Tiểu luận môn Những quá trình sản xuất cơ bản TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFFURIC VÀ XỬ LÝ CÁC CHẤT THẢI ĐẶC TRƯNG

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện KH- CN Môi trường

BÀÌ TẬP CHUYÊN ĐỀ
MÔN : CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CƠ BẢN
TÊN CHUYÊN ĐỀ:
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFFURIC
VÀ XỬ LÝ CÁC CHẤT THẢI ĐẶC TRƯNG
Nhóm thực hiện:
- Nguyễn Đình Quân
- Nguyễn Duy Nguyên
- Nguyễn Thị Mùi
- Nguyễn Đức Minh
- Nguyễn Trung Dũng
Lớp : Nghệ môi trường- k51
Hà Nội , 11/2014
1
GIỚI THIỆU
Axit sunfuric là một loại hóa chất đã được biết đến từ lâu trong lịch sử
loài người từ thế kỉ thứ 9 bởi người đươc coi là đã phát hiện ra chất này-nhà
giả kim thuật Zakariya al -Razi (Rhases))
Axit sunfuric được sử dụng rộng rãi trong các ngành khác nhau của
nền kinh tế quốc dân. Nó là sản phẩm quan trọng nhất của ngành công
nghiệp hóa học. Công nghệ sản xuất axit sunfuric, do đó, là phổ biến và rất
quan trọng trong nền sản xuất.
Trong chuyên đề này, chúng tôi xin dề cập đến những vấn đề như sau :
A đặc tính của Axit sunfuric, tình hình sản suất trên thế giới và tại Việt Nam

{ do sinh viên: Nguyễn Đình Quân trình bày}
B vấn đề sử dụng nguyên nhiên vật liệu và năng lượng của công
nghệ sản xuất

{ do sinh viên: Nguyễn Duy Nguyên trình bày}
C Công nghệ sản xuất Axit sunfuric

{ do sinh viên: Nguyễn Thị Mùi trình bày}
D. vấn đề về môi trường của công nghệ sản xuất Axit sunfuric và
một số giải pháp giải quyết ô nhiễm

{ do sinh viên: Nguyễn Đức Minh và Nguyễn Trung Dũng trình bày}
Sau đây là nội dung chi tiết.
2
A ĐẶC ĐIỂM VÀ VAI TRÒ CỦA AXIT SUNFURIC
Đặc điểm:
H
2
SO
4
là axit hoạt tình mạnh
chất lòng, không màu , có thể hoà tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.
Kết tinh ở nhiệt độ lo,450
0
C, Sôi Ở nhiệt độ 296,20
0
C
H
2
SO
4
hòa tan SO
3
gọi là oleum (20, 25, 30,35 → 65 % SO

3
). Thực tế
hay sản xuất oleum vì có thể tạo axit với nồng độ khác nhau.
Vai trò:
Hầu như mọi ngành sản xuất hóa học trên thế giới đều trực tiếp gián
tiếp sử dụng axit sunfuric. Chúng ta có thể bắt gặp sản xuất phân
bón(supephotphat,amoniphotphat), thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp,tơ
sợi hoá học,chất dẻo,sơn màu,phẩm nhược,dược phẩm,chế biến dầu mỏ,v,v.
Có thể nói axit sunfuric của một quốc gia là một chỉ số tết về sức mạnh
công nghiệp của quốc gia đó. Vai trò quan trọng đó được thể hiện rất cụ thể
thông qua tình hình sản xuất axit sunfuric trên thế giới và trong nước.
Tình hình xản suất axit sunfuric trên thế giới
Bởi những đặc tính quan trọng của axit sunfuric và nhu cầu lớn của
nền sản xuất công nghiệp hoá học mà sản xuất lượng axit này trên thế giới
ngày càng tăng. Dưới đây là biểu đồ thể hiện sự gia tăng đó
3
Trong đó Mỹ được coi là một trong những nước sản xuất axit sunfuric
lớn nhất trên thế giới. Đây là đồ thị về sản lượng axit sunfuric mà Mỹ đã sản
xuất ở những thập niên trước:
Theo Và Express, hiện nay Trung Quốc cũng được coi là nước sản
xuất H
2
SO
4
lớn trên thế giới. Ở nước này phương pháp sản xuất đi từ quặng
pyrit là chủ yếu. Theo Hiệp hội axit Trung Quốc năm 2003 Trung Quốc đã
vượt Mỹ trở thành đứng đầu thế giới về sản xuất axit sunfuric với sản lượng
33,7 triệu tấn. Sau đó đến năm 2004 sản lượng đã tăng lên 35 triệu tấn.
Trong những năm 1995-2005, tiêu thụ axit sunfuric trên thế giới đã
tăng 29% bất chấp việc giảm 20% trong những năm 1988-1993.Theo đánh

giá của các nhà chuyên môn thì tiêu thụ axit sunfuric trên thế giới sẽ tăng
khoảng 2,6 % trong giai đoạn 2005 - 2010 nếu tình hình phát triển kinh tế
trên thế giới vẫn ổn định như hiện nay. Các nước XHCN ở Châu á vẫn là thị
trường chính,
chiếm khoảng 23% lượng tiêu thụ trên thế giới, tiếp theo là Mỹ tiêu thụ
khoảng 20%. Các nước Ở Châu Phi, Trung và Nam Mỹ, Tây âu tiêu thụ
khoảng 10 % . Trong năm 2005, cả thế giới tiêu thụ hết khoảng 190 triệu tần
4
axit sunfuric tương đương với giá trị là 10 tỉ USD. Dưới đây là : Biểu đồ tiêu
thụ axit sunfuric trên thế giới trong năm 2005
Tình hình sản xuất axit sunfuric trong nước
Ở Việt Nam axit sunfuric cũng đưọec sản xuất rất rộng rãi để phục vụ
cho nền công nghiệp hoá học nước nhà. Có thể kể đến 3 công ty sản xuất axit
sunfuric lớn trong nước (sô liệu lấy từ trang wed của Sở khoa học công nghệ
Bến Tre), đó là:
Nhà máy Supephotphat Lâm Thao - Phú Thọ: Sản xuất
H
2
so
4
đi từ quặng pỷit phối trộn với lưu huỳnh hoá lỏng nhập khẩu.
Chỉ bằng việc tahy đổi tỉ lệ phối trộn nguyên liệu kết hợp cải tiến công nghệ
đốt lò, nhà máy đã chế biến công nghệ cũ của Liên Xô thành dây chuyền sản
xuất H
2
SO
4
chưa từng có, tận dụng nguồn nguyên liệu pyrit trong nước và
giảm triệt để chất thải gây Ô nhiễm. Nhờ đó từ năm 1995 trở lại đây sản
lượng axit sunfuric luôn đạt 360 tấn /ngày, bụi xỉ bay ra giảm xuống tới mức

tiêu chuẩn và xỉ thải giảm từ 280 tấn xuống 80 tấn /ngày, thu hồi được toàn
bộ lượng axit phải thải bỏ trước đây. Tại đây H
2
SO
4
được Sản xuất theo
phương pháp tiếp xúc, chất xúc tác để Oxi hóa SO
2
thành SO
3
là vanađi oxit.
5
Nhà máy Supe lân Long Thành - Bên Tre hàng năm sản
Lượng H2so4 đạt khoảng 80.000 tấn /năm với nguyên liệu là quặng
sulfua sắt, sản xuất theo phương pháp tiếp xúc (chất xúc tác là V
2
O
5
). Theo
báo cáo của công ty Phân bón miền Nam, mặc dù giá lưu huỳnh nguyên liệu
tăng mạnh nhưng để đáp ứng nhu cầu tăng đột hiến, Nhà máy Supephotphat
Long Thành thuộc Công ty vẫn đẩy mạnh sản xuất axit sunfuric ngay từ
những ngày đầu năm. Tính đến 25/1/2008 nhà máy đã sản xuất gần 7000 tấn
axit sunfuric, đạt trên 10% kế hoạch cả năm và tăng gấp trên 3 lần so với
cùng kỳ năm 2007.
Nhà máy hóa chất Tân Bình sản xuất H
2
SO
4
kỹ thuật đi

Từ nguyên liệu lưu huỳnh theo phương pháp tiếp xúc. H
2
SO
4
tinh
khiết được sản xuất bằng cách chưng cất H
2
SO
4
kỹ thuật
.Ngày 12/6/2008 trang www.vinachem.com.và đã viết: Theo báo cáo của
Ban Kế hoạch - Kinh doanh Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam (TCT HCVN), để
đáp ứng đủ axit cho sản xuất phân lân và nhu cầu thị trường, từ đầu năm đến nay
các đơn vị sản xuất vẫn đảm bảo tết tiến độ sản xuất axit sunfuric trên cơ sở
vận hành thiết bị cao tải, chuẩn bị đủ nguyên liệu (lưu huỳnh) cho sản xuất.
Trong thời gian qua giá lưu huỳnh đã tăng cao đột biến, lên mức 700-800
USD/tấn đã trực tiếp tác động mạnh đến giá thành sản phẩm axit, điều này
làm các1 nhà sản xuất gặp rất nhiều khó khăn về vốn, về hạch toán sản xuất,
nhất là khi axit được sử dụng trong sản xuất phân lân, sẽ làm đội giá sản
phẩm phân lân trong bối cảnh phân bón phải thực hiện bình ổn giá theo chỉ
dạo chung. Ngoài ra, giá thành axit cao cũng sẽ ảnh hưởng đến các ngành
khác như sản xuất ắc quy chì, sản xuất phèn nhôm và nhiều sản phẩm khác.
Tính đến 5/6/2008, ba đơn vị sản xuất axit sunfuric của TCT đã thực
hiện được sản lượng axit tương đương 47 % kế hoạch cả năm, tăng 20,5 %
so với cùng kỳ năm 2007. Trong đó trên 80 % được sử dụng trong sản xuất
phân bón. Lượng axit thương phẩm cũng đạt trên 47 % kế hoạch cả năm,
tăng gần 8 % so với cùng kỳ năm 2007.
6
SƠ LƯỢC VỀ CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC
Có 2 phương pháp:

- Phương pháp tiếp xúc: dùng V
2
O
5
hoặc K
2
O làm xúc tác
- Phương pháp tháp: Dùng Nọ làm xúc tác, xảy ra trong tháp đệm
- Phương pháp tiếp xúc cho nồng độ axit cao (98 - 99%), tuy nhiên chi
phí cao.Trong phương pháp tiếp xúc bao gồm: phương pháp tiếp xúc đơn và
tiếp xúc kép. Ngày nay trên thế giới và trong nước sử dụng chủ yếu phương
pháp tiếp xúc kép với xúc tác là V
2
O
5
- Phương pháp tháp: Chi phí đầu tư đơn giản nhưng nồng độ axit chỉ
đạt 70-75 % . Phương pháp này chỉ được dùng trong trường hợp sản xuất
hỗn hợp axit sunfuric và nitric.
Dù đi từ nguồn nguyên liệu nào thì quá trình sản xuất H2so4 Cũng
tiến hành theo 4 giai đoạn chính:
-Tạo SO
2
bằng cách đốt nhiên liệu chứa S
Tinh chế khí (làm sạch tạp chất có trong khí)
-Chuyển hóa SO
2
thành SO
3
-Hấp thụ SO
3

bằng H
2
O → tạo H
2
SO
4
B .ĐẶC ĐIỂM SỬ DỤNG NGHUYÊN NHIÊN VẬTT LIỆU VÀ
NĂNG LƯỢNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC.
1. Nguyên liệu
+) Nguyên liệu đê sản xuất axit sunfuric rất phong phú bao gồm lưu
huỳnh và các hợp chất của nó. Theo thống kê, sản lương axit sunfuric trên
thế giới được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu như sau:
- lưu huỳnh nguyên chất
- Quặng pirit FeS
2
, chứa 30-50% S, lẫn nhiều tạp chất và thành phần khác.
- các nguồn chất thảit chứa S (các nguồn khí thải như H
2
S, SO
2,
axit
sunfuric thải.)
7
- Thạch cao.
a) Lưu huỳnh nguyên chất:
- S là một trong những nguyên tố có nhiều trong tự nhiên. S chiếm 0,1%
khối lượng vỏ trái đất. S được đánh giá là một nguyên tố quan trọng nhất và
có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. S được sử dụng chủ yếu trong các
nghành công nghiệp sản xuất axit sunfuric (chiếm khoảng 50% tổng lượng S
snả xuất ra), trong công nghiệp chiếm khoảng 10 -15% tổng lượng S sản xuất

