Очистка сернистого газа от примесей

Очистка газов от пыли, уносимой потоком газа из печей, необходима для того, чтобы пыль не засоряла последующую аппаратуру и не загрязняла кислоту. Очистка проводится в циклонах и электрофильтрах. По нормам технологического режима содержание пыли в газе не должно превышать 1000 мг/м³

3) Контактное окисление SO₂ в SO₃

Главной стадией всего процесса получения серной кислоты является контактное окисление SO₂ в SO₃. При изменении внешних условий химическое равновесие смешается в сторону той реакции, которая ослабляет внешнее воздействие, то равновесие обратимой реакции:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃ + Q.

Равновесие сдвигается в сторону образования SO₃ при понижении температуры и повышении давления. Повышение давления естественно увеличивает и скорость реакции. Однако повышенное давление в этом процессе применять нерационально, т.к. кроме реагирующих газов пришлось бы сжимать балластный азот, составляющий обычно 80% всей смеси.

Открыты сотни веществ, ускоряющих реакцию окисления SO2, но были применены в производстве лишь 3 катализатора: металлическая платина, оксиды железа, пятиоксид ванадия.

Без катализатора реакция проходит очень медленно вследствие малой вероятности столкновения трёх молекул и очень большой энергии активации. В большинстве случаях применяется ванадиевый катализатор.

Процесс катализа слагается из следующих стадий:

1) Диффузия реагирующих компонентов из ядра газового потока к гранулам, а затем в порах контактной массы.

2) Сорбция кислорода катализатором.

3) Сорбция молекул SO₂ с образованием комплекса SO₂*O*катализатор.

4)Перегруппировка электронов с образованием комплекса SO₃*катализатор.

5) Десорбция SO₃.

6) Диффузия SO₃ из пор контактной массы и от поверхности зерен.

Рост температуры увеличивает равновесную концентрацию, поэтому в начале процесса увеличивается, а при приближении фактического выхода к равновесному сильнее сказывается влияние падения равновесной концентрации SO₃ и скорость с дальнейшем ростом температуры начинает снижаться. Таким образом, в контактных аппаратах для достижения максимальной скорости процесс следует начинать при возможно более высоких температурах (около 600^оС), и заканчивать при 400^оС.

4) Абсорбция серного ангидрида.

SO₃ предварительно подвергается осущке перед контактным аппаратом и абсорбируется серой кислотой. Серный ангидрид растворяется в серной кислоте, а затем соединяется с водой по реакции:

nSO₃+H₂O=H₂SO₄+(n-1)SO₃+Q

Абсорбцию ведут концентрированными кислотами (98%). В зависимости от количества соотношения воды и сернистого ангидрида получается серная кислота различной концентрации. При п>1 образуется олеум; при п=1 – моногидрид (100% серная кислота); при n<1 – водный раствор серной кислоты.
Вопрос № 24