Sulfat kislota batareyasi GOST 667-73
Konsentrlangan batareyali sulfat kislota qo'rg'oshin-akkumulyator
batareyalarini distillangan suv bilan suyultirgandan so'ng ularni
to'ldirish uchun elektrolit sifatida ixtisoslashgan. Fizikaviy va kimyoviy
ko'rsatkichlar bo'yicha batareyaning oltingugurt kislotasi jadvalda
ko'rsatilgan standartlarga javob berishi kerak.
Ko'rsatkich nomi
Eng yaxshi
sinf
1. Monohidratning massa ulushi (N2SO4),%
2. Temirning massa ulushi (Fe),%, ortiq emas
3. Kalsinlanganidan keyin qoldiqning massa ulushi,%, ortiq emas
4. Azot oksidlarining massa ulushi (N2O3),%, ortiq emas
5. Mishyakning massaviy ulushi (As),%, ortiq emas
6. Xlorid birikmalarining massa ulushi (Cl),%, ortiq emas
7. Marganetsning massa ulushi (Mn),%, ortiq emas
8. Qo'rg'oshin (Pb) bo'yicha og'ir metallar yig'indisining massa ulushi,%, ortiq emas
9. Misning massa ulushi (Cu),%, ortiq emas
10. KMnO4 ni kamaytiradigan moddalarning massa ulushi, eritmaning sm3 (1/5 KMnO4)
\u003d 0,01 mol / dm3 bilan, ko'pi bilan
Ushbu maqolada oltingugurt kislotasi sanoati ishchilarining eng
muhim vazifasi muhokama qilingan, bu ilg'or tajribani qo'llash orqali
ishlab chiqarishni yanada takomillashtirishdir. ilg'or texnika va ish
usullarini joriy etish, shuningdek ilm-fan va texnikaning so'nggi
yutuqlari asosida oltingugurt kislotasini ishlab chiqarishning
printsipial yangi usullarini ishlab chiqishda.
sulfat kislota yutuvchi
1.
Oltingugurt kislotasi texnologiyasi fizikaviy va kimyoviy asoslari
Zamonaviy sulfat kislota ishlab chiqarishda xom ashyo oltingugurt
dioksidi (oltingugurt dioksidi), kislorod va suv bo'lib, ularning o'zaro
ta'siri umumiy stokiyometrik tenglamaga muvofiq davom etadi:
SO2 + 1 / 2O2 + nN2O N2SO4 + (n-1) N2O + Q (7)
Ushbu jarayon ikki yo'l bilan amalga oshiriladi - azotli va aloqa.
SO2 dan SO3 gacha oksidlanishning azotli usuli asosan suyuq fazada
sodir bo'ladi va kislorodni azot oksidlari orqali o'tkazishga asoslangan.
SO2 dan SO3 gacha oksidlovchi azot oksidlari NO ga kamayadi, u yana
gaz aralashmasining kislorod bilan ham suyuqlikda, ham gaz
fazalarida oksidlanadi.
Azotli usulning mohiyati shundan iboratki, otashin gazi changdan
tozalagandan so'ng, nitrat deb ataladigan azot oksidlari eritilgan sulfat
kislota bilan ishlanadi. Oltingugurt dioksidi nitroz bilan so'riladi,
so'ngra reaksiya natijasida azot oksidlari bilan oksidlanadi
SO2 + N2O3 + H2O \u003d H2SO4 + 2NO (8)
Hosil bo'lgan NO nitrozda yomon eriydi va shu sababli undan ajralib
chiqadi, so'ngra gaz fazasidagi kislorod bilan qisman oksidlanib NO2
dioksidga aylanadi. Azot oksidlari NO va NO2 aralashmasi oltingugurt
kislotasi va boshqalar tomonidan qayta so'riladi. Azot oksidlari asosan
azot jarayonida iste'mol qilinmaydi va ishlab chiqarish tsikliga
qaytariladi. Ammo, ularning sulfat kislota tomonidan to'liq
singdirilmasligi sababli, ular chiqindi gazlar tomonidan qisman olib
ketiladi; bu oksidlarning qaytarilmas yo'qotilishini tashkil qiladi.
