Quang pyrit

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC -o0o TIỂU LUẬN MÔN Đề tài 3:SẢN XUẤT H2SO4 TỪ QUẶNG PYRIT GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa Nhóm 3: Nguyễn Thị Thu Trang 2004120053 Đỗ Anh Nhật 2004120047 Phạm Minh Đức 2004120060 TP.HCM, Tháng 11 năm 2015 www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa MỞ ĐẦU H Ơ Axit sunfuric hóa chất sản xuất với sản lượng lớn giới N Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản N Sản lượng ngành sản xuất axit sunfuric coi số kinh tế U Y quan trọng quốc gia Ở nước có kinh tế phát triển, mức độ sản TP Q lượng axit sunfuric thường diễn biến song song với xu hướng lên xuống kinh tế Vì tầm quan trọng kinh tế quốc dân, sản lượng axit ẠO sunfuric thường coi dấu hiệu tình trạng tồn ngành cơng G Đ nghiệp sản xuất nói chung nước So với hóa chất H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu amoniac, soda,… sản lượng axit sunfuric thường cao gấp 2-3 lần Có nhiều nguyên liệu dùng để sản xuất axit sunfuric lưu luỳnh, quặng pirit, thạch TR ẦN cao chất phế thải cơng nghiệp, nhóm chúng em xin trình bày đề tài “sản xuất axit sunfiric từ quặng pirit” nhiều ưu điểm cơng nghệ sản xuất 10 00 B ứng dụng nước ta vấn đề bảo vệ an tồn mơi trường sản xuất Hiện nay, công nghệ sản xuất axit sunfuric sử dụng nguyên liệu từ quặng pyrit Ó A Nhà máy Supephotphat Lâm Thao – Phú Thọ áp dụng thu lượng Í- H đáng kể axit sunfuric phục vụ cho nhu cầu kinh tế -L Trong q trình tìm hiểu đề tài, nhóm chúng em hạn chế nhiều mặt kiến thức ÁN thời gian, mong nhận đóng góp ý kiến nhận xét thầy để kiến thức D IỄ N Đ ÀN TO hoàn thiện Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Nhóm xin chân thành cám ơn thầy! Nhóm thực NHĨM Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa N Tiểu luận mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản H Ơ MỤC LỤC N MỞ ĐẦU Q U Y MỤC LỤC TP Lịch sử phát triển 1.2 Tính chất hóa lý H2SO4 Đ ẠO 1.1 Nhiệt độ kết tinh 1.2.2 Nhiệt độ sôi áp suất 1.2.3 Khối lượng riêng 1.2.4 Nhiệt dung 1.2.5 Độ nhớt 1.2.6 Nhiệt tạo thành 1.2.7 Nhiệt pha loãng nhiệt hỗn hợp 1.2.8 Nhiệt pha loãng (hoặc nhiệt cô đặc) vi phân 1.2.9 Nhiệt bay -L Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N G 1.2.1 ÁN www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ H2SO4 Ứng dụng H2SO4 TO 1.3 ÀN 1.4 Tình hình sản xuất, tiêu thụ axit sunfuric giới Việt Nam 10 D IỄ N Đ 1.4.1 Nhà máy Supephotphat Lâm Thao – Phú Thọ 11 1.4.2 Nhà máy Supe lân Long Thành 11 1.4.3 Nhà máy hóa chất Tân Bình 11 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT H2SO4 13 Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản Nguyên tố lưu huỳnh (S) 13 2.1.2 Quặng pyrit (FeS2) 14 Ơ 2.1.1 N Nguyên liệu 13 Pyrit thường 15 2.1.2.2 Pyrit tuyển 16 2.1.2.3 Pyrit lẫn than 16 TP Q U Y N H 2.1.2.1 Thạch cao 17 2.1.4 Các chất thải có chứa lưu huỳnh 17 Đ ẠO 2.1.3 Khí lò luyện kim màu 17 2.1.4.2 Khí dihidro sunfua 18 2.1.4.3 Khói lị 18 2.1.4.4 Axit sunfuric thải 18 H Ư N G 2.1.4.1 TR ẦN www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu 2.1 GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa 10 00 B 2.2 Cơ chế lý hoá qui trình 19 2.2.1 Đốt pirit 19 Ó A 2.2.2 Làm khí 20 Í- H 2.2.3 Q trình oxi hóa SO2 thành SO3 22 -L 