Процесс очистки обжигового газа от примесей

Газы обжига колчедана содержат примеси соединений фтора, селена, теллура, мышьяка и некоторые других элементов. Естественная влага сырья также переходит в газ. При горении образуется некоторое количество SO₃, возможно, и оксиды азота. Эти примеси приводят или к коррозии аппаратуры, или к отравлению катализатора окисления SO₂ до SO₃, а также сказываются на качестве продукта – серной кислоты, поэтому их удаляют в промывном отделении, упрощенная схема которого приведена на рис. 6. В первой промывной башне 1обжиговый газ охлаждается от 200-400^оС до 60-70^оС, здесь же улавливаются остатки пыли. Во избежание забивания насадки твердым осадком (пылью) используется полая башня. Для частичного поглощения химических примесей газ орошается 50-60%-ной серной кислотой. Разбавленная кислота образует в башне сернокислотный туман с развитой поверхностью, что способствует лучшей абсорбции примесей. Обеспыленный газ отмывается 15-20%-ной кислотой от соединений As, F, Se во второй промывной башне 2, оснащенной насадкой. Частички тумана укрупняются, что облегчает их удаление вместе со сконденсировавшейся влагой в мокром электрофильтре 3. Эта операция необходима, поскольку капли тумана содержат растворенные примеси и вызывают сильную коррозию оборудования. Окончательное удаление остатков влаги осуществляется в сушильной башне 4,орошаемой концентрированной серной кислотой.

Очищенный газ поступает в турбогазодувку, обеспечивающую его транспортировку через систему. Такое расположение нагнетателя рационально: во-первых, в него не попадают корродирующие вещества и, во-вторых, стадии обжига и промывки находятся под небольшим разряжением, что способствует засасыванию воздуха в систему и препятствует выбросам токсичных газов в атмосферу.

5. Процесс окисления SO₂ до SO₃

Физико-химические основы процесса. Реакция окисления диоксида серы

SО₂ + ½О₂ = SО₃

обратимая, экзотермическая, протекает с уменьшением объема на твердом катализаторе. Константа равновесия К_Рзависит от температуры и в интервале 400-700^оС описывается зависимостью:

lg К_Р = 4905/Т – 4,6455.

Зависимость равновесной степени превращения SО₂ от температуры и давления представлена в таблице 1:

Таблица 1

Степени превращения, представляющие промышленный интерес (около 99%) достигаются при температурах 400-420^оС. Так как давление не сильно влияет на х_р,в промышленности процесс проводят при давлении, близком к атмосферному.

Взаимодействие диоксида серы с кислородом, как это следует из стехиометрического уравнения, является реакцией тримолекулярной – должны встретиться три молекулы для совершения акта взаимодействия. Энергия активации весьма велика и составляет более 300 кДж/моль SО₃.

Это обстоятельство вынуждает применять катализатор, что ведет к изменению маршрута взаимодействия, снижению энергии активации и, следовательно, увеличению константы скорости реакции.