Поглощение so3

Концентрированная серная кислота

Рис. 1 Принципиальная схема производства серной кислоты

Обжиг серного колчедана, протекающий по уравнению реакции 4 FeS₂ + 110₂ = 2 Fe₂O₃ + 8SO₂ + Q, является типичным гетерогенным процессом. Для его осуществления используются печи трех типов: механические полочные, печи пылевидного обжига и печи кипящего слоя (КС). Последние являются наиболее эффективными и постепенно становятся основным видом оборудования для обжига серного колчедана. Оптимальные условия обжига колчедана выбираются с учётом установленных экспериментально зависимостей скорости реакции, от размеров частиц обжигаемого колчедана, температуры и потока воздуха, подаваемого в печь.

На второй стадии обжиговый газ очищается от механических примесей и оксидов селена и мышьяка в скрубберах и электрофильтрах (стадия 2). Контактное окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI) (стадия 3) является обратимым, гетерогенно-каталитическим, экзотермическим процессом, протекающим с уменьшением газового объёма. В реальных условиях процесс контактного окисления ведут в политермическом режиме, начиная при относительно высоких температурах и заканчивая при относительно низких температурах. В промышленности нашли распространение полочные контактные аппараты и аппараты с кипящим слоем катализатора. Наиболее эффективными катализаторами оказались ванадиевые контактные массы, состоящие из оксида ванадаия (V), нанесённого на пористые носители.

Заключительная стадия (стадия 4) процесса осуществляется в скрубберах с насадкой, орошаемых в начале олеумом, а затем 98,3%-ной серной кислотой, имеющей наивысший коэффициент поглощения SO₃. Процесс абсорции проводят при температурах 30…60⁰С при атмосферном давлении. Качество выпускаемой в настоящее время серной кислоты регламентируется четырьмя государственными стандартами. В таблице 2.1. приведены некоторые технические требования, предъявляемые к серной кислоте государственными стандартами 2184-77 (Кислота серная техническая), 667-73 (Кислота серная аккумуляторная), 4204-77 (Кислота серная) и 14262-78 (Кислота серная особой чистоты). В каждом из ГОСТов подробно описываются методы, с помощью которых определяются физико-химические свойства серной кислоты.

Таблица 1. – Физико-химические свойства серной кислоты

ГОСТ	Показатели Физико-химические свойства серной кислоты	Внешний вид	Массовая доля моногидрата,%	Массовая доля свободного окисла серы (VI), %	Массовая доля железа, %, не более	Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более
1	2	3	4	5	6	7
2184-77	1. Контактная улучшенная (высший сорт)	-	92,5-94,0	-	0,007	0,02
	2. Контактная улучшенная (1-й сорт)	-	92,5-94,0	-	0,015	0,03
	3. Контактная техническая (1-й сорт)	-	92,5	-	0,02	0,05
	4. Контактная техническая (2-й сорт)	-	92,5	-	0,1	-
	5. Олеум улучшенный (высший сорт)	Механических примесей нет	-	24	0,007	0,02
	6. Олеум улучшенный (1-й сорт)	Маслянистая жидкость с опалесценцией	-	24	0,01	0,03
	7. Олеум технический	-	-	19	-	-
	8. Башенная	-	75	-	0,05	0,3
	9. Регенерированная	-	91	-	0,2	0,4
667-73	10. Аккумуляторная (высший сорт)	-	92-94	-	0,005	0,02
	11. Аккумуляторная (1-й сорт)	-	92-94	-	0,006	0,03
	12. Аккумуляторная (2-й сорт)	-	92-94	-	0,012	0,04
4204-77	13. Реактивная (ч)	-	-	-	-	-
	14. Реактивная (х.ч.)	-	-	-	-	-
	15. Реактивная (ч.д.а.)	-	-	-	-	-
14262-78	16.Особой чистоты (осч 20-4)	Неотличима от дистиллированной воды в пробирке диаметром 20 мм	93,5-95,5	-	2*10-6	5*10-4
	17. Особой чистоты (осч 11-5)		93,5-95,5	-	3*10-6	5*10-4
	18. Особой чистоты (осч 5-5)		93,5-95,5	-	1*10-5	5*10-4