Общая химическая технология

                                                                                                                    4,312 
 

5)Расчет объема катализатора на каждом слое. 

V_кат=V₀* Т_ау=1,376* Т_ау 

10.Рекомендации  по экологии. 

    Основные  направления предохранения окружающей среды от негативного воздействия  отходов или уменьшения такого воздействия  следующее:

• собственно уменьшение отходов (более полное использование сырья)
• получение из отходов полезных продуктов с возвратом последних  в сферу производства или потребления
• очистка отходящих потоков от примесей для уменьшения нагрузки на окружающую среду
• обезвреживание токсичных отходов
• захоронение отходов.

    Очистка выбрасываемых в атмосферу газов  от каких-либо примесей может быть достигнута их сжиганием при высоких температурах (1200-1300К), однако такой способ потребует  больших затрат первичного топлива  и в нашем случае не рентабельно вследствие малого содержания посторонних примесей (вредных веществ). Также возможен вариант применения каталитической очистки, осуществляемой при более низкой температуре (до 600-700К). В нашем случае он также не рентабелен в плане дорогостоящего оборудования и выбора катализатора.

    Более выгодным будет вариант использования  дополнительной абсорбции не прореагировавших газов или точнее систему двойного контактирования и двойной абсорбции  (см.рис.5). После выхода из абсорбера отходящие газы попадают в делительный аппарат, в котором происходит разделение газовой смеси на 2 потока: 1- содержит SO₂ и SO₃, а 2- N₂ и O₂. После, поток, содержащий оксиды серы, пропускают еще раз через реактор окисления до SO₂ и  абсорбционный аппарат, в котором образуется серная кислота. Следует отметить, что в отсутствии SO₃ окисление SO₂ во втором реакторе будет более полным, поэтому следует по возможности газовый поток после первой стадии абсорбции разделять. Газы второго потока (N₂ и O₂) можно просто выбрасывать в атмосферу. Таким способом можно не только уменьшить количество выбрасываемых в атмосферу оксидов серы, но и увеличить производительность по серной кислоте.

    На  производстве очистка отходящих  газов от SO₂ производится в башнях с насадкой, орошаемой раствором соды. Обычно устанавливают последовательно две такие башни с отдельными сборниками и насосами для перекачивания жидкости. Поглотительный раствор циркулирует до тех пор, пока не достигается требуемая концентрация NaHSO₃.

    Триоксид  серы образует в отходящих газах  туман, плохо улавливаемый в бисульфитных башнях, поэтому вначале газы направляют в мокрый электрофильтр.

Иногда в качестве абсорбента применяют водный раствор  аммиака, тогда в качестве продукта получается сульфат аммония.

     В кислотно-каталитическом методе очистки отходящих газов абсорбентом является 20-30%-ая серная кислота, содержащая около 0,3% оксида марганца. Диоксид серы окисляется кислородом, поглощаемым из газа раствором серной кислоты. Находящиеся в растворе ионы марганца выполняют функцию катализатора в окислении.

     Особенность озоно-каталитического метода состоит  в том, что окисление SO₂ производится не только кислородом, но и озоном, который вводят газа в количестве 0,002-0,005 об.%. Введение озона в газовую фазу значительно интенсифицирует реакцию окисления, поэтому необходимые скорости процесса и степень поглощения SO₂ достигаются при более низкой концентрации ионов марганца в растворе (до 0,1%) и на меньшей поверхности абсорбции. 
 

Рис.5 Функциональная схема производства серной кислоты по методу ДК/ДА:

1-получение SO₂

2-промывка обжигового газа

3,5-первая и  вторая система окисления SO₂

4,6-первая и  вторая система абсорбции. 
 
 

11.Выводы. 

1. Вследствие  большого количества выбросов сернистых  газов необходимо улучшить систему  очистки выходящих газов (см. 10).
2. Из-за малой степени превращения диоксида серы в контактном аппарате можно применить систему двойной абсорбции - двойного контактирования.
3. Для обеспечения максимальной скорости реакции при заданной степени превращения диоксида серы (0,985), в контактном аппарате следует поддерживать температуру 679,35⁰С.

12.Список литературы. 

1.В.С.Бесков ОХТ,  Москва, ИКЦ «Академкнига», 2005

2.А.Г.Амелин, Технология  серной кислоты, М., Химия, 1983

3.В.С.Бесков, Ю.Л.Вяткин, Н.З.Павлова, А.М.Каращук, Г.М.Семенов,  Автоматизированный расчет материальных балансов химико-технологических систем, уч. пособие №3985, М.,1999

4. В.С.Бесков, М.Г.Давидханова, В.И.Царев, Автоматизированная система расчетных работ в общеинженерных курсах по химической технологии, уч. пособие №4261, М., 2003