На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Теоретическое обоснование процесса обжига железного колчедана

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 04.07.2012. Сдан: 2011. Страниц: 6. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
     1.Введение
ТЕХНОЛОГИЯ  СЕРНОЙ КИСЛОТЫ.
Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью, серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Объясняется это и тем, что она самая дешевая из всех кислот, а также ее свойствами. Серная кислота не дымит, в концентрированном виде не разрушает черные металлы, в то же время является одной из самых сильных кислот, в широком диапазоне температур (от –40.-20 до 260-336,5 ?С) находится в жидком состоянии. Области применения серной кислоты чрезвычайно обширны. Существенная ее часть используется как полупродукт в различных отраслях химической промышленности, прежде всего для получения минеральных удобрений, а также солей, кислот, взрывчатых веществ. Серная кислота применяется и при производстве красителей, химических волокон, в металлургической, текстильной, пищевой промышленности и т. д. 

СЫРЬЕ ДЛЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ  И МЕТОДЫ ЕЕ
     ПОЛУЧЕНИЯ.
Исходными реагентами для получения серной кислоты могут быть элементная сера и серосодержащие соединения, из которых можно получить либо серу, либо диоксид серы Традиционно основными источниками сырья являются сера и железный (серный) колчедан. Около половины серной кислоты получают из серы, треть – из колчедана. Значительное место в сырьевом балансе занимают отходящие газы цветной металлургии, содержащие диоксид серы. В то же время отходящие газы – наиболее дешевое сырье, низки оптовые цены и на колчедан, наиболее же дорогостоящим сырьем является серы. Следовательно, для того чтобы производство серной кислоты из серы было экономически целесообразно, должна быть разработана схема, в которой стоимость ее переработки будет существенно ниже стоимости переработки колчедана  или отходящих газов.
Получение серной кислоты включает несколько  этапов. Первым этапом является получение диоксида серы окислением (обжигом) серосодержащего сырья (необходимость в этой стадии отпадает при использовании в качестве сырья отходящих газов, так как в этом случае обжиг сульфидов является одной из стадий других технологических процессов). Следующий этап – превращение оксида серы (IV) в оксид серы (VI). Этот окислительный процесс характеризуется очень высоким значением энергии активации, для понижения которой необходимо, как правило применение катализаторов. В зависимости от того, как осуществляется процесс окисления SO2 в SO3, различают два основных метода получения серной кислоты.
В контактном методе получения серной кислоты процесс окисления SO2 в SO3 проводят на твердых катализаторах.
Триоксид серы переводят в серную кислоту на последней стадии процесса –
абсорбции триоксида серы, которую упрощенно можно представить уравнением реакции:
SO3 + H2Oa  H2SO4
При проведение процесса по нитрозному (башенному) методу в качестве
переносчика кислорода используют оксиды азота.
Окисление диоксида серы осуществляется в жидкой фазе и конечным продуктом является серная кислота:
SO2 + N2O3 + H2O a H2SO4 + 2NO
В настоящее  время в промышленности в основном применяют контактный метод получения серной кислоты, позволяющий использовать аппараты с большей интенсивностью. 
 

Получение H2SO4  из колчедана контактным методом.
Первой  стадией процесса является окисление  сырья с получением обжигового газа, содержащего диоксид серы. В зависимости от вида сырья протекают экзотермические химические реакции обжига:
4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2            (I)
При протекании реакции (I) помимо газообразного продукта реакции SO2
образуется  твердый продукт Fe2O3, который может  присутствовать в газовой фазе в  виде пыли. Колчедан содержит различные  примеси, в частности соединения мышьяка и фтора, которые в  процессе обжига переходят в газовую  фазу. Присутствие этих соединений на стадии контактного окисления  диоксида серы может вызвать отравление катализатора. Поэтому реакционный  газ после стадии обжига колчедана должен быть предварительно направлен на стадию подготовки к контактному окислению (вторая стадия), которая помимо очистки от каталитических ядов включает выделение паров воды (осушку), а также получение побочных продуктов (Se и Te). Если обжиговый газ получают сжиганием серы, то отпадает необходимость очистки от примесей. Стадия подготовки будет включать лишь осушку газа и утилизацию теплоты. На третей стадии протекает обратимая экзотермическая химическая реакция контактного окисления диоксида серы:
SO2 + 1/2O2 - SO3          (III)
Последняя стадия процесса – абсорбция триоксида серы концентрированной серной кислотой или олеумом. Важнейшей задачей в производстве серной кислоты является повышение степени превращения SO2 в SO3. Помимо увеличения производительности по серной кислоте выполнение этой задачи позволяет решить и экологические проблемы – снизит выбросы в окружающую среду вредного компонента SO2.
Повышение степени превращения SO2 может быть достигнуто разными путями. Наиболее распространенный из них – создание схем двойного контактирования и двойной абсорбции (ДКДА).
Получение  H2SO4  из серы.
Процесс производства серной кислоты из элементарной серы состоит из следующих основных реакций:
-         подготовка сырья: очистка и  плавление серы; очистка, сушка  и
дозировка воздуха;
-         сжигание серы: S + O2 = SO2    (1). Процесс ведут с избытком воздуха;
-         контактное окисление SO2 в SO3:  SO2 + 0,5O2 = SO3    (2). Процесс
идет на ванадиевом катализаторе при температуре 420-550?C;
-         Абсорбция SO3: SO3 + H2O = H2SO4   (3). Абсорбционная колонна
орошается 98,3% H2SO4. Перед отправкой на склад кислота разбавляется до ~ 93% H2SO4 в соответствии с требованиями ГОСТ’а. 

Получение серной кислоты нитрозным способом.
На первой стадии получают сернистый ангидрит CO2. Исходным сырьём может быть, в  принципе, любое вещество, содержащее серу:  природные сульфиды железа (прежде всего, пирит FeS2), а также сульфиды меди и никеля, сульфидные полиметаллические руды, гипс CaSO4.2H2O и элементарные сера. Всё больше и больше используют газы, которые выделяются при переработке и сжигании горючих ископаемых (угля, нефти), содержащих соединения серы. Полученный SO2 окисляют до H2SO4, используется для этого в нитрозном методе используется окислы азота. С этой стадии оба метода отличаются друг от друга. В специальной окислительной башне 3 смешивают окись азота NO и NO2 с воздухом в таком соотношении, чтобы половина имеющихся NO и NO2. 2NO + O2 ® 2NO2 В результате газовая смесь содержит равные NO и NO2. Она подаётся в башни 4 и 5, орошаемые 75% - ной серной кислотой; здесь смесь окислов азота поглощается с образованием нитрозиллерной кислоты: NO + NO2 + 2H2SO4 ®2NO(HSO4) + H2O Раствор нитрозиллерной кислоты в серной кислоте, называемый нитрозой, орошает башни 1 и 2, куда противотоком поступает SO2 и добавляется вода. В результате гидролиза нитрозиллерной кислоты образуется азотная кислота: NO(HSO4) + H2O®H2SO4 + HNO2 
Она - то и окисляет SO2 по уравнению: SO2 + 2HNO2®H2SO4 + 2NO 
В нижней части башен 1 и 2 накапливается 75% - ная серная кислота, естественно, в большем количестве, чем её было затрачено на приготовление нитрозы (ведь добавляется «новорождённая» серная кислота). Окись азота NO возвращается снова на окисление. Поскольку некоторое количество её меряется с выхлопными газами, приходится добавлять в систему HNO3, служащую источником окислов азота. Недостаток башенного метода состоит в том, что полученная серная кислота имеет концентрацию лишь 75% (при большей концентрации плохо идёт гидролиз нитрозиллерной кислоты). Концентрирование же серной кислоты упариванием представляет дополнительную трудность. Преимущество этого метода в том, что примеси содержащиеся в SO2, не влияют на ход процесса, так что исходный SO2 достаточно очистить от пыли, т.е. механических загрязнений. Естественно, башенная серная кислота бывает недостаточно чистой, что ограничивает её применение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   2. Справочные сведения  и данные
   4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2  + Q
   Потери  тепла: 5%
   Таблица 1. Исходные материалы
   
Приход Расход
Вещества m кг Вещества  m кг
Fe2S 14400 Fe2O3 9600
O2 11000 SO2 15360
    O2 560
     
 
 
 

 
Вещество
?H298 КДж/Моль
S298 Дж/МольК
?G298 кДж/
Моль
Сp298 Дж/МольК
Коэффициенты  уравнения Ср=f(T)
a Дж/МольК b*10? Дж/МольК2
C*10 ДжК/Моль
Fe2S -177.4 52,93 -166,05 62.17 74.81 5.52 -12.76
O2 0 205,04 0 29.37 31.46 3.39 -3.77
Fe2O3 -822.16 146,19 -1014,1 103.76 97.74 72.13 -12.89
SO2 -296 248,07 -300,21 39.87 46.19 7.87 -7.70
   Таблица  2. Термодинамические свойства простых  веществ и соединенеий 
 
 
 
 

   Таблица 4. Результаты расчетов
   
Приход Расход
Вещества КДж Вещества КДж
FeS2 2223199,2 Fe2O3 10174200
O2 3008589,4 SO2 12789600
    O2 600075
Q2 97560000 Q5 5139589,4
Итог 102291788,6 Итог 28703464,4
   Разница: 74088,32МДж 

   3. Теоретические основы и закономерности
1. Теплоемкость при температуре Т.
Расчет ведется  по формуле 
1.1 Cp=a+bT+c’/T? -  для одного вещества                                                        
1.2 Cp=?a+?bT+?c/T? - для реакции (расчет ведется с учетом стехиометрических коэффициентов)
1.3 ?a=?а(прод)- ?а(исх)   1.
1.4 ?b= ?b(прод)- ?b(исх)
1.5 ?c= ?c(прод)- ?c(исх) 

2. Тепловой баланс процесса.
Q1+ Q2=Q3+Q4+Q5   где 

2.1 Q1=СисхT1Mисх=C1TM1+C2TM2+… 
                                     С-теплоемкость при заданной температуре
                                     Т-температура окружающей среды
                                     Mисх-масса исходных материалов 

2.2 Q2=-?H
H-изменение энтальпии (рассчитывается по закону Кирхгоффа) 

Закон Кирхгофа гласит, что температурный коэффициент теплового эффекта химической реакции равен изменению теплоёмкости системы в ходе реакции. Уравнение Кирхгофа, являющееся следствием этого закона используется для расчёта тепловых эффектов при разных температурах.
Дифференциальная  форма закона:

Интегральная  форма закона:

Отсюда  

?HТ2 = ?HТ1
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.