Экологические проблемы, связанные с производством серной кислоты, и способы их решения - Влияние производства серной кислоты на биосферу

Научно-техническая революция и связанный с ней интенсивный рост химического производства, вызывает существенные негативные изменения в окружающей среде. Например, отравление пресных вод, загрязнение земной атмосферы, истребление животных и птиц.

В результате мир оказался в тисках экологического кризиса. Важно подчеркнуть, что в сернокислотном производстве перерабатывают и получают такие вещества, как сероводород H2S, оксид серы (IV) SO2, оксид серы (VI) SO3, серную кислоту H2SO4.

Эти вещества, присутствуя в воздухе, вредно отражаются на здоровье людей, губительно действуют на растения, разрушают постройки.

Именно поэтому уделяется серьезное внимание проблеме охраны окружающей среды от загрязнения.

Можно выделить целый ряд экологических проблем, связанных с производством серной кислоты:

    1. Связана с обжигом серного колчедана FeS2 и других сульфидных руд. При обжиге, протекающем в "кипящем слое", получающийся оксид металла, напри мер Fe2O3, выделяется в атмосферу: 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

Это можно объяснить тем, что для аппаратов обжига в "кипящем слое" требуется порошок руды, подвергшийся сильному измельчению. В результате обжига образуется оксид железа или другого металла с очень маленькими частицами. С улавливанием этих частиц фильтры могут не справиться. Частицы оксида могут попасть в атмосферу при выгрузке из печи. Попадание в атмосферу измельченных оксидов железа или других металлов называют металлизацией атмосферы.

    2. При производстве серной кислоты в атмосферу попадает много оксида серы (IV): 2SO2 + O2 = 2SO3

Это связано с тем, что производственные установки не всегда герметичны, а также с тем, что иногда автоматические системы управления не справляются с работой, что приводит к аварийным выбросам.

3. Для производства серной кислоты нередко используется сера, получаемая из сероводорода (это вещество является отходом ряда производств). Производится сера с помощью неполного окисления сероводорода. Эта технологическая схема несовершенна - около 20% серы идет на образование оксида серы (IV), который выделяется в атмосферу. В ходе производства возможны выбросы в атмосферу оксида серы (VI) и серной кислоты:

SO3+ H2O = H2SO4

4. Взаимодействуя с другими компонентами воздуха и атмосферной влагой, оксид серы (VI) образует мельчайшие частицы сульфатных солей.

Вместе с капельками серной кислоты они при определенных условиях (дождях, бурях) образуют "кислотные осадки", которые губят лесные массивы, нарушают жизнедеятельность водных экосистем, вызывают серьезные нарушения здоровья животных и человека, особенно их дыхательной системы. Эти выбросы считаются аварийными, но они возможны и, к сожалению, случаются нередко. Способы решения экологических проблем, связанных с производством серной кислоты:

    1. Один из способов разрешения экологических проблем - использование технологических схем, сводящих к минимуму загрязнение атмосферы: 1) непрерывность процесса; 2) циркуляционные процессы (непрореагировавшие вещества возвращаются в сферу реакции); 3) принцип противотока (увеличивается площадь поверхности реагирующих веществ и скорость реакции); 4) комплексное использование сырья, безотходная технология; 5) выбор оптимального сырья и режима его переработки.

В мире около 80% серной кислоты производится из серы, а не из пирита FeS2. Это позволяет избежать металлизации атмосферы.

2. Еще один важный путь - это совершенствование технологического оборудования, в частности различных фильтров и поглотителей. Большое значение имеет профилактический ремонт оборудования, а также установка современных автоматических систем управления производством.

Вредные выбросы сернокислых заводов следует оценивать не только по действию содержащегося в них оксида серы (IV) на расположенные вблизи предприятия зоны, но и учитывать другие факторы - увеличение количества случаев респираторных заболеваний человека и животных, гибель растительности и подавление ее роста, разрушение конструкций из известняка и мрамора, повышение коррозионного износа металлов. По вине "кислотных" дождей повреждаются и памятники архитектуры.

