Phương pháp sản xuất khí sunfurơ trong công nghiệp

2-Quy trình sản xuất2.1.Chuẩn bị nguyên liệu_Nguyên liệu được nghiền nhỏ để có kích thước nhấtđịnh,sàng lọc, để đưa qua các lò đốt._Để quá trình đốt nguyên liệu đỡ tốn nhiệt,ta cầnlọc bụi ngay từ giai đoạn này,dù sau giai đoạn nàyvẫn cần phải lọc bụi thêm nữa._Quặng phải được sấy khô để giảm hàm lượng ẩm,để tránh tổn thất nhiệt trong quá trình đốt ngưyênliệu.2-Quy trình sản xuất2.2.Sản xuất khí sunfuro [SO2 ]-Đối với các nguồn nguyên liệu có sẵn SO2 thì tachuyểnngay qua giai đoạn tinh chế khí SO2[Sẽ đượcnói ở phần sau].-Đối với các nguồn nguyên liệu thô sơ,là hợp chất củaSO2 thì cần qua giai đoạn đốt để tạo ra SO2.-Các nguồn nguyên liệu chứa S,quặng pirit,….là nhữngnguồn nguyên liệu được sử dụng chủ yếu trong qúatàinh sản xuất axit sunfuric;ngoài ra cũng có rấtnhiều nguồn khác,trong đó phải kể đến axitsunfuric dư thừa trong các quá trình trước Đối với quặng pyrit:Đầu tiên FeS2 bị phân hủy .[nhiệt độ vào khoảng 550 0C].2 FeS2 --------> FeS+ S2 + QHơi lưu huỳnh tách ra sẽ cháy giống như quá trình đốtlưu huỳnh nguyên tốS2+ 2O2 ----> 2 SO2FeS tiếp tục cháy4 FeS + 7 O2 --------> 2 Fe2O3 + 4 SO2Hoặc 3 FeS + 5O2 --------> Fe2O3 + 3 SO2 - Qúa trình cháy của quặng không những chỉ xảyra giữa pirit và Oxy mà còn xảy ra giữa các pharắn:FeS2 + 16 Fe2O3 = 11 Fe3O4 + 2 SO2FeS + 10 Fe2O3 = 7 Fe3O4 + 4 SO2FeS2 + 5Fe3O4 = 16 FeO + 2 SO2FeS + 3 Fe3O4 = 10 FeO + SO2Sản phẩm khí lò của quá trình đốt quặng pirit gồmcó: SO2, SO3, Fe2O3, N2, O2 , H2O, HF, SiF4 ......-Đối với lưu huỳnhQuá trình đốt lưu huỳnh tương đối đơn giản vì sản phẩmcủa quá trình chỉ có SO2 .S[r] + O2[k] = SO2 + QPhản ứng nằm trong miền động học nên khi tăn nhiệt đọtốc đọ pư tăng. Thành phần khí lò chủ yếu là SO 2 , O2 ,N2Đối với khí thảiS + O2 = SO22H2S + 3 O2 = 2 SO2 + 2H2OĐối với thạch cao :CaSO4 = CaO + SO2 [Phản ứng diễn ra ở 1400 – 1500 0C2 CaSO4 + C = 2 CaO + 2 SO2 + CO2.3-Tinh chế khí Khí lò từ lò đốt quặng được làm nguội trong nồihơi, tách bụi trong xyclon, lọc điện khô có nhiệt độ300-400 o C đi vào công đoạn làm sạch khí để táchcác tạp chất có hại đối với xúc tác và sấy khô.- Quá trình tách bụi được thực hiện trong các thiếtbị xyclon, lọc điện khô, tháp rửa- Quá trình tách các tạp chất hóa học được thực hiệntrong các thiết bị: tháp rửa, lọc điện ướt, tháp sấy.2.4.Oxi hóa SO2 thành SO3 Phản ứng oxi hóa SO2Oxi hóa SO2 tiếp xúc là phản ứng đặc trưng chophản ứng dị thể, tỏa nhiệt, có xúc tác.P,T [X/T]SO2+ ½ O2SO3 + QĐây là phản ứng thuận nghịch, tỏa nhiệt, giảm thểtích và có sử dụng xúc tác.Có 2 phương pháp tiếp xúcphương pháp tiếpxúc đơn:phương pháptiếp xúc képĐối với phương pháp tiếpxúc kép: chuyển khí sảnphẩm từ sau lớp tiếp xúc 3[hiệu suất 90%] đưa đi hấpthụ chế tạo axit sau đó gianhiệt phản ứng ở 2 lớp saunâng hiệu suất chuyển hoáluỹ tiến lên 99,5 %, đưa đihấp thụ lần 2 sau đó phóngkhôngCó hai dạng xúc tác được sử dụng:Xúc tác kim loại:platin: được sử dụng đầu tiên, có hoạt tính cao nhưng dễbị ngộ độc xúc tác, giá thành đắt. Hiện nay dùng kimloại khác như: Rh, Ir, Pd…mặc dù hoạt tính thấp hơnPtXúc tác phi kim loại:được sử dụng rộng rãi để oxi hóa SO2 trong công nghiệpbao gồm 1 số oxit kim loại như: oxit sắt, oxit crom, oxitvanadi…oxit vanadi có hoạt tính thấp nhưng đây là loại xúc tácbền nhiệt, rẻ tiền, tổng bề mặt riêng lớn2.5. Hấp thụ SO3 Đầu tiên SO3 hòa tan vào dung dịch axit sunfuric, sauđó pư với nước trong axit:nSO3 + H2O = H2SO4 + [ n-1] SO3 + Q+ Tuỳ theo tỉ lệ giữa lượng SO3 và H2O mà nồng độ axitthu được sẽ khác nhau:n > 1 là sản phẩm là oleum.n = 1 sản phẩm là monohydrat [axit sunfuaric 100%].n < 1 sản phẩm là axit loãng.Thông thường, người ta có xu hướng sản xuất toàn bộsản phẩm ở dưới dạng oleum để bảo quản vận chuyểnvà sử dụng thuận lợi hơn. Muốn vậy cho hỗn hợp khíchứa SO3 qua tháp có tưới oleum.MỘT SỐ THIẾT BỊ