SO2 ni azotli usulda oltingugurt kislotasiga qayta ishlash ishlab
chiqarish minoralarida - loy halqalardan yasalgan qadoq bilan
to'ldirilgan silindrsimon idishlar (balandligi 15 m va undan yuqori) da
amalga oshiriladi. Yuqoridan, gaz pıhtısına qarab, "nitroz" sepiladi -
reaktsiya natijasida olingan nitrosilsulfat kislota NOOSO3H bo'lgan
suyultirilgan sulfat kislota:
O3 + 2 H2SO4 \u003d 2 NOOSO3H + H2O (9)
SO2 ni azot oksidlari bilan oksidlanishi eritmada nitroz bilan singib
ketganidan keyin sodir bo'ladi. Nitrozli suv bilan gidrolizlangan:
H + H2O \u003d H2SO4 + HNO2 (10)
Minoralarga kiradigan oltingugurt dioksidi suv bilan oltingugurt
kislotasini hosil qiladi:
H2O \u003d H2SO3 (11)
HNO2 va H2SO3 ning o'zaro ta'siri sulfat kislota hosil bo'lishiga olib
keladi:
2 HNO2 + H2SO3 \u003d H2SO4 + 2 NO + H2O (12)
Chiqarilgan NO oksidlovchi minorada N2O3 ga aylanadi (aniqrog'i, NO
+ NO2 konsistentsiyasiga). U erdan gazlar yutish minoralariga kiradi, u
erda ularni kutib olish uchun oltingugurt kislotasi yuqoridan beriladi.
Nitroz paydo bo'ladi va ishlab chiqarish minoralariga pompalanadi.
Shu tarzda ishlab chiqarishning uzluksizligi va azot oksidlarining
aylanishi amalga oshiriladi. Egzoz gazlari bilan ularning muqarrar
yo'qotishlari HNO3 qo'shilishi bilan qoplanadi.
Azotli usulda olingan sulfat kislota etarli darajada yuqori
konsentratsiyaga ega va tarkibida zararli aralashmalar mavjud
(masalan, As). Uning yaratilishi atmosferaga azot oksidlarining chiqishi
bilan ("tulkining dumi", shuning uchun NO2 rang nomi bilan atalgan)
qo'shiladi.
Minoralarning pastki qismida 76% sulfat kislota, tabiiy ravishda, nitroz
tayyorlashga sarflanganidan kattaroq miqdorda to'planadi (axir,
"yangi tug'ilgan" sulfat kislota qo'shiladi).
Minora usulining nochorligi shundaki, olingan kislotaning
kontsentratsiyasi atigi 76% ni tashkil qiladi (yuqori konsentratsiyada
nitrosil sulfat kislotaning gidrolizi yomon). Bug'lanish orqali
oltingugurt kislotasining kontsentratsiyasi qo'shimcha qiyinchilik
tug'diradi. Ushbu usulning afzalligi shundaki, SO2 tarkibidagi
aralashmalar jarayonning borishiga ta'sir qilmaydi, shuning uchun
dastlabki SO2 ni changdan tozalash mumkin, ya'ni. mexanik
ifloslanish.
Ilgari azotli jarayon qo'rg'oshin kameralarida olib borilgan, shuning
uchun uni kamera usuli deb atashgan.Hozirgi kunda bu usul samarasiz
bo'lgani uchun ishlatilmaydi. Buning o'rniga minora usuli qo'llaniladi,
unga ko'ra SO2 qayta ishlashning barcha asosiy va oraliq jarayonlari
kameralarda emas, balki qadoqlash bilan to'ldirilgan va oltingugurt
kislotasi bilan sug'orilgan minoralarda sodir bo'ladi.
Aloqa usuli. 1831 yilda Angliyada Fillips tomonidan qattiq platina
katalizator yuzasida kislorod bilan SO2 oksidlanish imkoniyatining
kashf etilishi faqat 19-asrning 70-yillarida keng qo'llanilgan. Bunday
kech rivojlanish, birinchi navbatda, platina katalizatori o'z faoliyatini
tezda yo'qotishi bilan izohlanadi; ikkinchidan, o'sha paytda olyum
iste'molchilari bo'lmaganligi.
70-yillarda Knitch ishi tufayli platina faolligining pasayishi sababi
aniqlandi: pirit yoqilganda oltingugurt dioksidida mishyak borligi;
shuningdek, katalizator zaharidan qovurilgan gazni tozalash usulini
topdi.
Hozirgi vaqtda dunyodagi oltingugurt kislotasining katta qismi aloqa
usuli bilan ishlab chiqarilmoqda. Sulfat kislota ishlab chiqarishning
aloqa usuli bilan ko'payishi toza va konsentrlangan kislotaga bo'lgan
ehtiyoj, jarayonni avtomatlashtirish imkoniyati, shuningdek chiqindi
gazlar tarkibidagi oltingugurt oksidlari miqdorini ruxsat etilgan
maksimal kontsentratsiyaga (MPC) kamaytirish sababli yuqori texnik
daraja bilan belgilanadi. Dunyoda oltingugurt kislotasini olishning
aloqa jarayoni ikki usul bilan amalga oshiriladi:
S03 tarkibidagi oksidlanish darajasi S03 bilan 97,5-98% gacha bo'lgan
yagona aloqa (OC) usuli bilan va SO2 va SO3 o'z ichiga olgan chiqindi
gazlar atmosferaga ruxsat etilgan maksimal kontsentratsiyadan yuqori
(MPC) yuqoriga ko'tariladi, bu esa qurilish uchun qo'shimcha
xarajatlarni talab qiladi. ajratish tizimlarini tozalash;
· Ikki marta aloqa qilish (DC) va er-xotin yutilish (DA) usuli bilan. DK -
DA tizimlarida SO3 ning SO3 oksidlanish darajasi 99,7-99,8% ni tashkil
etadi, bu chiqindi gazlarda SO2 va SO3 maksimal ruxsat etilgan
kontsentratsiyasiga erishishga mos keladi.
