Lecția de chimie pe această temă - producerea de acid sulfuric

Materia primă pentru producerea de acid sulfuric sunt sulf, sulfuri metalice, hidrogen sulfurat, gazele de eșapament ale centralelor termice, sulfați de fier, materie primă medi.Iskhodnym pentru producerea de acid sulfuric poate fi sulf, hidrogen sulfurat, sulfuri metalice. Considerăm producerea unui proces de acid sulfuric de contact, în care materia primă este pirită (pirită) FeS2







Se adaugă condiții mai favorabile în timpul procesării chimice a combustibilului. În cazul cărbunelui de cocsificare, cea mai mare parte a sulfului trece în gazul de cocsificare în principal sub formă de hidrogen sulfurat. Tehnologia de producere a acidului sulfuric din hidrogen sulfurat, care nu conține impurități otrăvitoare pentru catalizator, este mult mai simplă decât cea a minereurilor de sulfuri. Cel mai ieftin în prezent este acidul obținut din hidrogen sulfurat.

1. Arderea piritului, Prepararea oxidului de sulf (II). Curățarea gazului cuptorului.

Etapa de reacție în prima etapă:
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
Piesele umplute, purificate, umede (după flotare) de deasupra se umple în cuptorul de copt în "patul fluidizat". În partea inferioară (principiul contra-fluxului) permiteți trecerea aerului îmbogățit cu oxigen pentru arderea completă a pirităii. Temperatura din cuptor atinge 800 ° C. Pirita este încălzită până la roșu și se află într-o stare "suspendată" datorită aerului suflat din partea inferioară. Se pare că este vorba de lichid fierbinte, de culoare roșu roșu.
Datorită căldurii în evoluție, reacția menține temperatura în cuptor. Cantitatea excesivă de căldură este deviată: de-a lungul perimetrului cuptorului treceți conductele cu apă, care se încălzește. Apa caldă este folosită în continuare pentru încălzirea centrală printr-un număr de încăperi în picioare.
Oxidul de fier format Fe2O3 (ciment) în producerea de acid sulfuric nu este utilizat. Dar este colectat și trimis la o instalație metalurgică, în care se obține oxidul de fier fier metalic și a aliajelor sale cu carbon - oțel (2% din carbon C în aliajul) și fonta (4% carbon C în aliaj).
Astfel, se respectă principiul producției chimice - producția fără deșeuri.

Curățarea gazului cuptorului

Din cuptor vine gazul de cuptor, compoziția din care: SO2. O2. o pereche de apă (pirita a fost udă!) și cele mai mici particule de ciment (oxid de fier). Astfel de gaze de furnal trebuie să fie curățate de impurități de particule solide și de vapori de apă.
gaz de furnal Purificarea particulelor solide calcinat se desfășoară în două etape - în ciclon (folosind particulele solide forță centrifugă calcine izbesc peretele ciclonului și sunt curgeau) și electrostatice (folosind atracția electrostatică, particulele calcinat aderă la plăcile electrificate ale precipitator electrostatic, la o acumulare suficientă în greutate proprie ei sunt turnate în jos), pentru a îndepărta vaporii de apă din gazul de furnal (gaz de uscare cuptor), acid sulfuric, care este un agent de uscare foarte bun concentrat, ecause absoarbe apa.
Dezumidificarea gazului de cuptor se efectuează într-un turn de uscare - gazul din cuptor se ridică de jos în sus și acidul sulfuric concentrat curge în jos de sus. La ieșirea din turnul de uscare, gazul din cuptor nu mai conține particule de cioplită și nici vapori de apă. Gazul de cuptor este acum un amestec de oxid de sulf SO2 și oxigen O2.

Principiile producției chimice.

2. Oxidarea SO2 în S03 cu oxigen. Acesta curge în dispozitivul de contact.


Ecuația de reacție pentru această etapă este:






2S02 + 022S03 + Q
Complexitatea etapei a doua este că procesul de oxidare a unui oxid în altul este reversibil. Prin urmare, este necesar să se aleagă condițiile optime pentru reacția directă (SO3):

Reacția directă este exotermă + Q, în conformitate cu regulile de schimbare a echilibrului chimic, pentru a schimba echilibrul de reacție față de reacția exotermă, temperatura în sistem trebuie să fie redus. Dar, pe de altă parte, la temperaturi scăzute, rata de reacție scade semnificativ. Chimiștii au tehnologi experimental a constatat că temperatura optimă pentru fluxul de reacție directă cu formarea SO3 este temperatura maximă de 400-500 0 C. Această temperatură este suficient de scăzut în industria chimică. Pentru a crește viteza de reacție la o temperatură atât de scăzută, un catalizator este introdus în reacție. Sa constatat experimental că cel mai bun catalizator pentru acest procedeu este oxidul de vanadiu (V) V2O5.

