3-мавзу: сульфат кислота ишлаб чиқариш технологияси режа

Контакт оксидлаш. Оксидлаш жараёни экзотермик катализнинг гетероген оксидланиши учун типик мисолдир.
2SO₂+O₂ 2SO₃ + 2∙96,7 кДж (500 ⁰С)
Ле-Шателье принципига кўра SO₂ ҳосил бўлиши ҳарорат пасайиши ва босим ошиши билан кўпаяди. Юқоридаги реакция учун SO₂ нинг SO₃ га айланиш даражаси қуйидагича бўлади:
Бу ерда: G-SO₃мувозанатнинг миқдори; Gмах-SO₃ нинг максимал чиқиш миқдори; Р_SO2 ва P_SO3 – мувозанатдаги мос газлар парциал босимлари ёки ҳажмий концентрациялари. Босим ошиши реакция тезлигини оширади:

Атмосфера босимида атмосфера константасининг температурага боғлиқлиги қуйидаги расмда келтирилган:

Тўғри реакция тезлиги 2SO₂+O₂ 2SO₃ 3-тартибли реакциялардек бўлади (n=2+1=3), яъни: u= dC_SO3/d = k₁  C²_SO2 C_O2

Контакт – оксидлашда платина катализатори фаол ишлайди. Аммо қимматлилиги ва As таъсирида осон заҳарланиги оқибатида бу катализатор буғунги кунда ишлатилмайди. Темир оксиди арзон, мишьяк билан заҳарланмайди. Аммо одатдаги таркбда (7% SO₂ ва 11 % О₂) катализаторлик фаолиятини 625 ⁰С дан юқорида кўрсатади.

Ваннадий катализатори V₂O₅ унчалик фаол эмас, аммо мишьякда бир неча минг марта кам (платинага нисбатан) заҳарланади. Асосан 7 % V₂O₅ гача қўлланилади.
Ваннадийли контакт масса алюминосиликатларга сингдирилган ғоввак гранула, таблеткалардан иборат. 400-600 ⁰С да ишлайди. Ундан юқори температурада фаоллиги камаяди.

Контакт усулида H₂SO₄ ишлаб чиқаришнинг технологик схемаси расмда келтирилган. SO₂ гази чанг ва қуйидагилардан электрофильтрда тозаланиб, 300 ⁰С ҳароратда ярим ювиш минорасида тушади.

Сульфат кислота ишлаб чиқаришнинг технологик схемаси

1 – 1-чи ювиш минораси; 2 - 2-чи насадкаси ювиш минораси ; 3 – хул электрофильтр; 4 –насадкли қуритиш минораси; 5 - турбокомпресор; 6 - трубкали иссиқлик алмашиниш аппарати; 7 - контакт аппарати; 8 - трубкали газ совитгичи; 9 ва 10 - насадкали абсорбцион миноралар; 11 – марказдан кочма насос; 12 - кислот йиггич; 13 - кислот совитгичлар

У ерда совуқ 75 % ли H₂SO₄ билан ювилади. Газнинг батамом тозаланиши хўл электрофильтрларда амалга оширилади. Газни кўпарос мойи билан қуритиш орқали тозалаш жараёни тўхтайди. Одатда 2 та қуритиш минораси ўрнатилади. Миноралар, газ трубалари ва кислота йиғгичлар ички қисми кислотагабардош ғиштдан ёки диабали плиткадан қопланган пўлатдан қилинади. Қуруқ ҳолдаги SO₂ ва SO₃ агрессив эмас. Шунинг учун бу газлар юрадиган аппаратлар одатдаги углеродли пўлатдан қилиниши мумкин.

Асосан таёқчали контакт аппарати ишлатилади.
Бу аппарат цилиндрик корпус бўлиб диаметри 3 дан 12 метргача ва баландлиги 10-25 м гача бўлади. Корпус ичига 4-5 панжара контакт масса қўйилади. Қуйидаги расмда замонавий контакт аппаратининг тузилиши келтирилган.
Бу аппаратда суткасига 1000 тоннагача Н₂SO₄ ишлаб чиқариш имкони бўлади. Аппарат диаметри 12 м, баландлиги 22 метр. Бу реактор идеал сиқиб чиқарувчи реакторлар типига киради.
Олтингугурт III-оксидини абсорбциялаш.
Абсорбция насадкали минораларда амалга оширилади. SO₃+H₂O H₂SO₄+9200 Дж
(технология суюлтирилган H₂SO₄га юттирилади)
Шу билан бирга H₂SO₄ ишлаб чиқаришни ривожлантириш ривожлантириш тенденциялари мавжуд. Улар-аппаратлар қувватини ошириш, уларни бошқаришни компьютерлаштириш; Жараёнларни интенсивлаш – «қайнар қатламли» (печь ва контакт аппаратларида); олиб бориш ва фаол катализаторлар танлаш; ҳосил бўлиш коэффициентини оширувчи тадбирлар белгилаш – ҳом ашё сарфини камайтириш, зарарли чиқиндиларни камайтириш, утилизациялаш; олтингугуртли бирикмаларнинг (S, SO₂, SO₃, H₂S) ишлатилиш имкониятларини излаш; чиқинди газларни зарарсизлантириш, окава сувларни нейтраллаш кабилардир.
БАЁН ҚИЛИНГАН БУТУН ЖАРАЁННИ ҚУЙИДАГИ ИХЧАМЛАШГАН КЎРИНИШГА ОЛИБ КЕЛИШ МУМКИН: