Технология диоксида серы

Пермский Государственный Технический Университет

Реферат на тему:

«Технология диоксида серы»

Выполнил: ст. гр. ТНВ – 06

Лыгина Анна

Проверил: Зав. кафедры ТНВ

Островский С.В.

г. Пермь, 2010 г.

Содержание:

1. Введение (свойства диоксида серы)………………………………………3

2. Способы производства……………………………………………………..4

3. Сырьевая база технологии…………………………………………………5

4. Подготовка сырья к обжигу……………………………………………….7

5. Современное состояние технологии (обжиг сырья)……………………..9

6. Усовершенствование технологии………………………………………..16

7. Заключение………………………………………………………………..17

8. Список литературы……………………………………………………….18

Введение

Свойства диоксида серы

Сернистый ангидрид SO₂ , или двуокись серы (молекулярный вес 64,066), при обычной температуре представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом, сильно раздражающий слизистые оболочки глаз и дыхательных органов. Он легко превращается в жидкость при атмосферном давлении и охлаждении до -10,1⁰ С. Давление паров диоксида серы над жидкой фазой составляет 3,25 атм при 20⁰ С и 8,4 атм при 50⁰ С.

В одном объеме воды при 20⁰ С растворяется около 40 объемов диоксида серы; при этом выделяется тепло в количестве 34,4 кДж/моль.

Растворимость диоксида серы в воде уменьшается с повышением температуры. Растворимость двуокиси серы в серной кислоте меньше, чем в воде. С повышение концентрации серной кислоты растворимость сернистого ангидрида вначале уменьшается, достигает минимума при 85% серной кислоты, а затем вновь увеличивается.

В присутствии катализатора сернистый ангидрид окисляется по реакции:

SO₂ + ½ O₂ = SO₃

Сернистый ангидрид, соединяясь с водой, образует сернистую кислоту, которая может существовать только в растворе:

SO₂ + H₂ O = H₂ SO₃

В химических реакциях он может быть как окислителем, так и восстановителем, образует комплексы с аминами и комплексы переходных металлов, в водных растворах находиться в виде гидрата SO₂ *7H₂ O.

Способы производства диоксида серы

В технике сернистым газом называется газовая смесь, содержащая сернистый ангидрид, концентрация компонентов сернистого газа (SO₂ , O₂ , N₂ , и др.) различно в зависимости от состава исходного сырья и методов его обжига.

Реакции горения серосодержащего сырья:

1. При обжиге колчедана протекает несколько реакций, вначале – промежуточная реакция термического разложения дисульфида железа FeS₂ , с образованием сульфида железа FeS и выделением парообразной серы:

2FeS₂ = 2FeS + S₂ – 103.9 кДж (24,8 ккал)

Выделение серы начинается при температуре 500 гр. И сильно ускоряется с дельнейшим её повышением. Пары серы сгорают с образованием двуокиси серы, эта же реакция протекает и при сжигании элементарной серы:

S(пар) + O₂ (газ) = SO₂ (газ) + 362.4 кДж (86,5 ккал)

2. При обжиге углекислого колчедана одновременно с серой сгорает содержащийся в нем углерод по реакции:

C + O₂ = CO₂ + 409.8 кДж (97,8 ккал)

В этом случае уменьшается содержание кислорода в обжиговом газе, что понижает скорость дальнейшего процесса окисления сернистого ангидрида на катализаторе.

3. При окислении колчедана огарком (процесс ведется при температуре около 800 гр.) получается сернистый газ высокой концентрации.

FeS₂ + 16Fe₂ O₃ = 11Fe₃ O₄ + 2SO₂ – 450.8 кДж (107,6 ккал)

3. При обжиге цинковой обманки протекает реакция:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂ + 943.6 кДж (225,2 ккал)

4. Сероводород сгорает с образованием сернистого ангидрида и паров воды:

2H₂ S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂ O + 1038.7 кДж (247,9 ккал)

5. При нагревании гипса CaSO₄ *2H₂ Oвначале выделяется кристаллизационная вода, а затем разлагается сульфат кальция:

CaSO₄ = CaO + SO₂ + ½ O₂ – 489.6 КДж (116,86 ккал)

Полное его разложение происходит при 1400-1500 гр., температура разложения значительно понижается в присутствии углерода (уголь). В этом случае протекает реакция:

2CaSO₄ + C = 2CaO + 2SO₂ + CO₂ – 566.2 кДж (135,12 ккал)

Сырьевая база технологии

Сырьем для получения диоксида серы служит элементарная сера или содержащие серу вещества, из которых может быть выделена элементарная сера или получен сероводород. Сырьем могут послужить твердые, жидкие и газообразные вещества. Природные залежи самородной серы сравнительно невелики. Чаще сера встречается в природе в виде твердых соединений с железом, цинком, свинцом, медью и другими металлами. Общее содержание в земной коре составляет 0,1 %.

1. Серный колчедан.

Главной составной частью серного колчедана является сульфид железа FeS₂ , содержащий 53,5% S и 46,5% Fe. Кроме FeS₂