Sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc

Khái niệm, tính chất và ứng dụng 1 Khái niệm

- Trong lĩnh vực gia công kim loại axít sunfuric đ−ợc dùng lμm sạch bề mặt tr−ớc khi sơn. - Lμm nguyên liệu để sản xuất ắc qui axit, thuốc nhuộm vải, chất dẻo, sản xuất thuốc nổ, r−ợu etylic công nghiệp.

Nguyên liệu để sản xuất

Th−ờng thì từ thạch cao ng−ời ta liên hợp sản xuất cả axít sunfuric vμ xi măng khi đó người ta nung thạch cao, đất sét vμ than trong lμ quay khi đó CaSO4 bị khử phần khí chứa SO2 đ−axít sunfuric đi sản xuất axít sunfuric, phần xỉ thêm phụ gia vμ nghiền mịn để sản xuất xi măng. Ngoμi ra ng−ời ta còn tận dụng một số các loại chất thải công nghiệp khác nh− : tận dụng khí lò, tinh chế lại axít sunfuric thải công nghiệp.

Quá trình sản xuất axit sunfuric theo ph−ơng pháp tiếp xúc Quá trình sản xuất đ−ợc mô tả theo sơ đồ tổng quát sau

Ví dụ : ở nhiệt độ 2500C vμ tốc độ thể tích 750 giờ (tốc độ thể tích tính bằng thể tích hỗn hợp khí ở điều kiện tiêu chuẩn khi qua một đơn vị thể tích chất xúc tác trong một đơn vị thời gian) mức chuyển hoá ban đầu đạt trên 0,90. Do đó ta chỉ có thể tiến hμnh sao cho gần với đường thích hợp nhất muốn lμm được điều đó người ta chia quá trình ôxi hoá SO2 ra thμnh nhiều đoạn (hay còn gọi lμ nhiều lớp) sau mỗi lớp ta tiến hμnh lμm nguội hỗn hợp khí.

Sản xuất chất kết dính I-giới thiệu chung

• Sản xuất chất kết dính không khí 1) Nguyên liệu: đá vôi (CaCO 3 )
• Sản xuất các chất kết dính thủy lực 1) Vôi thủy

Dạng α tạo thành khi tách nước ở thể lỏng có cấu trúc tinh thể hình kim, đóng rắn nhanh khi gặp nước. Dạng β tạo thành khi tách nước ở thể khí, đóng rắn khi gặp nước nhưng cho độ bền kém hơn dạng α. CaSO4 tạo từ nhiệt độ này gọi là Anhidrit hòa tan, dạng này đóng rắn khi gặp nước nhưng cho độ bền thấp. III- Sản xuất các chất kết dính thủy lực 1) Vôi thủy. Được chế tạo bằng cách nung đá vôi với đất sét hoặc hỗn hợp vôi với đất sét đã nung. Tính chất: đóng rắn nhanh khi gặp nước, cho độ bền thấp chỉ xây dựng những công trình nhỏ. Giá thành đắt. Nguyên liệu sản xuất là đá vôi và đất sét nung nhưng chưa đến nhiệt độ kết khối Khi nung thì các Oxyt CaO phản ứng tạo các khoáng. Tính chất: đóng rắn nhanh khi gặp nước, cho độ bền thấp nên chỉ thích hợp xây dựng công trình nhỏ chịu tải bé. 3) Sản xuất Xi măng Pooclăng a) Nguyên liệu sản xuất. có thể có lẫn tạp chất như đất sét hoặc MgCO3. -Đất sét: thành phần gồm có các khoáng chính Khoáng Caolinit: Al2O3.2SiO2.2H2O Monmoriolit: Al2O3.4SiO2.nH2O. Phụ gia thủy: cho vào để tăng tính bền nước của ximăng, thường sử dụng SiO2, Al2O3 hoạt tính. Phụ gia khoáng hóa: có vai trò thúc đẩy quá trình tạo khoáng, thành phần có thể NaCl, CaF2, P2O5, B2O3. Phụ gia đầy: cho vào để tăng thêm lượng ximăng đồng thời hạ giá thành sản phẩm. Thường sử dụng là cát hoặc bột đá vôi. Tỷ lệ các oxyt trong quá trình hinh thành Clanhke thường đảm bảo các thông số sau. Quan hệ về tỷ lệ. c) Các phương pháp sản xuất xi măng. Có hai phương pháp là phương pháp lò đứng và phương pháp lò quay, trong phương pháp lò quay lại có phương pháp ướt và phương pháp khô. - Phương pháp lò quay-ướt: có ưu điểm là phối liệu được nghiền mịn trộn đều nhờ có nước nên chất lượng sản phẩm tốt. Nhược điểm do nguyên liệu nhiều nước nên sẽ làm tốn nhiên liệu, lò nung dài làm tăng chi phí thiết bị, mặt bằng, chi phí vận hành. - Phương pháp lò quay-khô: Ưu điểm tiêu hao ít nhiên liệu, lò kích thước ngắn hơn, năng xuất lò cao hơn. Nhược điểm tiêu hao nhiều điện và sử dụng nhiều nhân công lao động. - Phương pháp lò đứng: ưu điểm là vốn đầu tư không lớn, mặt bằng sản xuất bé, điện năng tiêu hao ít. Nhược điểm chất lượng xi măng không cao, năng xuất thấp, tiêu hao nhiều nhiên liệu. d) Quá trình hóa lý khi nung xi măng. - Khi nung nguyên liệu đến nhiệt độ 200 °C xảy ra quá trình thoát nước lý học - Nung đến nhiệt độ 500 °C Xảy ra quá trình thoát nước hóa học và đốt cháy các chất hữu cơ. - Nung đến nhiệt độ 900 °C bắt đầu phân hủy các khoáng cacbonat và có một số phản ứng giữa các oxyt. - Đến nhiệt độ 1200 °C thì phản ứng giữa các khoáng xảy ra mạnh nhưng xảy ra chủ yếu trong pha rắn. e) Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng của xi măng. - Kích thước các hạt xi măng - Lượng nước khi trộn với xi măng. - Hàm lượng vôi tự do trong xi măng phải nhỏ - Mác xi măng phải đạt chuẩn. d) Sơ đố sản xuất xi măng theo phương pháp khô.