2.2.4 Hấp thụ SO3 H2SO4 thành oleum 26 TO ÁN 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng 27 ÀN 2.3.1 Làm khí 27 D IỄ N Đ 2.3.2 Oxi hóa SO2 thành SO3 30 2.3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến nhiệt phản ứng số cân oxi hóa SO2 30 2.3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ áp suất đến mức chuyển hóa SO2 30 2.3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ áp suất đến mức chuyển hóa cân 31 Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa 2.3.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến số tốc độ phản ứng oxi hóa SO2 32 Ơ 2.3.2.6 Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng oxi hóa SO2 34 N 2.3.2.5 Động học q trình oxi hóa SO2 chất xúc tác vanadi 33 N H 2.3.2.7 Ảnh hưởng hoạt tính vài chất xúc tác đến tốc độ phản ứng oxi hóa U Y SO2 35 Q 2.3.2.8 Ảnh hưởng mức chuyển hoá đến lượng xúc tác cần dùng oxi hoá TP SO2 35 Đ ẠO 2.3.2.9 Ảnh hưởng mức chuyển hoá đến giá thành axit sunfuric 36 G 2.3.2.10 Ảnh hưởng nồng độ SO2 đến suất tháp tiếp xúc 36 H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu 2.3.2.11 Ảnh hưởng chiều dài mao quản đến mức sử dụng bề mặt bên TR ẦN xúc tác 37 2.3.2.12 Ảnh hưởng đường kính hạt xúc tác đến tiêu hao chung 37 B 2.3.2.13 Ảnh hưởng tốc độ khí đến đường kính thích hợp hạt xúc tác 10 00 mức chuyển hoá khác 38 A 2.3.3 Hấp thụ SO3 H2SO4 thành oleum 38 H Ó 2.3.3.1 Ảnh hưởng nồng độ nhiệt độ axit đến hệ số K0 38 Í- 2.3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ nhiệt độ axit đến hiệu suất, tốc độ hấp thụ SO3 ÁN -L 39 TO 2.3.3.3 Cân nước hệ thống 39 ÀN 2.4 Phương pháp sản xuất 39 D IỄ N Đ CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 40 3.1 Sơ lược quy trình 40 3.2 Chuẩn bị nguyên liệu 41 3.3 Sản xuất khí SO2 41 Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa 3.4 Tinh chế SO2: 46 3.5 Chuyển hóa SO2 thành SO3 48 Cơ sở hóa lý q trình oxy hóa 48 Ơ 3.5.1 N Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản Cân phản ứng 48 3.5.1.2 Độ chuyển hóa 49 3.5.1.3 Tốc độ phản ứng 49 TP Q U Y N H 3.5.1.1 N G Chuyển hóa SO2 thành SO3 51 Phương pháp tháp đệm 51 3.5.2.2 Phương pháp tiếp xúc 51 TR ẦN H Ư 3.5.2.1 Hấp thu SO3 52 3.7 Quy trình cơng nghệ thuyết minh 52 10 00 B 3.6 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 53 3.7.2 Thuyết minh quy trình 55 A 3.7.1 Ó www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu 3.5.2 Nhiệt độ thích hợp (Tth) 50 Đ 3.5.1.5 ẠO 3.5.1.4 Xúc tác 49 Í- H CHƯƠNG 4: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH 58 Thiết bị xử lý nguyên liệu 59 4.2 Thiết bị lọc bụi, lọc mù 59 ÁN TO Thiết bị tạo SO2 60 ÀN 4.3 -L 4.1 D IỄ N Đ 4.4 Thiết bị oxy hóa SO2 thành SO3 61 4.5 Thiết bị hấp thu SO2: 64 4.6 Thiết bị trao đổi nhiệt: 64 CHƯƠNG 5: NHẬN XÉT 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ H2SO4 Lịch sử phát triển H Ơ Axit sunfuric hóa chất thương mại quan trọng, sản xuất với sản lượng N 1.1 N lớn giới, mức độ tiêu thụ axit sunfuric coi số kinh tế U Y quan trọng để đánh giá sức mạnh công nghiệp quốc gia, đặc biệt với nước Q phát triển Cơng nghệ sản xuất axit sunfuric quan tâm ẠO TP không ngừng cải tiến, đại hóa để tăng suất giảm ô nhiễm môi trường Đ Axit sunfuric H2SO4đã biết tới từ lâu Người điều chế H2SO4 từ sắt G sunfat (Fe2(SO4)3 phịng thí nghiệm nhà giả kim thuật Ai Cập Geber vào kỉ H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu thứ X Giữa kỉ XV,Basilius Valentinus tồng hợp H2SO4 từ lưu huỳnh cách đốt lưu huỳnh với muối nitrat, sau hấp thụ khí sinh nước phịng chì TR ẦN gọi phương pháp phóng chì Phương pháp điều chế H2SO4với có mặt nito oxit để oxi hóa SO2 có tên làphương pháp Nitroza Phương pháp điều chế nitroza để sản 10 00 B xuất H2SO4 đời vào năm 1793, sau hồn thiện nhờ cơng lao Cleman Dezorm Cuối kỉ XIX, Gay− Luytxac Glover thay phịng chì tháp A hấp thụ chứa đệm nên nâng nồng độ H2SO4 từ 67% đến 75% H Ó Ngày nay, phương pháp dùng xúc tác rắn để oxi hóa SO2 thành SO3 thay Í- phương pháp nitroza Trong phương pháp này, người ta thường dùng chất xúc tác -L platin vanadi oxit, gọi phương pháp tiếp xúc Axit H2SO4 sản xuất phương Tính chất hóa lý H2SO4 TO 1.2 ÁN pháp tiếp xúc có nồng độ cao, 98% thu oleum ÀN Trong hóa học, axit sunfuric xem hợp chất anhydrite sunfuric với nước D IỄ N Đ Công thức hóa học SO3.H2O H2SO4, khối lượng phân tử 98 Trong kỹ thuật hỗn hợp theo tỷ lệ SO3 với H2O gọi axit sunfuric Nếu tỷ lệ SO3/H2O < gọi dung dịch axit sunfuric, tỷ lệ SO3/H2O > gọi dung dịch SO3 axit sunfuric hay oleum axit sunfuric bốc khói Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vơ Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa Axit sunfuric khan chất lỏng không màu, sánh (khối lượng riêng 200C 1,8395 đầu sôi bị phân hủy tạo thành hỗn hợp chứa 98,3% H2SO4 1,7% H2O N H Ơ sôi 336,50C N g/cm3), kết tinh 10,370C Ở ấp suất thường (760 mmHg) đến 296,20C axit sunfuric bắt U Y Axit sunfuric kết hợp với nước SO3 theo tỷ lệ bất kỳ, khí tạo thành TP Nhiệt độ kết tinh ẠO 1.2.1 .Q số hợp chất có tính chất khác Dung dịch có nồng độ axit sunfuric oleum xem hỗn hợp G Đ hai hợp chất sau: H2SO4.4H2O kết tinh -24,400C, H2SO4.2H2O kết tinh - H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu 39,600C, H2SO4.H2O kết tinh 8,480C, H2SO4 kết tinh 10,370C, H2SO4.SO3 kết tinh TR ẦN 38,150C Nhiệt độ kết tinh dung dịch axit sunfuric oleum tương đối cao Vì vậy, thường quy định nghiêm ngặt nồng độ loại axit sunfuric oleum tiêu chuẩn cho Nhiệt độ sôi áp suất A 1.2.2 10 00 B chúng không bị kết tinh trình sản xuất, bảo quản vận chuyển … -L Í- H2SO4, sau giảm H Ĩ Khi tăng nồng độ, nhiệt độ sơi dung dịch axit tăng, đạt cực đại (336,50C) 98,3% ÁN Khi tăng hàm lượng SO3 tự do, nhiệt độ sôi oleum giảm từ 296,20C (ở 0% SO3 tự TO do) xuống 44,70C (ở 100% SO3 – tức nhiệt độ sôi SO3) ÀN Khi tăng nồng độ, áp suất dung dịch axit giảm, đạt cực tiểu 98,3% H2SO4, Đ sau lại tăng Áp suất oleum tăng tăng hàm lượng SO3 tự Nói chung, IỄ N dung dịch axit oleum có thành phần khác với thành phần pha lỏng Hơi D dung dịch axit sunfuric loảng chủ yếu nước, oleum phần lớn SO3 Chỉ dung dịch axit 98,3% H2SO4 thành phần pha thành phần pha lỏng Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa Như đun nóng dung dịch axit sunfuric lỗng oleum sản phẩm cuối axit 98,3% H2SO4 axit 100% H2SO4 N Khối lượng riêng H Ơ 1.2.3 N Khi tăng nồng độ, khối lượng riêng dung dịch axit sunfuric tăng, đạt cực đại U Y 98,3% H2SO4 sau giảm Khi tăng hàm lượng SO3 tự do, khối lượng riêng oleum Q tăng, đạt cực đại 62% SO3 tự do, sau