ra ).
- Trong tự nhiên lưu huỳnh dạng đơn chất có thể tìm thấy ở gần các
suối nước nóng và các khu vực núi lửa tại nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là
dọc theo vành đau lử Thái Bình Dương. Các nguồn phổ biến này là cơ sở cho tên
gọi truyển thống “brimstore” do lưu huỳnh có thể tìm thấy ở gần các miệng núi
lửa. Các trầm tích núi lửa hiện được khai thác tại Idonesia, Chile và Nhật Bản.
- Các mỏ đáng kể của lưu huỳnh cũ tồn tại trong các mỏ muối dọc theo
bờ biển thuộc vịnh Mêxicô và trong các evaporit ở đông Âu và Tây Á. Lue
huỳnh trong các mỏ này được cho là có được nhờ hoạt động của các vi khuẩn
kỵ đối với các khoáng chất sunfat đặc biệt là thạc cao. Các mỏ này là nền tẳng
của sản xuất lưu huỳnh công nghiệp tại Hoa Kỳ , Ba Lan, Nga, Turkmenistan.
Lưu huỳnh thu được từ dầu mỏ, khí đốt và cát dầu athbasca đã trở thành
nguồn cung cấp lớn trên thị trường với các kho dự trữ lớn dọc theo Alberta.
Trong công nghệsản xuất axit sunfuric chất xúc tác đóng vi trò rất quan
trọng trong giai đoạn chuyển hoá SO
2
thành SO
3
, các chất xúc tác trong qua
trình oxi hoá SO
2
có thể chia thành hai nóm.
- Nhóm I là các xúc tác chứa platin gồm platin là cấu tử hoạt tính được
mang trên các chất mang nư amiăng, silicagen và một số chất khác.
- Nhóm thứ II bao gồm các oxit kim loại
Trong lịch sử của công nghệ sản xuất axit sunfuric, đầu tiên phổ biến
là dùng súc tác chứa platin, sau đó dùng xúc tác oxit . Trong mấy chục năm
gần đây, trên thế giới cũng như ở nước ta xúc tác được dùng phổ biến nhất là
8
vana điôxit (V

2
O
5
) cùng với một số phụ gia có tác dụng làm tăng độ bền cơ
học như Al
2
O
3
, SiO
2
, K
2
O, CaO, các chất phụ gia có tác dụng làm tăng độ
bền cơ học, nâng cao hoạt tính của chất xúc tác, ít bị ngộ độc bởi các tạp
chất. Xúc tác platin có hoạt độ cao nhất , trên xúc tác ít bị này xảy ra phản
ứng ô xi hoá SO
2
diễn ra ngay ở nhịêt dộ 400 độ C. Xúc tác chứa Vana điôxit
chiêma vị trí thứ hai, còn trên xúc tác Fe
2
O
3
phản ứng này chỉ fiễn ra ở nhiệt
độ 600 độ C. Mức độ dễ bị ngộ độc bởi asen ôxit As
2
O
3
cũng theo trật tự trên
2. Đặc điểm sủ dụng nghuyên liệu:
Mặc dù đi từ nhiều loại nghuyên liệu khác nahu để sản xuất axit

sunfuric nhưng chúng đề có điểm chung lag đốt nguyên liệu để tạo ra SO
2
.
Trước khi đốt phải trải qua giai đoạn gai công cơ, nhiên tuỳ theo đạng
nguyên.
- S trước khi đưa và lò đốt phải đập nhỏ nấu chày, lọc để loại bỏ tạp
chất . S ở dưới dạng lỏng được không khí nén đưa voà lò đốt sẽ hoá hơi và và
cháy ở đâuy thu được So
2
đạt tới 16% .
Quặng pirit thông thường có khích thước 50-200mm vì vậy mà phải
trải qua các công doạn dập, nghiền, sàng đề óc kích thuớc nhất định (tuỳ
thuộc và loại lò) vi dụ trong lò đốt tầng sôi người ta càn loại bỏ các hạt quặng
có kích thước lớn hơn 3mm, hạn chế các hạt quặng có kichd thước nhỏ hơn
44x10
-3
mm. Bởi vì những hạt quá to hay qua nhỏ đề ảnh hưởng đến bụi xỉ
pirit cuốn theo khí lò trong qua trình đôt nguyên liệu do tất cả các hạt rắn có
tốc độ tới hạt nhỏ hơn hợc bằng tốc độ làm việc của khí đều bị cuốn theo khí
lò vào hệ thống sản xuất phía sau khiến chúng ta phải sử lý khí So
2
thu được.
Mặt khác, quặng có kích thước quá nhỏ quá dê bị kêt kối ở nhiệy độ cao.
- Quặng tuyển nổi phải sấu sơ bộ để giảm hàm lượng ẩm.
- Thạch cao cũng đập nghiền, sàng để có kích thước nhất định.
- Ở Việt Nam để điều chế lưu huỳnh, nguêoì ta đi từ quặng S thiên
nhiên chưa khoảng 15-20% S hoặc tách các hợp chất từ khí thải của các nghành
công nghiệp luyện kim màu, gia công dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ.
9
bị Quặng pirit;:

Có 3 loại quặng pirit thường dùng để sản xuất axit sunfuric là:
+ Pirit tuyển nổi: Trong quá trình đem luyện đồng thường dùng
phương pháp tuyển nổi để làm giàu đồng của quặng lên khoảng 15-20%
đồng của quặng gọi là tinh quặng đồng). Phần bã thải ra của quá trình tuyển
nổi chứa khoảng 32-40% S gọi là quặng pirit tuyển nổi.
+ Pirit lẫn than: Than đá ở 1 số mỏ có lẫn cả quặng pirit, có loại chứa
tới 3-5 % S làm giảm chất lượng của than. Vì vậy, phải loại bỏ cục than có lẫn
pirit. Phần than cục loại bỏ này chứa tới 33-42 % S và 12-18 % C gọi là giựt lẫn
than. Ở miền bắc nước ta, mỏ than Na Dương (Lạng Sơn) than chứa nhiều S (có
mẫu tới 6-8% S). Việc nghiên cứu tách được S khỏi than có ý nghĩa kinh tế kĩ
thuật rất lớn vì tăng được chất lượng than, đảm bảo an toàn, đồng thời tận dụng
được S.
+ Pirit thường: thành phần chủ yếu là FeS2 chưa khoảng 53,44% S và
46,56 % Fe. Trong quặng có lẫn nhiều tạp chất của các hợp chất của đồng,
chì, kẽm, ni ken, bạc, vàng, coban, selen, telen, silic, các muối cacbonat,
sanfat can xi, magie. Vì vậy hàm lượng thực tế của S dao động trong khoảng
từ 30-52 % . Ở miền bắc nước ta mới chỉ phát hiện một số mỏ pirit nhưng nói
chung hàm lượng S thấp (khoảng 20-30 % S), trữ lượng nhỏ.
-Mỏ sắt Nà Lũng thuộc địa phận xã Duyệt Trung, thị xã Cao Bằng trữ
lượng khoáng sản hiện tại còn hơn 8 triệu tấn với hàm lượng gần 60 % Fe,
khoảng 30% S.
-Mỏ đồng Sin Quyên thuộc xã Bản Vược và Cốc Mỳ, huyện Bát Xát,
tỉnh Lào Cai. Theo thiết kế, mỏ có công suất khai thác 1,1-1,2 triệu tấn
quặng nguyên khai/ năm. Công suất thiết kế nhà máy luyện đồng công ty
đồng Lào Cai) 41.738 tấn tinh quặng, hàm lượng 25% Cu/năm để sản xuất
1000tấn Cu hàm lượng 99,95 % cùng các sản phẩm khác như vàng, bạc, tinh
quặng sắt, tinh quặng pirit
10
- Mỏ kẽm chì chợ Điền: thuộc các xã Bản Thi, Quảng Bạch và Đồng
Lạc, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Cạn. Sản lượng khai thác hàng năm khoảng

50000 tấn quặng ôxit và 40000 tấn quặng pirit. Trữ lượng còn lại đến đầu
năm 2004: quặng ôxit 0,88 triệu tấn, quặng pirit 0,513 triệu tấn
- Mỏ kẽm chì Lang Hich: thuộc xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tình
Thái Nguyên, sản lượng khai thác đạt trung bình 15000 tấn quặng/ năm. Trữ
lượng còn lại đến đầu năm 2004: quặng ôxit 227.267 tấn, quặng pirit 37.600
tấn.
- Mỏ pirit Ở huyện Ba Vì, tỉnh Hà Tây (nay thuộc địa phận Hà Nội). Các
thân quặng pirit nằm trong tập đá vụn núi lửa của hệ tầng tuổi pecmi- Triat.
Quặng có nguồn gốc nhiệt dịch, liên quan mật thiết đến các hoạt động phun
trào trung tính và axit. Các than quặng có cấu tạo rất phức tạp, chất lượng và
bề dày biến đổi theo đường phương và hướng dốc. Quặng có hàm lượng S từ
4-20 % , trữ lượng theo đánh giá tìm kiếm khoảng chục triệu tấn
c) Các nguồn chất thải chứa S:
- Khí lò luyện kim màu: Khí lò trong quá trình đốt các kim loại màu
như quặng đồng, chì, thiếc, kẽm có chứa nhiều SO
2
. Đây là một nguyên liệu
rẻ tiền để sản xuất axit sunfuric vì cứ sản xuất 1 tấn đồng có thể thu được 7,3
tấn SO
2
mà không cần lò đốt.
- Khí hydrosunfua(H
2
s): Trong quá trình cốc hoá than khoảng 50%
tổng lượng S có trong khí than sẽ đi theo khí cốc, chủ yếu ở dạng H
2
S
(Chiếm khoảng 95 % ) . Lượng H
2
S trong khí cốc hàng năm trên thế giới có

thể lên tới hang triệu tấn. Việc thu hồi lượng H
2
S này không những có ý
nghĩa về kinh tế mà còn có ý nghĩa về mặt vệ sinh môi trường.
- Khói lò: Hàng năm trên thế giới đất hàng tỷ tấn than, trong đó khói
lò đã thải vào khí quyển hàng chục triệu tấn S. Đây cũng là nguồn nguyên
liệu đáng kể để sản xuất axit sunfuric.
11
- Axit sunfuric thải: Sau khi dùng axit sunfuric làm tác nhân hút
nước,tinh chế dầu mỏ, sunfua hoá các hợp chất hữu cơ sẽ thu được chất thải
chứa nhiều H
2
SO
4
(20→50%). việc thu hồi axit sunfuric này cũng có ý nghĩa
rất lớn về mặt kinh tế và bảo vệ môi trường.
d) Thạch cao:
Đây là một nguồn nguyên liệu phong phú để sản xuất axit sunfuric vì
nhiều nước trên thế giới có mỏ thạch cao ( CaSO412H2o hoặc caso4)' Ngoài
ra quá trình sản xuất axit photphỏic, supe phophat kep cũng thải ra một lượng lớn
CaSO
4
. Thông thường từ từ thạch cao người ta sản xuất liên hơn cả axit
sunfuric và xi măng.
3. Nhiên liệu và năng lượng:
a) Than.
- Trên lãnh thổ Việt Nam than được phân hố theo khu vực:
+Bể than atraxit Quảng Ninh nằm về phía Đông Bắc Việt Nam, kéo
dài từ
Phả Lại qua Đông Triều đến Hòn Gai- Cẩm Phả - Mông Dương- Cái

Bầu- Vạn Hoa dài khoảng 130 Km, rộng từ 10 đến 30 Km, có tổng trữ lượng
khoảng 10,5 tỉ tấn trong đó: tính đến mức cao -300m là 3,5 tỉ tấn đã được tìm
kiếm thăm
dò tương đối chi tiết, là đối tượng cho thiết kế và khai thác hiện nay, tính đến
mức cao -1000m có trữ lượng dự báo khoảng 7 tỉ tấn đang được đầu tư tìm
kiếm thăm dò. Than Antraxit Quảng Ninh có chất lượng tốt, phân bố gần các
cảng biển, đầu mối giao thông rất thuận lợi cho khai thác và tiêu thụ sản
phẩm.
+Bể than đồng bằng sông Hồng : nằm trọn trong vùng đồng bằng châu thổ
sông Hồng, có đỉnh là Việt Trì và cạnh đáy là đường bờ hiển kéo dài từ
Ninh Bình đến Hải Phòng, thuộc các tỉnh thành phố: Thía Bình, Hải Dương,
Hưng Yên, Hải Phòng, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Nội, Sơn Tây, Hà Nam,
Phủ Lý, Phúc Yên, V nít Yên và dự kiến còn kéo dài ra vùng thềm lục địa
12
của biển Đông Việt Nam Với diện tích khoảng 3500 Km2, với tổng trữ
lượng dự báo khoảng 210 tỷ tấn. Khu vực Khoái Châu với diện tích 80Km2
đã được tìm kiếm thăm dò với trữ lượng khoảng 1,5 tỷ tấn, trong đó khu vực
Binh Minh, với diện tích 25Km2 dã được thăm dò sơ bộ với trữ lượng 500
triệu tấn hiện đang dược tập trung nghiên cứu công nghệ khai thác để mở mỏ
đầu tiên. Các vỉa than thường được phân bố ở độ sâu -100
+ Các mỏ than vùng nội địa: Có trữ lượng khoảng 400 triệu tấn, phân
bố ở
nhiều tỉnh, gồm nhiều chủng loại than: Than nâu lửa dài mỏ than Na Dương,
mỏ than Đồng Giao); than hán Antraxit ( mỏ than Núi Hồng, mỏ than Khánh
Hoà, mỏ than Nông Sơn); than mỡ ( mỏ than Làng Cẩm, mỏ than Phấn Mẽ,
mỏ than Khe Bô) , có nhiều mỏ than hiện đang được khai thác.
+ Các mỏ than bùn : Phân hố ở hầu khắp 3 miền : Bắc, Trung, Nam của
Việt Nam, nhưng chủ yếu tập trung ở miền Nam Việt Nam, đây là loại than
có độ trơ cao, nhiệt lượng thấp, ở một số khu vực có thể khai thác làm nhiên
liệu, còn lại chủ yếu sẽ được sử dụng làm phân bón phục vụ nông nghiệp.

