ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ В УСЛОВИЯХ МИНИ-ЗАВОДА

(Краткая информация)

      1. В настоящее время производство серной кислоты осуществляется двумя способами: нитрозным и башенным. Оба способа достаточно громоздки и сложны в эксплуатации. Снижение себестоимости продукции возможно единственно за счет увеличения производительности оборудования (увеличение мощности производства). Изготовление серной кислоты в условиях мини-завода по нитрозной и башенной технологиям экономически неоправданно.

      2. Вместе с тем, производство серной кислоты в малых объемах в условиях мини-завода может быть организовано по простой, энергосберегающей технологии известной более 150 лет.
     Сущность технологии заключается в нагреве до …. …. водного раствора SO₂ в ………, при этом две трети молекулы SO₂ образуют серную кислоту, а одна треть молекул SO₂ восстанавливается до S.
     Процесс описывается следующим уравнением реакции:
     3SO₂ + 2Н₂О = 2Н₂SO₄ + S – 216000 ккал/кмоль
     Процесс эндотермический, протекает с поглощением тепла 1125 ккал на кг SO₂.
     Полученная в результате реализации описанного процесса серная кислота имеет примерную концентрацию 20%, и далее упаривается для повышения концентрации.

      3. Процесс получения SO₂ связан с прямым сжиганием серы по следующему стехиометрическому соотношению:
      S + О₂ = SO₂ + 2150 ккал/кг S
      Для сжигания 1 кг серы требуется 1 кг кислорода. При избытке окислителя a = 1,2 расход кислорода составит 1,2 кг или воздуха 5,15 кг/ кг S.
      Общая масса продуктов сгорания 1 кг серы равна 6,15 кг. Продукты сгорания имеют следующий состав ( процент по массе):
      - SO₂ (2,0 кг)       - 32,5
      - О₂ (0,20 кг)       - 3,3
      - N₂ (3,95 кг)       - 64,2

      4. Продукты сгорания растворяют в воде при нуле градусов. При этом растворимость газов в 1 литре следующая:
      - SO₂       - 228 г
      - О₂       - 49 г
      - N₂       - 23,3 г
      В силу малой растворимости кислорода и азота при промывке продуктов сгорания серы водой в ней растворится практически весь объем SO₂ и лишь незначительная часть О₂ и N₂, которыми в расчетах возможно пренебречь.

      5. Рабочий раствор SO₂ для получения серной кислоты, состоящий из 1 литра Н₂О и растворенного в нем 228 г SO₂, имеет плотность 1,062 г/см3 (1062 кг/м3).

      6. Рабочим органом для получения серной кислоты принят………. Полезный объем реактора 0,14 м3 (140 литров).
      При плотности раствора 1062 кг/м3 в рабочий орган единовременно поместится 149 кг рабочего раствора.

      7. По завершению реакции синтеза кислоты из рабочего органа сливается 20% раствор Н₂SO₄ в количестве 144 кг. На внутренней стенке трубки остается до 5 кг серы, которая снимается и вторично участвует в процессе.

      8. Из 144 кг 20% раствора Н₂SO₄ упаривается 104 кг Н₂О и получается 40 кг Н₂SO₄ с концентрацией 70%.

      9. Полный цикл синтеза серной кислоты 2 часа. Следовательно, за сутки при трех сменной работе один реактор произведет 70% Н₂SO₄ – 480 кг.

      10. Ориентировочный расход тепла на процесс складывается из энергии синтеза кислоты равной, примерно, 40 000 ккал и энергии выпаривания раствора равной 69 000ккал. Всего с учетом потерь 110 000ккал.

      11. Расход серы на один цикл трубчатого реактора для получения 26 кг SO₂ равен 13кг. При сгорании 13 кг серы выделяется тепловая энергия:
     Q = 13 х 2270 = 25 510 ккал

      P.S. В местах многоточия – «ноу-хау».

      Консультации и предложения о сотрудничестве по адресу:
Тел. (391) 233 – 17- 00 – приемная
         (391) 233 – 17- 01 – директор Калинин Валерий Иванович
         (391) 233 – 16 – 97 – гл. инженер Полехин Анатолий Михайлович
e-mail : sibekol@mail.ru
            sibecol@mail.ru

Скачать