Производство серной кислоты из колчедана методом одинарного контактирования

1. Начертить технологическую схему и кратко описать производство серной кислоты из колчедана методом одинарного контактирования

2. Выполнить расчет и составить таблицу материального баланса процесса окисления FeS2 кислородом воздуха

3. Рассчитать конверсию О2, выход SО2 на поданный FeS2, расходные коэффициенты реагентов

  

В основу расчета принять следующую реакцию:

4FeS2 + 11O = 8 SО2 + 2 Fe2O3

Содержание для выполнения контрольной работы

Введение
1. Теоретическая часть
1.1. Актуальность изучаемой проблемы 

В настоящее время большую часть серной кислоты в мире вырабатывают контактным методом. Рост производства серной кислоты контактным методом определяется более высоким техническим уровнем, обусловлен потребностью в чистой и концентрированной кислоте, возможностью автоматизации процесса, а также снижения содержания оксидов серы в выхлопных газах до предельно допустимых концентраций. (ПДК).
Производства контактной серной кислоты оснащаются автоматизированными системами управления технологического процесса. Идет переход от использования контрольно-измерительных приборов и регуляторов к созданию связанных систем управления и систем управления с применением вычислительной техники. Эта тенденция обусловлена внедрением высокопроизводительных систем, которые превратились в энерготехнологические системы, требующие строгой стабилизации процесса, сокращения простоев и снижения потерь сырья....

1.2. Сырье, полуфабрикаты, вспомогательный материалы

Колчедан рядовой находится в виде пирита, реже - марказита, их плотность 4,9-5,1 и 4,3-4,9 г/см3 соответственно. Чистый сульфид железа FeS2 содержит 53,46 масс.% 5 и 46,54 масс.% Fе. Практически содержание серы в колчедане со¬ставляет от 40 до 47 масс.%; остальное так называемая пустая порода, состоящая из SO2, сульфидов цветных металлов (цин¬ка, меди, никеля и др.), сульфатов Са, Ва, небольших количеств Sе, Rh, Аu, Аg, Аs, F и др.
Углистый колчедан содер¬жит от 35 до...

1.3. Краткая историческая справка

Серная кислота – один из основных крупнотоннажных продуктов химической промышленности, необходимый для производства минеральных удобрений, диоксида титана, искусственных волокон, взрывчатых веществ, неорганических кислот и множества других химических соединений.
Мировое производство серной кислоты за последние пять лет выросло на 18 % и по итогам 2007 г. должно достигнуть 200 млн. тонн, что в денежном выражении составляет около $9 млрд. При этом основной рост мощностей произошел благодаря увеличению производства серной кислоты из элементарной серы и отходящих газов цветной металлургии.

1.4. Параметры, влияющие на процесс 

Обжиг колчеданов - довольно сложный процесс. Сложность обусловлена содержанием в исходном сырье большого количества примесей. К ним относятся: оксиды кремния и алюми¬ния, сульфиды мышьяка, селена, теллура и других рассеянных элементов (индия, рения, таллия, сурьмы, писмута и др.), флюорит, карбонаты и сульфаты магния, кальция, сульфиды цветных металлов (меди, цинка и свинца). Количество примесей в колчедане зависит от его месторождения и технологии предварительной обработки на предприятиях цветной металлургии...

1.5. Технологическая схема производства

Колчедан поступает в обжиговую печь, куда подают воздух. Образовавшийся SО2-содержащий (сернистый) газ охлаждают в котле-утилизаторе, очищают от пыли в циклоне и сухом электрофильтре и направляют в промывное отделение. Мокрую очистку газа от остатков пыли и вредных для ванадиевых катализаторов примесей ведут в промывных башнях: первой ступени мокрых электрофильтров, увлажнительной башне и второй ступени электрофильтров (8).
Колчедан поступает в обжиговую печь, куда подают воздух. Образовавшийся SО2-содержащий (сернистый) газ охлаждают в котле-утилизаторе, очищают от пыли в циклоне и сухом электрофильтре и направляют в промывное отделение...