Tổng trữ lượng than bùn trong cả nước dự kiến có khoảng 7 tỉ mét khối.
CÁC SỐ LIỆU NỔI BẬT (Tr. Tấn)
Năm THAN
NGUYÊN KHAI
THAN THỤ THAN XUẤT
KHẨU
2001 14.6 13.0 4.2
2002 17.1 14.8 5.52
2003 20.0 18.8 6.5
2004 27.3 24.7 10.5
2005 34.9 30.2 14.7
2006DK 10.1 36.9 21.3
- Than là nguồn nhiên liệu chính cung cấp nhiệt trong suất quá trình
sản xuất axit sunfuric nhất là trong lò đất nguyên liệu vì có trữ lượng lớn,
nhiệt trị cao, giá thành rẻ so với các chất đất khác. Nhiệt có ảnh hưởng rất
lớn trong quá trình đất quặng pirit. Nhiệt độ càng cao quá trình cháy xảy ra
13
càng nhanh nhưng không thể tăng nhiệt độ một cách tuỳ ý như vậy sẽ gây
nên hiện tượngkết khối của nguyên liệu làm rệt tốc độ của quá trình và dẫn
đến tắc lò ngừng sản xuất. Mặt khác nhiệt độ tăng cao sẽ làm làm độ bền của
lý do vậy người ta thường duy trì nhiệt độ của quá trình đất giựt từ 600 -
800 độ C vượt quá giới hạn này đều không có lợi.
b) Lượng ôxy thổi vào lò:
ôxy thổi vào lò càng nhiều tốc độ quá trình cháy của quặng pirit càng
nhanh, nhiệt của quá trình toả ra càng lớn dẫn đến nhiệt độ của lò đất tăng
cao vượt quá nhiệt độ thích hợp. Mặt khác ôxy quá dư thừa sẽ làm giảm
nhiệt độ lò do tiêu tốn nhiệt cho quá trình đất nóng không khí (O
2
và N
2

) và
sẽ pha loãng hàm lượng SO
2
dưới 7 % . Điều này không có lợi cho quá trình
Ô xi hoá SO
2
thành SO
3
. ở giai đoạn tiếp theo.
Trong thực tế, người ta cũng phải khống chế ôxy vào lò sau quá trình
cháy còn dư lại khoảng 11% trong hỗn hợp khí ra khỏi lò đốt đủ ôxy dùng để
Ô xy hoá SO2 thành SO3 ở giai đoạn tiếp theo
Ngày nay người ta bắt đầu sử dụng không khí giàu oxi để đốt
cháy quặng pirit. làm như vậy hỗn hợp khi thu đưovj có hamg lượng SO
2
cao
và chứa khí nitơ.
c) Điện
Trong quá trình sản xuất axit sunfuric điện được dùng để vận hành
máymóc, thiết bị hoạt động.
d) Nước:
Nước được sử dụng trong quá trình hấp thụ SO
3
làm lạnh dung dịch
tưới tuần hoàn trong tháp hấp thụ
C CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC
14
Để tìm hiểu được công nghệ sản xuất axit sunfuaric, trước hết chúng
ta đề cập tới một số tính chất hoá họe cơ bản nhất của axit sunfurie với mục
đích chọn được vật liệu thích hợp chế tạo thiết bị sản xuất, bảo quản và vận

chuyển nó?
- Axit sunfuric khan là chất lỏng không màu, sánh ( khối lượng riêng ở
200c là 1,8305 gam/cm
3
), kết tinh ở 10,37
0
C. Ở áp suất thường nó sôi Ở 296,2 -
Trong hoá học axit sunfuric định xem là hợp chất của anhydrit sunfuric với nước.
Công thức hoá học: SO
3
H
2
O.
- Trong kỹ thuật: hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO
3
với H
2
O đều gọi là
axit sunfuric.
+ Nếu tỷ lệ SO
3
/H
2
O < 1 người ta gọi là dung dịch axit sunfuric. Tỷ lệ
SO
3
/H
2
O > 1 gọi là dung dịch của SO3 trong axit sunfuric hay oleum hoặc
axit sunfuric bốc khói .

- Mặc dù có các phương pháp khác nhau để sản xuất axit sunfuric tuy
nhiên chúng có điểm chung là đều có 5giai đoạn chính:
+ Đốt nguyên liệu sản xuất SO
2
+ Tinh chế khí SO
2
.
+ O Xy hoá SO
2
thành SO
3
.
+ Hấp thụ SO
3
để tạo thành H
2
SO
4
.
15
Bởi vậy Công nghệ mà chúng tôi trình bày7 ở đây cũng được chia
thành 4 giai đoạn chính như trên.Chúng ta có thể tham khảo sơ do công nghệ của
phân xưởng sản xuất H
2
SO
4
Của nhà máy supe photphat LONG THÀNH
I Chuẩn bị nguyên,nhiên vật liệu:
Nguyên liệu sản xuất axit sunfuric đã được trình bày ở trên,phân
nguyên nhiên vật liệu sản xuất axit.ở đây chúng tôi sẽ đề cập chi tiết hơn về

công việc chuẩn bị nguyên,nhiên vật liệu.
1.Nguyên liệu:
-Nguyên liệu được nghiền nhỏ để có kích thước nhất định,sàng lọc, để
đưa qua các lò đốt.
- Để quá trình đốt nguyên liệu đỡ tốn nhiệt,ta cần lọc bụi ngay từ giai
đoạn này,dù sau giai đoạn này vẫn cần phải lọc bụi thêm nữa.
- Quặng phải được sấy khô để giảm hàm lượng ẩm, để tránh tổn thất
nhiệt trong quá trình đốt nguyên liệu.
2.Nhiên liệu:
Vì quá trình sản xuất axit sunfuric cần tiêu tốn một lượng nhiệt khá
lớn nên cần cung cấp nhiệt trong hầu hết các giai đoạn của quá trình sản
xuất,do đó cần có nguồn cung cấp nhiệt,mà ở đây chủ yếu sử dụng than đốt.
-Các nguồn nhiên liệu chứa O
2
là rất cần thiết,bởi trong giai đoạn đốt
nguyên liệu cần nhiều O
2
:
II) Dốt nguyên liệu sản xuất SO
2
:
-Đối với các nguồn nguyên liệu có sẵn SO
2
thì ta chuyển ngay qua giai
đoạn tinh chế khí SO
2
(sẽ được nói ở phần sau).
-Đối với các nguồn nguyên liệu thô sơ,là hợp chất của SO2 thì cần qua
giai đoạn đốt để tạo ra SO
2

.
-các nguồn nguyên liệu chứa S,quặng pirit,. . . .là những nguồn nguyên
liệu được sử dụng chủ yếu trong quá hành sản xuất axit sunfuric;ngoài ra cũng có
rất nhiều nguồn koasc,trong đó phải ke đến axit sunfuric dư thừa trong các quá
trình trước.
16
3.1- Các phản ứng hoá học trong quá trình đất nguyên liệu:
Đối với quặng py rit:
4 FeS
2
+ 11 0z > Fe
2
O
3
+ 8 SO
2
+ Q
2 FeS
2
> 2 FeS + S
2
.(nhiệt độ vào khoảng 5000c).
S
2
+ 2 O
2
'> 2 SO
2
4 FeS + 7 O
2