Sản xuất thủy tinh

- Chất gây mờ đục thủy tinh: Khi nấu các chất này sẽ ở trong thủy tinh dạng vi tinh thể làm thay đổi hướng đi của ánh sáng theo nhiều hướng nên thủy tinh mất độ trong suốt(mờ đục).Các chất gây mờ đục có thể là 3NaF.AlF3, Na2SiF6, CaF2, Ca3(PO4), ZnO …. tuy nhiên phối liệu lúc này có độ nhớt lớn nên thủy tinh không đồng đều và nhiều bọt. - Từ 1400 -1450 °C thủy tinh nóng chảy quá nhiệt, độ nhớt nhỏ nên quá trình khuyếch tán nhanh làm thủy tinh đồng đều và thoát ra nhiều bọt khí. C-Sản xuất Gốm sứ. 1) Các công đoạn sản xuất. - Đập vỡ sấy khô, nghiền mịn nguyên liệu ban đầu - Thiết lập tỷ lệ phối liệu. - Trộn với nước để tạo nguyên liệu dẻo - Tạo hình sản phẩm. - Sấy nung sản phẩm trước khi nung - Làm nguội sản phẩm. - Căn cứ vào tính chất xương của sản phẩm người ta chia làm hai loại:. Sản phẩm có xương xốp có khả năng hút ẩm: vd gạch, ngói. Sản phẩm có xương kết khối , sít đặc, không hút ẩm: đồ sành. đồ sứ - Căn cứ vào cấu trcú xương chia làm hai loại:. Xương đồng nhất. Xương không đồng nhất 3) Nguyên liệu. Độ dẻo phụ thuộc vào kích thước của nguyên liệu, kích thước càng nhỏ thì độ dẻo càng lớn (thường d<0,005mm). Để tăng tính dẻo thì có thể ủ giữ ẩm lâu, thêm keo hữu cơ hoặc chất điện giải. Độ co: khi Đất sét nung đến 200°C sẽ sảy ra quá trình mất nước làm cho thể tích bị co, quá trình này gọi là co không khí. °C thì một số cấu tử nóng chảy làm thể tích vật thể bị co, quá trình này gọi là co lửa. Đất sét càng dẻo thì độ co càng lớn, độ dẻo có thể điều chỉnh được bằng vật liệu gày. Độ chịu lửa: Là khả năng không bị nóng chảy, biến dạng khi nung ở nhiệt độ cao hay sự thay đổi nhiệt độ nhanh. Nguyên liệu này chứa nhiều khoáng SiO2 và khoáng Cacbonat b.1 Nguyên liệu chứa SiO2 gồm có thạch anh, cát thạch anh, Quắc. Những nguyên liệu này có hàm lượng SiO2 khoảng 98%, Quắc là quặng gồm những tinh thể thạch anh bé được liên kết sít đặc lại với nhau bằng chất kết dính. b.2 Khoáng Cacbonat. - Đá vôi: chứa chủ yếu là khoáng Canxit CaCO3, ngoài ra có nhiều các tạp chất như alumosilicat, các hợp chất Sắt, axit silicic. Nói chung hàm lượng tạp chất thay đổi trong giới hạn rộng. Thường dùng làm men trong sản xuất gốm sứ. - Quặng manhezit: gồm chủ yếu MgCO3, có tạp chất là các oxit nhôm, sắt, silic, canxi. Quặng dùng để sản xuất vật liệu chịu lửa và cách điện. Trong quặng có thể có các tạp chất nhứ oxit sắt, nhôm, silic làm cho nguyên liệu dễ nóng chảy nhưng lại làm giảm độ chịu lửa. ứng dụng dùng để sản xuất vật liệu chịu lửa, men, xương sứ. c) Chất trợ dung: Là những chất có nhiệt độ nóng chảy thấp, khi nóng chảy sẽ lấp đầy vào khe trống giữa các cấu tử nên làm sản phẩm sít đặc, rắn chắc, bền cơ, bền hóa.