1.6. Основной аппарат технологической схемы (реактор)

Печи КС бывают с одним и двумя кипящими слоями. На рис. 1.5 показана печь с одним кипящим слоем. Она представ­ляет собой стальной корпус, футерованный изнутри огнеупор­ным кирпичом. В нижней части печи расположена решетка, которая может быть провальной или колпачковой. Колчедан со склада подается по ленточному транспортеру или с помощью элеватора в бункер, откуда через тарельчатый питатель и загрузочную камеру поступает в печь. Воздух для горения колче­дана подается вентилятором под решетку. ..

2. Технологический расчет
2.1.Материальный баланс
2.2. Технико-экономические показатели
3. Пути снижения себестоимости готового продукта

Окислительный обжиг железного колчедана в потоке воздуха представляет собой необратимый некаталитический гетерогенный процесс, протекающий с выделением теплоты через стадии термической диссоциации дисульфида железа [3]:

4. Повышение качества готового продукта

Продукты окислительного обжига колчедана - обжиговый (печной) газ и огарок, состоящий из оксида железа (III), пустой по¬роды и остатка невыгоревшего дисульфида железа.
Состав обжигового газа зависит от природы сырья, состава и избытка воздуха при его обжиге. В него входят оксид серы (IV), кислород, азот и незначительное количество оксида серы (VI), образовавшегося в результате каталитического действия оксида железа (III).

5. Совершенствование процесса

Большие масштабы производство серной кислоты особенно остро ставят проблему его совершенствования. Здесь можно выделить следующие основные направления:
1. Расширение сырьевой базы за счет использования отходящих газов котельных теплоэлектроцентралей и различных производств.
2. Повышение единичной мощности установок. Увеличение мощности в два-три раза снижает себестоимость продукции на 25 – 30%.
3. Интенсификация процесса обжига сырья путем использования кислорода или воздуха, обогащенного кислородом.

Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрена химико-технологическая система в производстве серной кислоты обжигом колчедана.
В теоретической части рассмотрена актуальность изучаемой проблемы. Описано сырье, полуфабрикаты, вспомогательные материалы, а также параметры, влияющие на процесс. Основным параметром является температура процесса, в работе представлены графики зависимости давления и концентрации печного газа. Описана технологическая схема производства и основной аппарат технологической схемы (печь КС)....

Список литературы

Цена за работу составляет по данному плану 800р

Вариант №1

1.Понятие технологии. Механическая и химическая технологии. Химическая технология как наука. Краткие сведения об истории развития химической технологии.

Об эффективности осуществления любого промышленного процесса судят прежде всего по экономическим показателям, таким, как приведенные затраты, себестоимость продукции и т. д. Естественно, что окончательная оценка эффективности химико-технологического процесса выводится из этих критериев. Однако они характеризуют весь процесс в целом, его конечный результат, не входя в детальное рассмотрение внутренней сущности, особенностей процесса...

2.Гомофазные химико-технологические процессы. Кинетическая закономерность процесса. Методы интенсификации процессов.

Рассмотрим закономерности химической технологии примени¬тельно к гомогенным процессам, т. е. влияние концентраций реагирующих веществ, температуры, давления и перемешивания на скорость процессов в газовой и жидких средах. Гомогенные про¬цессы, как правило, идут в кинетической области, т. е. общая скорость процесса определяется скоростью химической реакции, поэтому закономерности, установленные для реакций, применимы и к процессам, идущим в газовой или жидкой среде...

3. Реакторы для проведения процессов в системе газ-жидкость.

Столкновение трех молекул бывает очень редко, особенно в гзовой фазе. Каждому из перечисленных выше типов реакций соответствует свое кинетическое уравнение, связывающее концентрации реагентов со временем. Порядок реакции совпадает с ее мо-лекулярностью только для простых реакций, протекающих в соответствии с уравнением реакций в одном направлении и содержщих один химический этап. Зависимость скорости химической ре¬акции от температуры сильно изменяется и при возрастании порядка реакции.

4.Типы технологических связей и технологических схем химических производств.

Среди процессов данного типа можно назвать окисление, гидрогенизацию, алкилирование, галогенирование, нитрование, сульфирование, гидратацию и многие другие процессы. Основными условиями эффективного проведения этих процессов, при которых достигаются высокие степень превращения и селективность, а также устойчивость процесса, являются обеспечение хорошего контакта фаз и теплообмена в реакторе.

5.Промышленная экология. Источники загрязнения окружающей среды. Основные методы очистки промышленных выбросов.

Цена за работу составляет по данному плану 400р.