Сжигание серы происходит значительно проще и легче, чем обжиг колчедан.
Технологический процесс производства серной кислоты из элементарной серы отличается от процесса производства из колчедана следующими особенностями:
– особая конструкция печей для получения печного газа;
– повышенное содержание оксида серы (4) в печном газе;
– отсутствие стадии предварительной очистки печного газа.
Принципиальная схема производства серной кислоты из серы представлена на рисунке:
сера вода абсорбент
|
|
|
|
|
серная кислота
пар
1 –осушка воздуха, 2- сжигание серы, 3- охлаждение газа,
4 –контактирование, 5 –абсорбция оксида серы (6).
Фактически сера перед горением плавится и испаряется и сгорает в газовой фазе. Горение серы представляет гомогенную экзотермическую реакцию, которой предшествует процесс перехода твердой серы в жидкое состояние и ее последующее испарение:
Sтв → Ѕжидк →Ѕпар.
Таким образом, процесс горения протекает в газовой фазе в потоке предварительно высушенного воздуха и описывается уравнением:
S + О2 = SО2 – ΔH
Для сжигания чистой серы применяют форсуночные и циклонные печи. Перед подачей в печь серу плавят в плавильном котле глухим паром, отфильтровывают от примесей и распыляют сжатым воздухом через форсунку в печи; при этом сера испаряется и сгорает. В форсуночной печи пермешивание серы с воздухом недостаточное, тормозится процесс диффузией и происходит экстенсивно. В циклонной печи благодаря тангенциальному подводу воздуха происходит исключительно сильное пермешивание паров серы с воздухом и интенсивность сгорания увеличивается.
Печной газ при сжигании серы отличается более высоким содержанием оксида серы (4) и не содержит значительного количества пыли. При сжигании самородной серы в нем также отсутствуют соединения мышьяка и селена, являющимися каталитическими ядами.
Товарные сорта серной кислоты
Современная промышленность выпускает несколько сортов серной кислоты и олеума, различающихся концентрацией и чистотой. Чтобы уменьшить возможность кристаллизации продуктов при перевозке и хранении, а также в самом производстве, установлены стандарты на товарные сорта, концентрации которых отвечают эвтектическим составам с наиболее низкими температурами кристаллизации.
Сорт продукта | Содержание Н2SО4, Н2 SО4 % | Содержание св. SО3, % | Температура, кристал 0С |
Башенная к-та | 0.0 | -29.5 | |
Контактная к-та | 92.5 | 0.0 | -22 |
олеум | 104.5 | +2.0 | |
Высокопроцент. олеум | 114.6 | -0.35 |