> 2 Fe
2
O3 + 4 SO
2
Hoặc 3 FeS +5 O
2
> Fe
3
O
4
+ 3 SO
2
- Quá trình cháy của quặng không những chỉ xảy ra giữa pyrit và Oxy
mà còn xảy ra giữa các pha rắn :
FeS
2
+ 16 Fe
2
O
3
= 11 Fe
3
O
4
+ 2 SO
2
FeS + 10 Fe
2
O
3

= 7 Fe
3
O
4
+ SO
2
FeS
2
+ 5 Fe
3
o
4
: 16 FeO + 2 SO
2
FeS + 3 Fe
3
O
4
= 10 FeO + SO
2
Đôí với Pyrit lẫn than có thêm phản ứng :
C + O
2
= CO
2
Phản ứng trên sẽ cung cấp thêm một phần nhiệt lượng cần thiết cho
quá
trình đất nguyên liệu.
Đối với thạch cao :
CaSO

4
= CaO + SO
2
(phản ứng diễn ra ở 1400 - 1500 độC).
Khi có C, SiO
2
; Al
2
O
3
; Fe
2
O
3
nhiệt độ của phản ứng trên giảm
xuống
2 CaSO
4
+ C = 2 CaO + 2 SO
2
+ CO
2
S + O
2
= SO
2
2 H
2
S + 3 O
2

= 2 so2 + 2H
2
O
Thông thường thành phần của khí lò bao gồm SO2' o2 'N2" hơi nước
và một số tạp chất khác như: bụi, SO
3
; AS
2
O
3;
SeO2; HF; S F
4

17
3.2- Các loại lò đất thường dùng:
Ngày nay công nghệ sản xuất axit sunfuric có nhiều loại lò dùng đất
nguyên liệu như: lò nhiều tầng, lò đất quặng bột, lò lớp sôi, lò xyclon; lò dệt
lưu huỳnh loại nằm ngang, loại đứng), lò dệt hyđrosunfua H
2
S . .
Do giới hạn bài viết chúng tôi trình bày loại vi để đất nguyên liệu. Bởi
vì thiết bị lớp sôi có nhiều ưu điểm nổi bật và ngày càng được sử dụng rộng
rãi không chỉ trong công nghệ sản xuất axit sunfuric mà còn trong các ngành
khác như: luyện kim, gia công dầu mỏ, thực phẩm, y học, năng lượng hạt
nhân . . .
+ Theo báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước
KC- 06-06 chúng ta có bảng cân bằng vật liệu cho 1 tấn quặng py rit hàm
lượng 33% lưu huỳnh đối với lò lớp sôi (dựa trên tính toán tí thuyết) như
sau:
Lượng vào Lượng ra

thông số trọng
lượng (kg)
thể tích m
3
/tấn

thông số trọng
lượng (kg)
thể tích
m
3
/tấn

Quặng 100 Xỉ 750,8
Quặng khô 940 KHí lò 2821,35 199
Quặng ẩm 60 Khí SO
2
638,4 223,4
không khí 2571,5 2010,27 Khí SO
3
6,8 1,9
không khí khô 2526 1953,67 O
2
141,4 99
hơi nước 45,5 56,6 N
2
19229,25 1543,4
Hơi nước 105,5 131,3
tổng 3571,5 3572,15
Nhịêt lượng cần thiết cho quá trình đốt

18
Lưu huỳnh 33% Lưu huỳnh 35%
Nhiệt vật lý của quặng (Kcal/h) 12729,2 12729,2
Nhiệt của ẩm trong quặng (Kcal/h) 6250 6250
Nhiệt của không khí trong quặng (Kcal/h) 6285,4 66887
Nhiệt của ẩm trong quặng khí (Kcal/h) 2114,2 2249,7
Nhiệt toả ra khí khí đốt (Kcal/h) 4266670 4533337
tổng lượng nhiệt cần cung cấp (Kcal/h) 4350620,8 4621453
Cấu tạo lò lớp sôi (hình 2) gồm 1 hình trụ bằng thép, bên trong lót vật liệu
chịu lửa. Ở phần dưới của lò đặt 1 bảng để phân phối không khí đều trên
toàn tiết diện của nó. Quặng dược đưa vào buồng nạp. Không khí qua các lỗ
ở ghi ống thổi quặng vào lò. Không khí chính qua các mũ gió trên bảng phân
phối khí giữ cho lớp quặng ở trạng thái sôi. Để quặng cháy triệt để, người ta
bổ xung không khí vào trên lớp sôi (khoảng 20 % tổng lượng không khí).
ống tháo sỉ đặt ở ngang mức lớp sôi. Tốc độ không khí qua lỗ mũ gió khoảng
8- 10 m/s. Tổng diện tích lỗ của tất cả các mũi gió chỉ chiếm chừng 2% diện
tích bảng phân phối khí. Khi đất quặng tuyển nổi, tốc độ khí trong lò 1-1,1
m/s, cường độ lò 8-10 tấn quặng 45% lưu huỳnh/m
2
/ngày. Nếu đất quặng
pyrit thì tốc độ khí lớn hơn (l,9-2 m/s) và do đó cường độ lò cũng cao hơn
(16- 20 tấn quặng/m
2
/ngày).
Lò lớp sôi có ưu điểm :
+ Đất được các quặng nghèo lưu huỳnh nhưng hiệu suất tạo .ra SO
2
vẫn
+ Cấu tạo thiết bị tương đối đơn giản dễ cơ khí hoá và tự động hoá .
+ Hệ số truyền nhiệt, dẫn nhiệt từ lớp sôi đến bề mặt trao nhiệt rất lớn.