Reacția directă are loc cu o scădere a volumului de gaze: la gazele din stânga 3V (2V SO2 și 1V O2), iar spre dreapta - 2V SO3. Odată ce are loc o reacție directă cu o scădere a volumului de gaze, atunci, în conformitate cu regulile pentru deplasarea echilibrului chimic, presiunea în sistem trebuie să fie mărită. Prin urmare, acest proces se desfășoară la presiune ridicată.
Înainte ca amestecul de SO2 și O2 să intre în dispozitivul de contact, acesta trebuie încălzit la o temperatură de 400-500 ° C. Încălzirea amestecului începe în schimbătorul de căldură, care este instalat în fața contactorului. Amestecul trece între tuburile schimbătorului de căldură și se încălzește din aceste tuburi. În interiorul tuburilor, SO3 fierbinte trece de la dispozitivul de contact. Când un amestec de SO2 și O2 intră în aparatul de contact, acesta continuă să se încălzească până la temperatura dorită, trecând între tuburile din aparatul de contact.
Temperatura de 400-500 ° C în dispozitivul de contact este menținută prin eliberarea căldurii în reacția de conversie a SO2 până la SO3. Odată ce amestecul de oxid de sulf și oxigen ajunge la straturile de catalizator, începe procesul de oxidare a SO2 la S03.
Oxidul de sulf SO3 care este format este evacuat de la dispozitivul de contact și curge prin schimbătorul de căldură în turnul de absorbție.

Principiile producției chimice.

Acidul sulfuric trebuie să fie transportat cu ușurință, altfel poate duce la moartea oamenilor, poluarea atmosferei, hidrosfera, litosfera.

Din punct de vedere al mediului, producția de acid sulfuric - o producție „murdar“, ceea ce duce la încălcarea sănătății umane, poluarea atmosferei, hidrosfera, litosfera. H2SO4S02 intră în atmosferă din cuptor în timp ce ard cărbuni. Efluenții din gazele de turn de absorbție conțin SO2 format ploi acide acidifiante monumente distruse de sol din decantor cu apa se evaporă acid sulfuric. Apa acidificată este evacuată în surse naturale Smog în vremea fără vânt acoperă orașul.

Acest lucru este interesant ... În Columbia River acolo El Rio vinegreta (Lane. "Acidic"), apa din ea este atât de acid încât nici un pește nu este găsit (V1L apa 11 g de acid sulfuric conc.). În Indonezia, pe partea de sus a unui vulcan stins există 3 lacuri mici, unul umplut cu apă roșu strălucitor, al doilea - albastru, al treilea - alb o lăptoasă. Roșu conține ioni de fier, în alte două sunt dizolvați în diferite concentrații de acizi clorhidric și sulfuric. "Moartea" nu este Marea Moartă, ci Lacul Morții de pe insula Sicilia. Nu există vegetație pe țărmurile sale și fiecare creatură care intră în ea moare. Din fundul lacului, două surse de acid sulfuric concentrat bate și apa este otrăvită.

În craterul vulcanului acid sulfuric

Se împarte clasa în 4 grupe.

Profesorul organizează activități de înțelegere a conținutului noului subiect, prin contact direct cu informații noi. Citiți paragraful 9.12 (p. 314) și resursele propuse și efectuați sarcinile propuse folosind strategia CM "Cluster" și prezentarea animației.

Elevii lucrează în grupuri, citesc textul, alcătuiesc un cluster.

Vorbitorii grupurilor se mută în alte grupuri, explică noul material folosind o prezentare de animație și un cluster.

Lucrați într-un grup

Auto-reglementat de învățare (auto-regie în procesul de lucru pe misiuni). TIC.

Discutarea rezultatelor muncii în grup

profesorul pune întrebări de ordin înalt (întrebări deschise).

Cum înțelegeți fraza: arderea de pirită în "patul fluidizat"?

Explicați ce reacții chimice se află în centrul fiecărei etape de producere a acidului sulfuric.

De ce este folosit acidul sulfuric pentru a îndepărta apa din gazul cuptorului?

Explicați de ce adsorbția acidului sulfuric (VI) nu este apă, ci acid sulfuric concentrat?

Producția de acid sulfuric este stabilită și în Kazahstan.

Elevii învață informațiile într-un mod activ, folosind comunicarea interactivă, ca rezultat al folosirii mijloacelor verbale de vorbire, discuții, argumentare. Ideile discutate sunt incluse în "zona dezvoltării proximale".

Noi abordări ale învățării: conversație dialogică.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: