается серной кислотой, брызги серной кислоты улавливаются в брызгоуловителе.

Для достижения хорошей осушки газа необходимо, чтобы сушильные башни непрерывно и равномерно по всему сечению орошались кислотой требуемой концентрации (92,5-95,0 % в летний период и 92,5-94,0 % в зимний). Для поддержания концентрации орошающей кислоты в цикл сушильной кислоты непрерывно добавляется моногидрат. Одновременно избыток сушильной кислоты откачивается на склад, как готовый продукт. При поглощении воды из газа кислота разогревается, что ухудшает ее гигроскопические свойства, поэтому необходимо ее охлаждение.[3]

Охлаждение кислоты проводится в кожухотрубных нержавеющих холодильниках с поверхностью охлаждения 350 м2 и 445 м2, на 3 системе в теплообменниках 1200 ТКГ (F=402 м2), на 4-й и 5-й системах в пластинчатых теплообменниках из нержавеющей стали, в которые кислота поступает под давлением. Вода на входе в сушильно-абсорбционное отделение 4-й системы проходит очистку от механических примесей, фракцией более 50 мкм в щелевых автоматических фильтрах.

Из сборника кислота насосами подается вновь на орошение башни и частично выводится на склад готовой продукции. Часть кислоты поступает в цикл моногидратного абсорбера для разбавления моногидрата.

Кислота, уловленная в брызгоуловителе, стекает в сборник сушильной кислоты. Газ, освобожденный от брызг, поступает на всас нагнетателя, который протягивает его через аппаратуру отделений очистки газа и продавливает через аппаратуру отделений контактирования и абсорбции.

В качестве брызгоуловителей на 3-й системе установлена система предварительной очистки «Munfers Euroform» и демистер «Becoil», на 4-й и 5-й системах установлен демистер «Becoil».

После нагнетателя газ проходит так называемый маслоотделитель, работающий по принципу циклона, где осаждаются брызги серной кислоты и сульфата железа, на 3-й системе установлен маслоотделитель с фильтрующим элементом из кварцевой крошки, на 4-й системе - кольца «Рашига» 50х50 мм, на 5-й системе - кольца «Рашига» 25х25мм. После маслоотделителя газ поступает в контактное отделение. [1]

Окисление диоксида серы в триоксид серы.

В производстве серной кислоты применяется отечественный катализатор марок СВД, СВС, СВНТ.

Очень важным показателем качества контактной массы является температура зажигания, при которой начинается разогрев катализатора. Температура зажигания ванадиевой контактной массы зависит не только от качества катализатора, но и от состава газовой смеси. Она повышается с уменьшением содержания кислорода в газе.

Активность катализаторов оценивается константой скорости процесса окисления в изотермических условиях.

С течением времени температура зажигания контактной массы в промышленных аппаратах повышается, поэтому постепенно увеличивают и температуру газа на входе в первый слой катализатора.

В промышленных аппаратах активность ванадиевой контактной массы со временем снижается и особенно быстро при температуре более 6200С для отечественного катализатора марок СВД, СВС. Катализаторы марки VK более термостабильны и могут работать при температуре до 6300С. Снижение активности контактной массы при повышенных температурах происходит вследствие разрушения активного комплекса V2O5xK2S2O7, изменения структуры катализатора, уменьшения его пористости и активной поверхности.

Каталитическая активность контактной массы понижается в присутствии небольших количеств так называемых контактных ядов (As2O3, SiF4, HF и др.). Периодичность замены катализатора определяется из условий ведения технологического процесса. Контактная масса создает сравнительно большое гидравлическое сопротивление прохождения газа/

В результате коррозии внутренних стенок аппаратуры контактного отделения при недостаточно полной очистке газа от брызг и тумана серной кислоты может образоваться сульфат железа и твердые корки в верхних слоях катализатора, что ухудшает каталитическую активность катализатора и увеличивает гидравлическое сопротивление.[5]

work3.rtf
3.079 Мб

Школьные предметы


Отражение агрессии с Запада. Невская битва 1240 г. и Ледовое побоище 1242 г. ВОПРОСЫ: 1. Общий ход Невской битвы 1240 года. 2. Ледовое побоище и его историческое значение.
133 6
550.00 RUB
715.00 RUB
Отражение агрессии с Запада. Невская битва 1240 г. и Ле...
Никто, разумеется, не предполагал, что из пытливого мальчугана, увлекшегося в послевоенном детстве игрой, больше похожей на забаву, нежели на серьезное занятие, получится классный футболист и выдающийся тренер современности. .
61 4
550.00 RUB
715.00 RUB
Доклад: Лобановский Валерий Васильевич
Курсовой работе по инженерной компьютерной графике
118 5
550.00 RUB
715.00 RUB
Ролик Натяжной
Реферат по биологии
61 3
550.00 RUB
715.00 RUB
Серый варан
Реферат по литературе
140 1
550.00 RUB
715.00 RUB
Александр Дюма
Дипломный проект по микробиологии
задачи.
1)	Оценить влияние микробиологических препаратов на выживаемость и развитие пятнистой оранжерейной тли;
2)	Оценить влияние П-56-1 и S-100кр. на выживаемость хищной галлицы Aphidoletes aphidimyza Rond. на разных стадиях развития.
39 1
550.00 RUB
715.00 RUB
Оценка влияния микробиологических препаратов на тлей и...