+ Trở lực của lớp sôi không lớn lắm và trong giới hạn tồn tại lớp sôi thì
không phụ thuộc vào tốc khí.
Tuy nhiên nó có một số nhược điểm:
+ Hàm lượng bụi trong khí ra rất lớn cho nên phải có thiết bị để xử lý
bụi trong SO2 tạo ra.
Dưới đây là bảng lượng bụi cuốn theo khí lò đối với lưu huỳnh 33 %
19
Bảng 3
Uop(m/s) 0.885 0,9 1,02 1,08 1,14
Rt(kh/s) 0,2124 0,26 0,392 0,343 0,506
Cp(%) 18,5 22,4 33,82 37,41 43,6
Trong đó:
Lượng quặng vào lò : Fo =l,16kg/s.
Kích thước trung hình của hạt: Dp = 84x 10
-3
mm
UoP: tốc độlàm việc của khí
Rt: khối lượng bụi .
Cp: phần trăm bụi cuốn theo khí lò
+ Thành lò vùng lớp sôi bị bào mòn rất mạnh cho nên phải thường
xuyên kiểm tra và bảo dưỡng.
Do có nhiều ưu điểm nổi bật nên lò lớp sôi đang dần thay thế loại cơ
khí và tiếp tục được nghiên cứu để có năng suất cao hơn và nhiều tính ưu
việt hơ .
Dưới đây là chỉ tiêu làm việc của một lò lớp sôi đối với các hạt có kích
thước khác nhau (được tính toán dựa trên lý thuyết).
Bảng 4
Dp(10
-6m)
69 84 155 247 382 474-500

Ùm(m/s) 0,002 0,0044 0.015 0,047 0,08 0,143
Ut(m/s) 0,84 1,02 1.91 4,14 4,65 6,09
Uop(m/s) 0,9 0,9 0.9 0,95 1,14 1,3
d
T
(m/s) 0,1 0,1 0.1 0,1 0,11 0,13
Ub(m/s) 1,6 1,6 1,6 1,5 1,8 1,96
H(m/s) 1,14 1,14 1,13 1,14 1,24 1,22
Dp: kích thước trung bình của tập hợp hạt.
Umf: tốc độ sôi tối thiểu .
20
Ut: tốc độ tới hạn của hạt rắn.
Uop: tốc độ làm việc của khí.
d
T
: Đương kính trung bình cua bọt khí trong lớp sôi.
Ub : tốc độ nâng của bọt khí .
H: chiều cao lớp sôi cho các mẫu nguyên liệu
sử dụng xỉ và nhiệt:
Khi đất quặng ơi rít thải ra một lượng xỉ khá lớn (khoảng 70 % lượng
quặng khô) với thành phần chủ yếu là sắt oxit, ngoài ra còn có một số kim
loại màu và quí như: Cu, Co , Zn , Au , Ag , Ta . . . .Đây là nguồn nguyên
liệu quí cho ngành công nghiệp luyện kim .
- Nếu sử dụng tổng hợp được xỉ thì cứ 1000 tấn xỉ có thể thu được 800 tấn
tinh quặng sắt (với hàm lượng 55- 63 % Fe); 3,3 - 4 tấn đồng; 3,3 - 4,3 tấn
kẽm; 0,8-1 kg vàng; 10 kg bạc, 80 kg coban; 70 tấn natri sunfat
- Lượng nhiệt toả ra khi đất nguyên liệu chiếm từ 52 - 65 % tổng
lượng nhiệt. Chúng ta có thể tận dụng lượng này để sản xuất điện tự cung
cấp cho nhà máy (tính đến hiệu suất nhiệt của nhà máy điện) hoặc nhà máy
sản xuất có thể trở thành nơi cung cấp năng lượng.

III. Tinh chế khí SO
2
I, Sơ lược Về quá trình tinh chế khí:
- Đối với sơ đồ cổ điển của quá trình sản xuất axit sunfuric theo
phương pháp tiếp xúc:
+ Khí lò từ lò đất quặng được làm nguội trong nồi hơi, tách bụi trong
xyclon, lọc điện khô có nhiệt độ 300-400
0
C di vào công đoạn làm sạch
khí để tách các tạp chất có hại đối với xúc tác. Khí SO2 thu được sau khi đốt
nguyên liệu chứa nhiều tạp chất có hại như :
- Bụi: làm tăng trở lực của thiết bị và đường ống, làm giảm hệ số
truyền nhiệt, chuyển chất . . .
21
- AS
2
O
3
: làm xúc tác bị ngộ độc vĩnh viễn, làm giảm hiệu suất chuyển
hoá SO
2
.
- SoO
2
; TeO
2
; Re
2
O
7

hoà tan vào các axit tưới tắm bẩn sản phẩm.
Mặt khác chúng còn là nguồn nguyên liệu quý cho các ngành công nghiệp
bán dẫn, thuỷ tinh màu Bởi vậy phải tìm cách thu hồi chúng .
- FLo (Ở dạng HF và SiF
4
) : ăn mòn các vật liệu có chứa Silic trong
điều kiện thuận lợi có thể giảm hoạt tính của chất xúc tác.
+ Để làm sạch hỗn hợp khí,người ta cho khí đi qua hàng loạt các tháp
rửa, lọc điện, sấy . . . Tuy nhiên sơ đồ 'làm việc của chúng khá phức tạp, và
có một nhược điểm là các tạp chất chủ yếu trong khí lò chuyển thành dạng
mù axit sau đó lại phải tách chúng trong các lọc điện ướt. Hiện nay có 2
hướng giải quyết đơn giản hơn như sau:
Phương pháp hấp thụ: Làm nguội khí bằng dung dịch axit sunfuric có nồng
độ và nhiệt độ sao cho các tạp chất trong khí bị hấp thụ trên bề mặt axit tưới
mà không tạo mù. Nếu trong khí lò, ngoài hơi H
2
SO
4
Còn có cả hơi SeO
2
và
AS
2
O
3
thì tăng nhiệt độ axit tưới, hiệu suất tách 2 chất trên khỏi khí lò cũng
tăng. Sở dĩ như vậy vì chúng hoà tan trong cả axit tưới và mù axit. Khi tăng
nhiệt độ lượng mù sẽ giảm, do đó lượng SeO
2
và As

2
O
3
trứng mù theo khí
cũng giảm.
- Phương pháp hấp phụ: dùng chất rắn hấp phụ tạp chất ở nhiệt độ cao
mà không cần phải làm nguội và rửa hỗn hợp khí. Chất hấp phụ As
2
O
3
tương đối tết là Silicagel. Thực tế nó có thể hấp phụ hoàn toàn As
2
O
3
khỏi
khí lòa Chất hấp phụ Có khả năng hấp phụ cao hơn và rẻ hơn là zeolit nhân
tạo (thành phần gần đúng 10SiO
2
0,5AL
2
O
3
). Nó Có thể hấp phụ được
lương AS2O3 bằng 5-7% khối lượng của nó.
- Trong giai đoạn tinh chế khí SO
2
,thiết bị trong các quá trình tinh chế luôn
phải tiếp xúc nhiệt nên để tránh cho thiết bị quá nóng,giảm thải lượng nhiệt
cấp ra môi trường,ta cần làm nguội thiết bị bằng cách cho đi qua các tháp
làm lạnh.