giảm Khi tăng nhiệt độ, khối lượng riêng ẠO Nhiệt dung Đ 1.2.4 TP axit sunfuric oleum giảm N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Khi tăng nhiệt độ, nhiệt dung dung dịch axit sunfuric giảm Ngược lại, tăng H Ư hàm lượng SO3, nhiệt dung oleum lại tăng Khi tăng nhiệt độ, nhiệt dung axit 1.2.5 TR ẦN sunfuric oleum tăng Độ nhớt 10 00 B Độ nhớt có ảnh hưởng lớn đến trở lực axit chảy đường ống máng dẫn, đến tốc độ truyền nhiệt đun nóng làm nguội axit, đến tốc độ hòa tan A muối, kim loại chất khác vào axit … Vì vậy, sử dụng nhiều H Ĩ tính tốn kỹ thuật Độ nhớt axit sunfuric oleum có giá trị cực đại Í- nồng độ 84,5% H2SO4; 100% H2SO4 50 – 55 % SO3 tự Khi tăng nhiệt độ, độ nhớt Nhiệt tạo thành TO 1.2.6 ÁN -L axit giảm nhanh ÀN Hiệu ứng nhiệt phản ứng tạo thành axit sunfuric hợp chất trung gian D IỄ N Đ 250C( 2980K) có giá trị sau: Stinh thể hình thoi + O2
SO2 ( 297,322 kJ/mol) SO2 + 0,5 O2
SO3 khí ( 96,144 kJ/mol) SO3 khí
SO3 lỏng (39,805 kJ/mol) Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa SO3 khí + H2Ohơi
H2SO4 (124,988 kJ/mol) Ơ Nhiệt pha loãng nhiệt hỗn hợp H 1.2.7 N H2SO4 hơi
H2SO4 lỏng (50,196 kJ/mol) U Y N Nhiệt pha loãng lượng nhiệt tỏa thêm nước vào axit Nhiệt pha loãng axit Q sunfuric từ nồng độ ban đầu C1 xuống nồng độ C2 tính hiệu nhiệt tạo thành TP axit đó: ẠO Qf = H – H G Đ Khi hỗn hợp axit có nồng độ khác tỏa lượng nhiệt gọi nhiệt hỗn N H Ư www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu hợp, có cơng thức: TR ẦN Qh = H3 + 2113 – H1 – H2 ( kj/ kg SO3) H1, H2, H3: nhiệt tạo thành axit ban đầu có nồng độ C1, C2 nhiệt tạo thành dung 1.2.8 10 00 B dịch axit cuối có nồng độ C3 Nhiệt pha lỗng (hoặc nhiệt đặc) vi phân Ĩ A Là lượng nhiệt tỏa thêm lượng nhỏ H2O SO3 vào axit sunfuric -L Nhiệt bay ÁN 1.2.9 Í- H oleum làm nồng độ chúng thay đổi Nhiệt bay nước từ dung dịch axit sunfuric nồng độ xem tổng ÀN TO nhiệt pha loãng axit nhiệt bay nước nhiệt độ cho Ứng dụng H2SO4 D IỄ N Đ 1.3 Axit sunfuric dùng rộng rãi nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân Đối với cơng nghiệp hóa học, axit sunfuric dùng sản xuất phân lân, axit vô (axit photphoric, hidro floric, boric), muối sunfat kim loại khác nhau, sản xuất thuốc nhuộm, chất màu vô hợp chất khác Một lượng lớn axit sunfuric, Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa 4- Cyclon N 5- Lọc điện khô H Ơ 6- Tháp rửa U Y N 7- Tháp rửa TP Q 8- Lọc điện ướt ẠO 9- Tháp tăng ẩm G Đ 10- Tháp sấy N H Ư www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu 11- Tách giọt axit TR ẦN 13- Truyền nhiệt 14- Tháp tiếp xúc 10 00 B 15- Làm nguội SO3 A 16- Tháp hấp thu oleum H Ó 17- Tháp hấp thu monohidrat -L Í- 18- Giàn làm nguội axit ÁN 19- Làm nguội oleum kiểu ống chùm D IỄ N Đ ÀN TO 20- Thùng chứa axit 3.7.2 Thuyết minh quy trình Quặng pyrit đưa vào lò đốt quặng, nhiệt độ lò 8000C, FeS2 bị oxy hóa tạo thành SO2, SO2 dẫn khỏi thiết bị vào nồi để hạ nhiệt độ tận dụng Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 55 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vơ Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa nhiệt, sau hổn hợp khí qua cyclon lọc điện khơ để lọc bụi có nhiệt độ từ 300– Ơ Ở tháp rửa tưới dung dịch axit sulfuric loãng, tạp chất axit chuyển N 4000C đến công đoạn loại tạp chất đầu độc xúc tác N H vào mù axit, phần nhỏ axit tách tháp rửa phần lại tách lọc D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ ẠO TP Q U Y điện ướt tăng ẩm Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 56 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa Sau tưới vào tháp rửa tăng ẩm nhiệt độ axit sulfuric tăng nên cần phải qua giàn làm nguội trước tuần hồn lại N Dịng khí sau tách ẩm tách hạt axit đưa qua hệ thống gia nhiệt N H Ơ gián tiếp khí SO3 để đưa nhiệt độ dịng khí lên nhiệt độ làm việc xúc tác U Y Khi khỏi thiết bị chuyển hóa SO3 có nhiệt độ cao nên phải qua tháp làm nguội Q trước vào tháp hấp thu TP Axit tưới tháp hấp thu có nồng độ 98.5%, sau tưới nhiệt độ dung dịch Đ ẠO tăng nên phải qua hệt thống làm nguội trước tuần hoàn lại G Axit sau hấp thu có nồng độ 99 - 99,5%, để giữ cho nồng độ axit tưới 98,5% D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ó A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu phải bổ sung axit sấy vào thùng chứa, axit dư chuyển kho chứa Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 57 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa Nguyên liệu N H Ơ N (FeS2 , khơng khí) Làm nguội TP Q U Y Đốt Xử lí khí thải Đ Lọc điện khô Tưới axit Rửa Tưới oleum G Hấp thụaxit H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu ẠO Axit TR ẦN Hấp thụ oleum 10 00 B Lọc điện ướt Oleum Chuyểnhóa SO2 H Ĩ A Sấy Làm nguội Làmnguội ÁN -L Í- Táchgiọt D IỄ N Đ ÀN TO Hình 1.7 Sơ đồ khối sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc từ quặng pirit CHƯƠNG 4: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 58 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản 4.1 GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa Thiết bị xử lý nguyên liệu Ơ đoạn tuyển để tách riêng quặng pyrit quặng đồng.Có nhiều phương pháp tuyển N Đối với nguyên liệu pyrit có hàm lượng đồng >1% trước nghiền phải qua công N H pyrit thường dùng tuyển trọng lực tuyển Thiết bị lọc bụi, lọc mù TP 4.2 .Q U Y Đối với quặng pyrit thường cần nghiền sàng quặng để đạt kích thước định Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ ẠO Có nhiều phương pháp lọc bụi, lọc mù như: dùng cyclon, lọc điện ướt, lọc điện khô: D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Hình 4.1 Lọc điện khơ ướt Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 59 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa G Đ ẠO TP Q U Y N H Ơ N Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản N H Ư Thiết bị tạo SO2  Lị khí: 10 00  Ưu điểm: bụi khí lị thấp TR ẦN 4.3 B www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu Hình 4.2 Cấu tạo Cyclon  Nhược điểm: suất thấp không tận dụng nhiệt cháy, hàm lượng S H Ó A xỉ cao, thiết bị cồng kềnh khó xử lý xảy cố.Trong thực tế sử dụng -L Í-  Lò phun: ÁN  Ưu điểm: suất cao, dễ tự động hóa, dễ xử lý có cố xảy TO  Nhược điểm: lượng bụi lớn, nồng độ SO2 dễ bị thay đổi ÀN  Lị tầng sơi: D IỄ N Đ  Ưu điểm: suất cao, dễ khí hóa tự động hóa, lượng S xỉ thấp  Nhược điểm: lượng bụi khí lị lớn, nồi cồng kềnh Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 60 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản 4.4 GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa Thiết bịoxy hóa SO2 thành SO3 Có nhiều dạng tháp chuyển hóa SO2 thành SO3 nhìn chung gồm nhiều H Ơ N lớp xúc tác có trao đổi nhiệt lớp (trực tiếp gián tiếp) U Y N Một số loại tháp chuyển hóa: TO ÁN -L Í- H Ó A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ ẠO TP Q • Tháp tiếp xúc lớp xúc tác có truyền nhiệt trung gian ÀN Vỏ tháp làm thép, bên có lót vật liệu chịu lửa, phần tháp mở Đ rộng để giảm trở lực lớp xúc tác giảm tốc độ khí tháp giảm chiều D IỄ N cao lớp xúc tác • Tháp tiếp xúc có bổ sung SO2 sau lớp truyền nhiệt trung gian Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 61 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ ẠO TP Q U Y N H Ơ N Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản -L Tháp dễ chế tạo sửa chửa nhược điểm phân phối khí khơng ÁN chiếm diện tích mặt lớn TO • Tháp tiếp xúc kiểu lớp sôi: D IỄ N Đ ÀN Gần người ta bắt đầu sử dụng thiết bị dạng vì: Nhờ có đảo trộn mạnh nên tăng cường khuếch tán SO2 O2 tới bề mặt xúc tác Có thể sử dụng xúc tác kích thước nhỏ để tăng cường mức sử dụng bề mặt bên xúc tác Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 62 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vơ Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa Có thề oxi hóa hỗn hợp khí có nồng độ SO2 cao mà khơng sợ xúc tác q nóng Nếu hỗn hợp có bụi khơng sao, tốc độ dịng khí lớn làm bụi khơng thể H Ơ N nằm yên xúc tác D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ ẠO TP Q U Y N Có thể nạp thay xúc tác mà khơng cần ngưng hệ thống Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 63 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản 4.5 GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa Thiết bị hấp thu SO2: Thường sử dụng tháp hấp thu dạng đệm dùng axit sulfuric có nồng độ 98,5 làm ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ ẠO TP Q U Y N H Ơ N dung dịch tưới, dung dịch sau hấp thu đưa vào bể chứa Thiết bị trao đổi nhiệt: TO 4.6 ÀN Để tận dụng nhiệt đốt nóng làm nguội dịng lưu chất, người ta thường • Thiết bị đốt nóng khởi động: D IỄ N Đ dùng thiết bị trao đổi nhiệt Dưới số thiết bị trao đổi nhiệt: Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 64 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa ẠO TP Q U Y N H Ơ N Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ Tháp trao đổi nhiệt: • Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 65 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ó A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ ẠO TP Q U Y N H Ơ N Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 66 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hòa CHƯƠNG 5: NHẬN XÉT Kỹ thuật sản xuất axit sunfuric yếu tố định N tiêu kinh tế sản xuất axitsunfuric, nhiều viện nghiên cứu xí nghiệp N H Ơ giới ý cải tiến sơ đồ kỹ thuật cấu tạo thiết bị U Y Hiện sơ đồ cổ điển dùng phổ biến giới, sơ đồ Q phức tạp không kinh tế Tuy đảm bảo cho nhà máy làm việc lâu dài, TP vốn đầu tư vào công đoạn rửa lớn (30% đốt pyrit 50% dùng khí thải ẠO lị luyện kim màu).Vì nhiều viện nghiên cứu xí nghiệp giới ý Đ cải tiến sơ đồ kĩ thuật thiết bị Một số phương pháp sản xuất ưu việt đề G cập tới như: phương pháp tinh chế khô, thiết bị tiếp xúc kiểu lớp sôi… Không