В зоне до 300 км. от источника загрязнения (SO2) опасность представляет серная кислота, в зоне до 600 км. - сульфаты. Серная кислота и сульфаты замедляют рост сельскохозяйственных культур. Закисление водоемов (весной при таянии снега), вызывает гибель икры и молоди рыб. Помимо экологического ущерба налицо экономический ущерб - громадные суммы каждый год теряются при раскисление почв.

    3. Рассмотрим химические методы отчистки: наиболее перспективны методы, основанные на:
      - поглощение оксида серы (IV) известняком; - поглощение раствором сульфита - гидросульфита аммония; - поглощение щелочным раствором алюмината натрия; - интерес также представляют каталитические методы окисления оксида серы (IV) в присутствии оксида ванадия (V).

Мне кажется, что всем отходам должно быть придумано повторное применение, так как сложно представить полностью безотходное производство.

Вклад химии в защиту окружающей среды может стать значительно больше, если будет изучен процесс взаимодействия человека и природы.

Наибольшей преградой на пути к безопасному использованию химических веществ является недостаточность знаний.

Этапы решения экологических проблем.

В начале важно подчеркнуть, что в сернокислотном производстве перерабатывают и получают такие вещества, как сероводород H2S, оксид серы (IV) SO2, оксид серы (VI) SO3, серную кислоту H2SO4. Эти вещества, присутствуя в воздухе, вредно отражаются на здоровье людей, губительно действуют на растения, разрушают постройки и т. п.

Именно поэтому уделяется серьезное внимание проблеме охраны окружающей среды от загрязнения.

Далее можно выделить целый ряд экологических проблем, связанных с производством серной кислоты. Первая связана с обжигом серного колчедана FeS2 и других сульфидных руд.

При обжиге, протекающем в "кипящем слое", получающийся оксид металла, например Fe2O3, выделяется в атмосферу:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O2 + 8SO2

Это можно объяснить тем, что для аппаратов обжига в "кипящем слое" требуется порошок руды, подвергшийся сильному измельчению. В результате обжига образуется оксид железа или другого металла с очень маленькими частицами. С улавливанием этих частиц фильтры могут не справиться. Частицы оксида могут попасть в атмосферу при выгрузке из печи. Попадание в атмосферу измельченных оксидов железа или других металлов называют металлизацией атмосферы. При производстве серной кислоты в атмосферу попадает много оксида серы:

2SO2 + O2 = 2SO3

Это связано с тем, что производственные установки не всегда герметичны, а также с тем, что иногда автоматические системы управления не справляются с работой, что приводит к аварийным выбросам.

Для производства серной кислоты нередко используется сера, получаемая из сероводорода (это вещество является отходом ряда производств). Производится сера с помощью неполного окисления сероводорода. кислота экология здоровье

Эта технологическая схема настолько несовершенна, что около 20% серы идет на образование оксида серы, который выделяется в атмосферу.

В ходе производства возможны выбросы в атмосферу оксида серы и серной кислоты:

SO3 + Н2О = H2SO4

Эти выбросы считаются аварийными, но они возможны и, к сожалению, случаются нередко. Один из способов разрешения экологических проблем - использование технологических схем, сводящих к минимуму загрязнение атмосферы:

    1) непрерывность процесса; 2) циркуляционные процессы (не прореагировавшие вещества возвращаются в сферу реакции); 3) принцип противотока (увеличивается площадь поверхности реагирующих веществ и скорость реакции); 4) комплексное использование сырья, безотходная технология; 5) выбор оптимального сырья и режима его переработки.

Так, например, в мире около 80% серной кислоты производится из серы, а не из пирита FeS2. Это позволяет избежать металлизации атмосферы.

Еще один важный путь - это совершенствование технологического оборудования, в частности различных фильтров и поглотителей. Большое значение имеет профилактический ремонт оборудования, а также установка современных автоматических систем управления производством.

Похожие статьи




Экологические проблемы, связанные с производством серной кислоты, и способы их решения - Влияние производства серной кислоты на биосферу

Предыдущая | Следующая