22
2- Thiết bị làm sạch khí gồm:
+ Tháp rửa I: có nhiệm vụ làm nguội hỗn hợp khí từ 350-400o C
xuống 80-90oC. Tách hầu hết lượng bụi còn lại trong khí sau lọc điện khô.
Tách một phần SeO
2
và As
2
O
3
Và Các tạp Chất khác' Hấp thụ một phần mù
a xít tạo thành trong tháp.
+ Tháp rửa II: có nhiệm vụ làm nguội hỗn hợp khí từ 80'90oC xuống
30- 40
0
c. Hấp thụ một phần mù a xít trong khí sau tháp rửa I. Tách một phần
các tạp chất (Asen, telu . . . ) khỏi hỗn hợp khí.
+ Tháp tăng ẩm: có nhiệm vụ tăng hàm ẩm của hỗn hợp khí để tăng kích
thước hạt mù a xít. Tiếp tục làm nguội hỗn hợp khí xuống vài do nữa (3-
5
0
C). Nếu trong hỗn hợp khí có Flo thì ở tháp tăng ẩm người ta còn cho thêm
Na
2
SO
4
Vào a xít tưới để tách chúng theo phản ứng:
3 SiF
4
+ 2 Na

2
SO
4
+ 2 H
2
O = 2 Na
2
SiF
6
+ 2 H
2
SO
4
+ SiO
2
+ LỌC điện ướt: để lọc mù axit người ta thường dùng loại lọc cơ khí:
lọc sợi . Nguyên tắc làm việc của loại này là cho hỗn hợp khí có mù axit đi
qua lớp sợi mảnh chịu axit, khi va chạm với các sợi, do lực ỳ các hạt mù axit
sẽ bị giữ lại trên đó. Đường kính hạt mù càng lớn, tốc độ dòng khí càng cao
thì hiệu suất tách mù càng lớn.
+ Tháp sấy: Nhiệm vụ tách hoàn toàn lượng hơi nước trong hỗn hợp
khí thông thường bao gồm 2 tháp với mục đích để đề phòng 1 trong 2 tháp
có hư hỏng và tăng lượng Oleum sản xuất được và nhất là để giảm lượng mù
a xít khi sây Công đoạn làm sạch khí phải đảm bảo một số chỉ tiêu sau:
Hàm lượng bụi trong khí sau lọc điện khô,g/m
3
<=o,l
Nồng độ SO
2
trong hỗn hợp khí , % thể tích => 8,5

Nồng độ a xít tưới , % H
2
SO4
Tháp rửa I 55-70
Tháp sấy 93-95
Hàm lượng tạp chất trong khí vào tháp tiếp xúc,mg/m3
Asen O
23
Flo <= 3
Giọt và mù a xít <= 5
Hơi nước, % thể tích <= 0,01
IV Ô xi hoá SO
2
thành SO
3
:
Phản ứng :
SO
2
+ 0,5 O
2
= SO
3
.
Điểm khác biệt lớn nhất giữa hai phương pháp sản xuất axit sunfuric được
thể hiện ở giai đoạn này.
1 Đối với phương pháp tháp đệm:
Khí SO
2
được ôxi hoá bằng O

2
không khí với xúc tác là hỗn hợp No và NO
2
.
Quá trình phản ứng không cho trực tiếp SO
3
hay H
2
SO
4
mà sản phẩm trung
gian là nitrozonihidrosunfat.Ta có phản ứng sau:
2SO
2
+ O
2
+NO + NO
2
+ H
2
O = 2 NOHSO
4
Dùng nước hoà tan sản phẩm này ở trong buồng làm bằng chì sẽ thu được
axit sunfuaric và hỗn hợp các khí No và NO
2
được giải phóng ra:
2 NOHSO
4
+ H
2

O = 2 H
2
SO
4
+NO + NO
2
Phương pháp buồng chì và xúc tác NO + NO
2
cho phép chúng ta điều
chế được axitsunfuaric có nồng độ 60-70 % . Về sau, người ta nhận thấy
buồng chì không thuận lợi cho quá trình sản xuất cho nên dã thay buồng chì
bằng các tháp hấp thụ dược xây bằng gạch chịu axit nên nó được gọi là
phương pháp tháp đệm. Tuy nhiên, axit sunfuric thu được có độ tinh khiết
không cao (do có lẫn nhiều HNO
3
trong quá trình sản xuất) hơn nữa hiệu
suất của quá trình này cũng không lớn chỉ vào cỡ (60 '70 % ) bởi vậy phương
pháp này hầu như không dược sử dụng để sản xuất axit sunfuric nữa.
2. Phương pháp tiếp xúc :
24
Có 2 phương pháp tiếp xúc là: tiếp xúc đơn và tiếp xúc kép.
+ Đối với phương pháp tiếp xúc đơn: hỗn hợp khí SO2 qua gia nhiệt
được oxy hoá lần lượt qua 4-5 lớp tiếp xúc. Giữa lớp 1-2 dùng thiết bị truyền
nhiệt gián tiếp để hạ nhiệt độ hỗn hợp khí, giữa lớp 1-2, 3-4 bổ sung không
khí để làm lạnh trực tiếp, cuối cùng hiệu suất chuyển hoá dạt 98,2 % . Sau đó
hỗn hợp khí đưa đi hấp thụ chế tạo axit nhức độ chuyển hoá có thể lên tới
99,9 % ) .
-ưu điểm :
-Làm giảm nhiệt độ tiếp xúc,hạn chế lượng nhiệt truyền ra môi trường.
-Nhược điểm:

-Tốn vật liệu chế tạo thiết bị do có nhiều lớp tiếp xúc,phải thường
xuyên bổ xung không khí,do đó lượng O2 cần sử dụng nhiều.
- Trải qua nhiều giai đoạn mới thu dược H2so4 Có nồng độ cao.
+ Đối với phương pháp tiếp xúc kép: chuyển khí sản phẩm từ sau lớp
tiếp xúc 3 (hiệu suất 90%) đưa đi hấp thụ chế tạo axit sau đó gia nhiệt phản
ứng ở 2 lớp sau nâng hiệu suất chuyển hoá luỹ tiến lên 99,5 % , đưa đi hấp
thụ lần 2 sau đó phóng không. Trong phương pháp này nồng độ CO
2
trong
khí thải giảm từ 0,21 % phương pháp tiếp xúc đơn) xuống còn 0,05 %
(phương pháp tiếp xúc kép).
-ưu điểm:
-Giảm đáng kể lượng CO
2
trong khí thải,dẫn đến thu được H
2
SO
4
Có
độ tinh khiết cao.
Chế tạo thiết bị đơn giản.
Có nhiều loại xúc tác có thể xúc tác cho quá trình oxy hoá SO
2
thành
SO
3
tuy nhiên xúc tác thông dụng nhất là vanadi.
Thành phần xúc tác vanadi :
+ V
2

O
5
là thành phần chính hàm lượng của nó khoảng S-12 %
+ Muối của kim loại kiềm là chất kích động làm tăng hoạt tính 'xúc
tác lên hàng trăm lần. Tỉ lệ kim loại kiềm và vanadi dao động từ 1:1 đến 6:1.
25