H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu suất hệ thống sản xuất tăng lên cách đáng kể (năm 1982 hãng Texas Gulf Inc đưa dây chuyền suất 2800 tấn/ngày Năm 1988 suất TR ẦN hãng Texas Gulf Inc 379 000 tấn/năm…) Trước dòng thải chất thải nhà máy sản xuất axit sunfuaric chưa quan tâm mức để lại hậu 10 00 B đáng tiếc cho môi trường A Cải tiến trình sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc: Ĩ Nghiên cứu q trình sản xuất axit sunfuric áp suất cao, suất thiết bị Í- H tỷ lệ thuận với áp suất Tất nhiên, dó tiêu hao điện chi phí để chế tạo -L thiết bị tăng.Với thiết bị kích thước nay, làm việc 100 atm ÁN suất lớn q trình oxi hóa SO2 khơng cần xúc tác TO Để tăng suất hệ thống ta cịn thay phần hay tồn khơng khí ÀN oxi trình đốt nguyên liệu oxi hóa SO2 Khi tăng khơng khí oxi tốc độ Đ q trình đốt ngun liệu oxi hóa SO2 tăng, đồng thời tăng lượng nhiệt tỏa 1m3 D IỄ N khí, tăng nồng độ SO2 khí Nghiên cứu, sử dụng loại xúc tác có khả thúc đẩy q trình chuyển hóa tốt hơn, hao mịn xúc tác hơn, giá thành thấp Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 67 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa Điều chỉnh vị trí thiết bị để hạn chế thất nhiệt tậng dụng nhiệt trình tốt H Ơ N Sử dụng phương pháp tinh chế khô: N Sơ đồ tinh chế khơ khơng có cơng đoạn rửa khí, tiêu kinh tế kỹ thuật U Y cao so với sơ đồ cổ điển Khơng thế, cịn nhiều khả nâng cao TP Q tiêu ẠO Ví dụ, nâng nhiệt độ khí sau lọc điện khô lên 450oC vào tháp tiếp xúc Đ mà không cần thiết bị truyền nhiệt nữa, nghiên cứu chế độ thích hợp tháp G ngưng tụ để hạt mù tạo thành có đường kính lớn, tách hồn tồn lọc H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu sợi thủy tinh mà không cần lọc điện ướt, hay dùng thiết bị ngưng tụ kiểu ống chum để tận giàn làm nguội axit tuần hoàn … TR ẦN dụng nhiệt sản xuất nước, dùng thiết bị ngưng tụ kiểu đĩa lỗ không cần bơm Gần người ta nghiên cứu phương pháp dùng vi khuẩn để chuyển hóa S D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B thành SO2 H2SO4 chuyển hóa H2S, SO2, muối sunfua thành S TÀI LIỆU THAM KHẢO Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 68 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu luận môn: Công Nghệ Sản Xuất Các Chất Vô Cơ Cơ Bản GVHD: ThS Nguyễn Văn Hịa Cơng nghệ axit sunfuric Đỗ Bình, NXB Bách khoa Hà Nội, 2011 Công nghệ sản xuất axit sulfuric dòng thải đặc trưng, Đại học Bách Khoa N D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ó A 10 00 B TR ẦN H Ư N www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu G Đ ẠO TP Q U Y Bài giảng Công nghệ sản xuất hợp chất vô cơ bản, Nguyễn Văn Hịa H Ơ N Hà Nội Nhóm Sưu tầm GV Nguyễn Thanh Tú Trang 69 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial ... nghiệp luyện -L Quặng pyrit (FeS2) ÁN 2.1.2 Í- H kim màu, gia cơng dầu mỏ, khí dầu mỏ TO Có loại quặng pyrit thường dùng để sản xuất axit sunfuric pyrit thường, pyrit ÀN tuyển nổi, pyrit lẫn than Đ... (S) 13 2.1.2 Quặng pyrit (FeS2) 14 Ơ 2.1.1 N Nguyên liệu 13 Pyrit thường 15 2.1.2.2 Pyrit tuyển 16 2.1.2.3 Pyrit lẫn than 16... quặng pyrit có nhiều Nga, Tây Ban Nha, Nhật Bản, Canada, Bồ Đào N FeSn+1 (n ≥5) gọi pyrotin hay pyrit từ N H Nha, Na Uy, Italia,… U Y Ở miền Bắc nước ta phát số mỏ pyrit , nói chung hàm lượng TP Pyrit