Технология производства сернистого газа

Модуль 2 Технология минеральных кислот

Лекция 6.

Тема 2 Технология производства сернистого газа

Вопросы

Значение серной кислоты и масштабы ее производства

Сырье для получения кислоты, свойства и применение

Технология производства сернистого газа

Основными регионами Казахстана, производящими серную кислоту, являются (по убыванию объемов) следующие области:

• Восточно-Казахстанская;

• Карагандинская;

• Павлодарская;

• Акмолинская.

Производство серной кислоты аккумуляторной имеется в областях:

• Жамбылской;

• Алматинской.

Основными предприятиями-производителями серной кислоты в Казахстане являются: ТОО «Корпорация Казахмыс», АО «Казцинк», АО «НАК «Казатомпром».

Сырьем служит элементарная сера или серосодержащие вещества, из которых может быть выделена сера или получен сернистый ангидрид.

- руды самородной серы

- сернистые соединения металлов

- сернистые соединения природных горючих газов, нефти, угля

- сульфаты

- серосодержащие отходы различных производств.

В некоторых минералах сера содержится в виде соединения с двумя металлами. Медный колчедан (S +Fe +Cu).

В природе сера встречается в виде сульфатов, гипса, мирабилита (Na₂SO₄+CaSO₄). Общее содержание серы в земле 0,1%.

Сера содержится в каменном угле, горючих и топочных газах.

При добычи угля попутно добывается углистый колчедан из прослоек угля, отбираемый при обогащений углей.

Серный колчедан FeS₂ (53,44%-46,56% Fe) пирит и реже марказит.

Кроме FeS₂ природный серный колчедан содержит примеси соединений Сu, Zn, Pb, As, Ni, Co, Se, Bi, Tu, Cd, карбонаты и сульфаты кальция и магния.

В процессе обжига медных, цинковых, свинцовых руд и концентратов а также руды содержащие драгоценные цветные металлы образуют отходящие газы, а также твердый остаток – огарок поступает на переработку для извлечения цветных металлов.

Отходящие газы содержащие SO₃, являются ценным сырьем для производства серной кислоты.

Серу получают из самородных руд, а также из газов содержащих сернистый ангидрид или сероводород, при сжигании S образуется газ с большим содержанием SO₂ u O₂.

Исходным веществом для производства серной кислоты является сернистый ангидрид (SO2), который образуется в результате сжигания серы или другого серосодержащего сырья.

Переработка SO2 в кислоту включает обязательное его окисление до серного ангидрида (SO3) и последующую адсорбцию его водой.

SO2 + 1/2O2 + H2O = H2SO4 (1)

Скорость взаимодействия сернистого ангидрида с кислородом по реакции (1) в обычных условиях очень мала, поэтому в промышленности ее целесообразно проводить следующими двумя способами:

- контактный метод окисления SO2 кислородом на катализаторе

- нитрозный метод окисления SO2 с помощью оксидов азота, содержащихся в серной кислоте.

В настоящее время контактным методом получают более 95% от всего объема серной кислоты, олеума и 100%-ого серного ангидрида.

Первый этап производства серной кислоты — обжиг сырья для получения сернистого газа.

Сернистым газом называют газовую смесь, содержа­щую S0₂, кислород, азот и другие примеси. Содержа­ние в сернистом газе различных компонентов зависит от состава исходного сырья и методов его обжига. Так, при обжиге серного колчедана, содержащего кроме FeS₂ еще некоторые количества мышьяка, селена, фтора и других соединений, сернистый газ со­держит кроме S0₂ еще азот N₂, кислород О₂, примеси серного ангидрида SО₃, трехокиси мышьяка As₂О₃ и се­лена Se, соединения фтора и др. Если обжиг ведут в ме­ханических печах, при одном и том же составе сырья в газе будет меньше SО₂ и больше SО₃ и мышьяка, чем при обжиге в печах кипящего слоя. При обжиге серы в газе отсутствуют мышьяк, селен, фтор и можно полу­чить самое высокое содержание SО₂ и т. д.