1.5.4 Күкірттен күкірт қышқылдарын өндіру

Екі есе байланысу және екі есе сіңіру әдіс бойынша күкірттен күкіртті қышқылдар өндіріс келесі 1.4суретте көрсетілген. Ауа шаңнан тазартудан кейін кептіргіш мұнараға газ үрлегішпен айдалып, ол 93-98%дық күкірт қышқылын ылғалдылығы 0,01%дейін кептіреді. Кептірген ауа байланысқан жылу алмастырғыштарды алдын ала жылыту үшін күкіртті пешке түседі. Пеште форсункалармен берілетін күкірт жандырылып жатыр :

+ О2 = SO2 + 297,028 кДж.

Өртеудің алдында күкіртты ерітіп алады (tеру=113°С). Алынатын күкіртті газдың 18%дық концентрациясы болады және кірлететін қоспалары болмайды.

Газ қазанда суытылып және оның құрамында SO2 9-10% қалганша аумен араластырады содан соң 420°С түйіскен аппаратпен конверсия кезеңіне түсіп ол жерде үш қабатқа ағып жатыр содан кейін газ жылу алмастырғыштармен салқындатылып жатыр.

+ V2O2 = SO3 + 96,296 кДж.

Осодан кейін 8,5-9,5% бар SO3 газын, 200°С кезеңде бірінші олеуммен сіңіру сатысына түседі, олеум абсорбері сосын суарылатын 98% күкіртті қышқылын бірінші моногидратты сорғышпен сіңіру:

+ Н2О = Н2 SO4 + 130,56 кДж.

Бұдан әрі газ күкірт қышқылдың шашырауынан тазартудан өтеді, 420°С дейін қызып конверсияның екінші кезеңіне түсіп және катализатордың екі қабатына ағып жатыр. Сорудың екінші кезеңінің алдында газды үнемдегіште суытып жатыр, суармалы 98% күкірт қышқылымен ол екінші кезеңінде моногидрат абсорберіне беріледі сосын шашыраудан тазартылғаннан кейін атмосфераға шығарылып жатыр.

.

1.4  сурет -  Күкірттен күкірт қышқылын  өндіру схемасы

1- күкірт пеш; 2 - қазан- утилизатор; 3 - экономайзер; 4 –қосу кнопкасы; 5,6 –қосу кнопкасының жылу алмастырғышы; 7 -байланыс аппараты;

8 - жылу алмастырғыштар; 9 –олеумдік абсорбер; 10 - құрғатқыштың мұнарасы; 11- бірінші моногидратты абсорбер; 12 – екінші моногидратты абсорбер; 13 – қышқыл жинаушы.

1.5.5 Темір колчеданнан күкірт қышқылын өндіру

FeS2 ыстық пештің ауа қабатымен үрлеу арқылы күйдіреді. Бұл ретте қайтымсыз реакция өтеді.

FeS2 + 11О2 = 2Fe2 O3 + 8SO2 + 13476 кДж.

Колчеданды күйдіру үшін әр түрлі конструкциялардағы реакторлар алынуы мүмкін: механикалық, тозаң тәрізді күйдіруді, қайнайтын пештер. Артық қайнау қабаты бар пештер өздерімен бірге цилиндрлік футерленген торлы камерасы болады ол үздіксіз колчеданға түсіп жатыр. Бөлшектерді көшу үшін тордың астымен тез жылдамдықпен ауа жіберіледі, бірақ олар бөлшектерді пештен алыну үшін жеткілікті емес. Колчеданның бөлшектері сұйықтар қайнау кезіндегідей үздіксіз қозғалыста болады. Колчеданның бөлшектерінің пеште болу уақыты бірнеше секундтарды құрайды. Ауаның тұрақты берілуі күкірттің колчеданнан толық жанып кетуін қамтамасыз етіді. Өлшеніп алынған қабаттың түтіктің орналастырылумен анықталатын биіктігі болады. Өлшеніп алынған қабат тез қозғалатын болғандықтан шырақ тұқылының бөлшектері түтік арқылы еркін шығып жатыр. (1.5 сурет)

1.5 сурет – Қайнаған қабатта колчеданды күйдіру үшін арналған пеш

Пештер балқыту қабаты 10000 кг/м2∙күн дейін жоғары интенсивтілігімен ерекшелінеді, температура және темірлер дисульфидтің толық жанып кетуі қамтамасыз етеді, күйдірудің реакциялары жылуын кайта өңделу процессі жеңілдетеді. Қайнату пештерінің кемшіліктеріне күйдіруге кететін газдың құрамында шаңы көп мөлшерде болады, және оның тазартуын қиындатады. Осы уақытқа қайнату пештері колчеданнан күкірт қышқылдар өндірісінде басқа пештер түрлерін толық ығыстырды.

Колчеданның күйдірудің тотықтырғыш өнімдері - өртейтін газ және темір оксидтен Fe2O5 шырақ тұқылы, бос жыныстан және жанбай қалған темір сульфидінен тұрады. Шырақ тұқылы лайықты әзірлеуден кейін шойын өндіріс үшін қолдануға болады. Күйдіретін газдың құрамы шикізаттың табиғатына күйдіру кезіндегі ауаға байланысты. Оған күкіртті ангидрид, оттек және азот кіреді

Колчеданды күйдіруде алатын пеш газдарында көп шаңдар болады, оларды ұстау үшін циклондар және электрофильтр қолданған. Циклондарда газды қатты ағымынды айдағанда тозаңдар центрден тепкіш күштің әсердің астына отырады. Электрофильтр жоғарғы кернеулер конденсаторларын ұсынып жатыр. Газ тозаңды электрофильтрмен пластинкалармен арасында өтеді тозаңдар зарядталады және қарама-қарсы зарядталып тұрған пластинаға отырады. Электрофильтр пластиналардағы шаңдарды сілкіндіру арқылы жүк бункерге түсіріп жатыр.

Бұдан әрі газ екі жуып тазартатын мұнара, ылғалды электрофильтрдің екі баспалдағы арқылы өтеді. кептіргіш мұнарада кептіргеннен кейін оны газ үрлегішпен жылу алмастырғыш жүйесі арқылы түйіскен аппаратқа әперіп жатыр. (1.6 сурет).

Айырбастау, күкірттен күкіртті қышқылдар өндіру процесіне ұқсас келеді.

Катализдің бір кезеңінде күкірт қышқыл өндірісін жүзеге асыра алады, оның өзінде SO2нің SO3ке айналуы 98,5% аспайды. қоймаға жіберер алдында ГОСТ талаптармен сәйкестікте қышқылды ~ 93% Н2SO4 дейін су қосады. Қазіргі қондырғылардың өнімділігі тәулігіне 1500-3100 тонна күкіртті қышқылдар өндіріп жатыр.

1.6 сурет - Колчеданнан күкірт қышқылдарын өндіру схемасы

1- тарелкалы қоректендіргіш; 2 - пеш; 3 - қалпына келтіру қазаны;

4 - циклондар; 5 - электрофильтр; 6 - жуып тазартатын мұнаралар;

7 - ылғалды электрофильтр; 8 – желдеткіш мұнара; 9 – кептіргіш мұнара ;

10 – қағып алғыш; 11,15 - моногидратты сорғыштар; 12 - жылу алмастырғыштар; 13 - түйіскен аппарат; 14 - олеумді сорғыш ;

16 - тоназытқыштар.