Окисление SO2 в SO3 кислородом (получение триоксида серы) - Влияние производства серной кислоты на биосферу

2SO2 + O2 =2SO3 + Q

Протекает в контактном аппарате. Сложность второй стадии заключается в том, что процесс окисления одного оксида в другой является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (полученияSO3):

А) температура:

Прямая реакция является экзотермической (+Q), согласно правилам по смещению химического равновесия, для того, чтобы сместить равновесие реакции в сторону экзотермической реакции, температуру в системе необходимо понижать. Но, с другой стороны, при низких температурах, скорость реакции существенно падает. Экспериментальным путем химики-технологи установили, что оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным образованием SO3 является температура 400-500°С. Это достаточно низкая температура в химических производствах. Для того чтобы увеличить скорость реакции при столь низкой температуре в реакцию вводят катализатор. Установили, что наилучшим катализатором для этого процесса является оксид ванадия(V) - V2O5.

Б) давление:

Прямая реакция протекает с уменьшением объемов газов: слева 3V газов (2VSO2 и 1VO2), а справа - 2V SO3. Раз прямая реакция протекает с уменьшением объемов газов, то, согласно правилам смещения химического равновесия давление в системе нужно повышать.

Поэтому этот процесс проводят при повышенном давлении.

Прежде чем смесь SO2 и O2 попадет в контактный аппарат, ее необходимо нагреть до температуры 400-500°С.

Нагрев смеси начинается в теплообменнике, который установлен перед контактным аппаратом. Смесь проходит между трубками теплообменника и нагревается от этих трубок.

Внутри трубок проходит горячий SO3 из контактного аппарата. Попадая в контактный аппарат смесь SO2 и О2 продолжает нагреваться до нужной температуры, проходя между трубками в контактном аппарате.

Температура 400-500°С в контактном аппарате поддерживается за счет выделения теплоты в реакции превращения SO2 в SO3. Как только смесь оксида серы и кислорода достигнет слоев катализатора, начинается процесс окисления оксида серы (IV) - SO2 в оксид серы (VI) - SO3.

Образовавшийся оксид серы SO3 выходит из контактного аппарата и через теплообменник попадает в поглотительную башню.

Похожие статьи




Окисление SO2 в SO3 кислородом (получение триоксида серы) - Влияние производства серной кислоты на биосферу

Предыдущая | Следующая