Техника - молодёжи 1940-01, страница 30
Сернистый газ ((Sfh) получают сжиганием колчедана (FeSt) на полках механических печей. Сера колчедана, соединяясь с кислородом воздуха, дает сернистый газ, а железо — огарок. На рисунке показан схематический разрез одной из полок колчеданной печи. КАТАЛИЗАТОР СЕРНЫЙ АНГИДРИД so3 В контактных аппаратах сернлстый газ /SOt),: при помощи катализатора соединяясь с кислородом воздуха, образует серный ангидрид. На рису икс дан разрез контактного аппарата. МОНОГИДРАТ Серный ангидрид (80й) в абсорберах поглощается серной кислотой. На рисунке изображен абсорбер, наполненный кольцами Рашига. выходит уже в виде серного ангидрида. Затем через теплообменник он Hanpai ся для дальнейшего охлаждения в циальные холодильники. Иногда холодильники выгодно охлаж дать... горячей водой. Это роятиым, а между тем э: Объясняется это следующим образом. Если газ нужуо охладить до 80т-100° и мы бу дем доливать его холодной водой, то вода, охлаждая газ, сама нагреется. Если же орошение производить горячей водой, то она, отнимая тепло от газа, нагреется еще больше и закипит. Для этого, как известно, требуется затратить очень много тепла. При кипении расходуется скрытая теплота парообразования; таким образом при гораздо меньшем количестве воды можно добиться лучшего охлаждения газов. Такого рода охлаждение как раз применяется в сернокислогном производстве и дает очень хорошие результаты, Охлажденный газ идет уже на приготовление самой кислоты. Газ растворяется, однако, не в воде, ка^ можно было бы подумать,. а в-крепкой серной кислоте—• олеуме. Такой способ дает лучшие результаты ангидрид улавливается полнее. Растворение газа производится в абсорберах, клепаных железных цилиндрах, стенки которых выложены кислотоупорным материа- ..... Внутренность первого абсорбера оро- :я олеумом. В этом абсорбере газ, :о, еще we отдает всего серного ангидрида. Для окончательного выделения ангидрида газ пропускается еще через второй абсорбер, где он принимает душ из моногидрата. Тут происходит полное растворение серного ангидрида в моногидрате. После поглощения ангидрида в первом абсорбере серная кислота — олеум — становится крепче. Ее разбавляют моногидратом до прежней крепости, а излишек олеума направляется на склад в виде готового продукта. П.ерекачка кислоты из одних аппаратов в другие производится по трубопроводам мощными центробежными насосами. Эти насосы изготовлены из специальных материалов, не подвергающихся разъеданию кислотой. Газ по выходе из абсорберов отделяется от брызг кислоты и обычно выпускается в атмосферу, хотя содержит все-таки еще небольшое количество сернистого газа, которое можно было бы использовать. Читатель, вероятно, уже заметил, что по пути прохождения газа через различные аппараты завода. получается целый ряд кислот разной крепости. Но в виде готовой продукции с завода выходит лишь олеум, иля кислота, той крепости, какую потребовал заказчик. Крепость эта бывает различна в зависимости от того, для какой цели предназначается .......... В течение многих лет в Соединенных штатах на реке Огайо наблюдалось странное и непонятное явление: железные баржи и суда, плавающие по реке, опоры мостов и других железных или железобетонных сооружений разрушались куда быстрее, чем на других реках. Неожиданно в 1937 г. профессор Годж обнаружил в водах реки Огайо присутствие большого количества серной кислоты. Но откуда могла попасть в реку кислота? Оказалось, что по берегам реки расположено большое число заброшенных уголь- лась сернистым газом, образовавшимся в шахтах, и таким образом получалась сер-лая кислота. Однако количество серной кислоты по сравнению с количеством протекающей в реке воды, т. е. концентрация кислоты, было очень невелико. Поэтому многим казалось невероятным, что причиной разрушительного действия воды могут быть такие, ничтожные количества кислоты. Но для специалистов-химиков в .этом не было ничего удивительного. Дело в том, что разъедающее действие разбавленных кислот значительно сильнее, чем концентрированных (крепких). Это своеобразное свойство кислоты необходимо учитывать при выборе материалов, из которых изготовляются аппараты, служащие для производства, хранения и перевозки кислот разной крепости. В настоящее время для защиты аппаратов сернокислотных заводов от разъедания применяют ферросилиций, сплав железа с кремнием, хромовые, хромоникелевые ста-ли, свинец и его сплавы. Когда имеют дело с крепкими кислотами, ^разъедающее действие которых сравнительно невелико, пользуются котельным железом и чугуном, * защищая их от разъедания только эмалировкой. Сейчас начинают применять также, вулканическую лаву, гранит и другие ки- | слотоупорные материалы. Из них изготов-ляют кирпичи, которыми выкладывают (футеруют) внутренность аппаратов, Описанный нами контактный метод производства серкой кислоты является одним: из самых современных. Помимо него, су- i шествуют еще и другие способы. В настоящее время во всем мире работает множество заводов, производящих серную кислоту другими методами, главным образом !| камерным и башенным. Оба они представляют собой резуль-дальнейшего усовершенствования метода Валентина, по способу которого еще -в XVIII в. был построен первый завод серной кислоты.' При помощи этих методов получается, однако, значительно более слабая кислота, чем на контактных заводах. В последнее время появился еще один способ производства серной кислоты. Сырьем здесь служит не серный колчедан, не сера я не селитра, а отходящие газы металлургических заводов и электроцентралей. Наши новые сернокислотные заводы будут построены главным образом на базе использования этих отбросных газов. При выплавке цветных металлов из руд, в которых металлы находятся в виде различных соединений с серой, получается; J большое количество сернистого газа. Рань-ше этот газ выпускали прямо в воздух, : отравляя им атмосферу на большом рас- ' стоянии вокруг завода. В зависимости от метода выплавки металла получается несколько сортов газа, • содержащего разное количество сернистого -■ газа. 'Гак, например, ватержакетные газы, получаемые из ватержакетяых яечей, содержат до 4—6% сернистого газа. При малом содержании меди в руде ее подвергают процессу флотации. Процесс этот состоит в том, что размолотую руду обрабатывают специальными реактивами и во- , ДО"; Сернистые руды отделяются от пустой породы. Это разделение происходит 1 вследствие того, что порода смачивас-, жидкостью и оседает на дне аппарата, р-^У же прилипает к пене, образующейся г, / продувании жидкости струей воздуха, ' и поднимается на поверхность. Эта обогащенная, концентрированная руда содержит до 40% серы. Процесс выплавки меди из этого концентрата заключается в первоначальной подсушке мокрой руды и частичном обжиге ее. При этом и получаются газы, содержащие от 6 до 8% сернистого газа и представляющие прекрасное сырье для сернокислотного производства. Для производства 1 тонны меди требуется 70 тонн медной руды. При ее обжиге получают такое количество сернистого газа, из которого можно получить 80 тони серной кислоты. Стоимость тонны серной кислоты, получаемой контактным способом:, в три-четыре раза превышает стоимость тонны меди Производство серкой кислоты из отходящих газов цветной металлургии обходится очень дешево, так как исполь- „ зует даровое сырье. При этом методе получения кислоты отпадает необходимость в таких сложных и дорогих операциях, как добыча, перевозка, размол и сжигание серного колчедана. . Серу содержат также многие сорта угля. ' Сгорая в топках, они образуют сернистый газ. Электростанций, потребляющие большое количество угля, выпускают в воздух очень много этого газа, который также можно использовать для получения серной: 28 |