DC tizimiga muvofiq aloqa usuli bilan oltingugurt kislotasini ishlab
chiqarish quyidagi bosqichlardan iborat:
) xom ashyoni tayyorlash;
) oltingugurt dioksidini olish
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + 3415 Q (t \u003d 800 ° C) (13)
yoki 3FeS2 + 8O2 → Fe3O4 + 6SO2 + Q (14)
yoki oltingugurt yonishi S + O2 → SO2 (15)
)
gazni tozalash;
) oltingugurt dioksidining oksidlanishi
2SO2 + O2 -2SO3 + Q (400-500 ° S, cat-r V2O5) (16)
) SO3 singishi
H2O → H2SO4 + Q (17)
) chiqindi gazlarni tozalash.
DC - DA tizimi tomonidan oltingugurt kislotasini olganda, oltinchi
bosqich mavjud emas.
Menga sulfat kislota texnologiyasining aloqa usuli yoqdi, chunki u eng
samarali (yuqori darajadagi konversiyaga erishiladi) va ekologik
jihatdan toza (chiqindilar MPC va MPE standartlariga javob beradi).
Jarayonning kinetikasi va mexanizmi
Jarayon kimyosi:
Oltingugurtning yonishi
SO2 dan SO3 gacha oksidlanish
SO3 ning yutilishi
Sulfat kislota ishlab chiqarishda eng muhim vazifa SO2 ning SO3 ga
aylanishini oshirishdir. Bu vazifani bajarish oltingugurt kislotasi
unumdorligini oshirishga qo'shimcha ravishda ekologik muammolarni
hal qilishga imkon beradi - atrof-muhitga zararli komponent SO2
chiqindilarini kamaytirish.
SO2 konversiyasining ko'payishiga turli yo'llar bilan erishish mumkin.
Ulardan eng keng tarqalgani - bu er-xotin aloqa qilish sxemalarini
yaratish.
Sulfat kislotani kontakt usulida ishlab chiqarishda SO2 ning SO2 + 1 /
2O2↔SO3 + Q reaktsiyasi bilan oksidlanishi katalizator ishtirokida
sodir bo'ladi. Turli metallar, ularning qotishmalari va oksidlari, ba'zi
tuzlar, silikatlar va boshqa ko'plab moddalar SO2 oksidlanishini
tezlashtirish qobiliyatiga ega. Har bir katalizator konversiyaning
ma'lum, xarakterli darajasini ta'minlaydi. Zavodda katalizatorlardan
foydalanish eng yuqori konversiya stavkasiga ega bo'lganidan
foydaliroqdir, chunki oksidlanmagan SO2 ning qoldiq miqdori yutilish
qismida olinmaydi, balki chiqindi gazlar bilan birga atmosferaga
tashlanadi.
Uzoq vaqt davomida platina bu jarayon uchun eng yaxshi katalizator
deb hisoblangan, u mayda ezilgan holatda tolali asbest, silikagel yoki
magniy sulfatiga surtilgan. Biroq, platina, eng yuqori katalitik faollikka
ega bo'lsa-da, juda qimmat. Bundan tashqari, uning tarkibidagi gaz eng
kam miqdordagi mishyak, selen, xlor va boshqa aralashmalar mavjud
bo'lganda uning faoliyati ancha kamayadi. Shu sababli, platinali
katalizatordan foydalanish gazni puxta tozalash zarurati tufayli
apparatni loyihalashning murakkablashishiga olib keldi va tayyor
mahsulot narxini oshirdi.
Platinali bo'lmagan katalizatorlar orasida vanadiy katalizatori
(vanadiy pentoksidi V2O5 asosida) eng yuqori katalitik faollikka ega; u
platinaviy katalizatorga qaraganda arzonroq va iflosliklarga sezgir
emas.
Sülfürik kislota ishlab chiqarishda, ularning tarkibiga kiradigan
elementlarning boshlang'ich harflari bilan nomlangan vanadiy (V)
oksidi markalari BAS va SVD asosidagi aloqa massalari katalizator
sifatida ishlatiladi.
BAS (bariy, alyuminiy, vanadiy) tarkibi:
Do'stlaringiz bilan baham: |