Trình bày quá trình đốt pirit thu SO2 và các yếu tố ảnh hưởng. So sánh ưu nhược điểm của các thiết bị

Trình bày quá trình đốt pirit thu SO
2

và các yếu tố ảnh hưởng. So sánh ưu
nhược điểm của các thiết bị.
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Kỹ Thuật Hóa Học
GVHD : TS NGUYỄN THỊ DIỆU VÂN

Tóm tắt nội dung
Tính chất hóa lý & ứng dụng
Sơ đồ công nghệ sản xuất
Quá trình đốt quặng Pirit
So sánh các thiết bị đốt quặng
4
1
2
3
I. Tính chất hóa lý và các ứng dụng chính
I.1 Các tính chất hóa lý
1.1 Tính chất của axit sunfuric
•
Axit sunfuric là một trong những axit vô cơ quan trọng nhất
•
Tỉ trọng d=1.85 g/cm
3
ở 0
o
C. Bốc khói ngoài không khí.
•
Axit H

2
SO
4
đóng băng ở t
o
= -10
o
C và sôi ở 336.5
o
C.
•
Axit sunfuric sạch không màu, có điểm đẳng phí 98,3% ở nhiệt độ
336.5
o
C.
I. Tính chất hóa lý và các ứng dụng chính
I.1 Các tính chất hóa lý
1.2 Tính chất của khí lưu huỳnh đioxit
Là khí không màu, nặng hơn không khí, nhiệt độ hóa lỏng -10
o
C.
Dễ ngưng tụ thành chất lỏng không màu, khi SO
2
lỏng bay hơi thì
nhiệt độ giảm mạnh.
SO
2
dễ tan trong nước tạo thành axit sunphurơ.
I. Tính chất hóa lý và các ứng dụng chính
I.2 Những ứng dụng quan trọng

Add your title in here
Ứng dụng trong Công nghệ hóa học và phân bón
Axit nitric được sử dụng làm phân
bón: supephotphat…
- Luyện kim loại màu.
-Làm sạch bề mặt kim loại trước khi
sơn.
-Thuốc nhuộm, thuốc chữa bệnh,
acquy chì, dùng để chế biến hồ tinh
bột.
-Axit sunfuric đậm đặc dùng hút ẩm
làm đậm đặc các axit khác.
II Sơ đồ công nghệ sản xuất
A
A
Đốt quặng pirit
B
B
Làm sạch khí
C
C
Oxy hóa SO
3
D
D
Hấp thụ
III. Quá trình đốt quặng pirit
Te chno logy a nd Enviro nmen t Che mist ry
FeS
2

→ 2FeS + S
2
∆H > 0.
S
2
+2O
2
→ 2SO
2
∆H < 0.
4FeS + 7O
2
→ 2Fe
2
O
3
+ 4SO
2
∆H
< 0.
4FeS
4FeS
2
2
+ 11O
+ 11O
2
2

→
→
2Fe
2Fe
2
2
O
O
3
3
+ 8 SO
+ 8 SO
2
2
III. Quá trình đốt quặng pirit
-
Trong thực tế dưới 600
o
C oxy hóa xảy qua sự tạo
thành sunfat sắt( là hợp chất trung gian) Khi nhiệt độ
cao hơn sẽ tạo ra các oxyt sắt.
-
Do tạo thành lớp màng mỏng oxit sắt nên việc tiếp tục
cháy lưu huỳnh bị hạn chế bởi tốc độ khuếch tán oxy
của không khí vào hạt nhân FeS và bởi tốc độ khếch tán
ngược SO
2
từ chiều sâu của hạt pirit.
-
Có 5-10% S trong quặng chuyển hóa thành SO

3
.
Hiệu suất
cao
Hiệu suất
thấp
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình.
Mục đích tìm được phương pháp tăng hiệu suất
quá trình. Do đó giảm nhân công, chi phí xây
dựng và thiết bị, giảm tiêu tốn thép đặc biệt để
chế tạo thiết bị, mang lại hiệu quả kinh tế.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình.
◊ Quy tắc Le-Shastelia
-
Động lực quá trình tăng khi tăng hàm lượng FeS
2
trong quặng
pirit và tăng lượng oxy hỗn hợp vào.
-
Tăng hằng số tốc độ phản ứng k bằng cách tăng nhiệt độ. Tuy
nhiên tăng nhanh nhiệt độ làm cháy các hạt pirit trong bộ phân
nuôi.
-
Tăng cường quá hóa bằng cách khấy trộn pirit trong không
khí, Nhưng lại làm tăng quá trình khuếch tán trong O
2
và SO
2

vào trong mao quản.

-
Đưa sản phẩm ra khỏi vùng phản ứng.
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của …
So sánh các loại thiết bị đốt Pirit
I- Lò cơ khí
II- Lò đốt bụi
III- Lò tầng sôi
Các loại
thiết bị
◊Thiết bị đốt quặng
I. Lò cơ khí
•
Là loại lò vạn năng có thể đốt bất kì quặng nào.
•
Cường độ làm việc 185kg/m
3
NĐ.
•
Đốt pirit ta được khí gồm:9% SO
2
; 9% O
2
; 82% N
2
•
Xỉ ra khỏi chứa 2% S chưa cháy.
•
Nhiệt độ làm việc t
o
= 850-900

o
C
•
Độ bụi 10g/m
3
Kiểu lò mái chèo
•
Cấu tạo phức tạp.
•
Năng suất thấp.
•
Đắt.
•
Lưu huỳnh cháy không
hoàn toàn.
Pirit
KK
Xỉ
SO
2
◊Thiết bị đốt quặng
II. Lò đốt bụi ( lò phun )
•
Lò dùng để đốt quặng pirit tuyển nổi hoặc tuyển khô.
•
Cường độ làm việc 700- 1000 kg/m
3
NĐ.
•
Hàm lượng SO

2
ra 13%.
•
Hàm lượng SO
2
trong xỉ 1 – 1.5 %.
•
Nhiệt độ làm việc t
o
= 1100
o
C, khí ra khỏi lò có nhiệt
độ 1000
0
C => khả năng tận dụng nhiệt.
•
Độ bụi >100g/m
3
Lò phun đốt pirit
Quặng cần tuyển nổi hoặc
khô, hàm lượng S phải ít
dao động.
Nếu độ ẩm quá lớn sẽ làm vỡ
vòi phun và làm hỏng lò.
SO
2
Xỉ
Quặng bụi và
không khí
Không khí

bổ xung
◊Thiết bị đốt quặng
III. Lò tầng sôi
•
Dùng đốt quặng pirit tuyển nổi, quặng nguyên khai
hoặc quặng sunfua khác.
•
Cường độ làm việc 1000-1800 kg/m
3
NĐ.
•
Hàm lượng SO
2
ra 15%.
•
Hàm lượng S trong xỉ 0.5%.
•
Nhiệt độ làm việc t
o
=800
o
C
•
Độ bụi 300g/m
3
Lò tầng sôi
SO
2
Không khí
Xỉ

FeS
2
Lò có cường đọ làm việc
lớn, nồng độ SO
2
trong khí
cao, quặng được đốt cháy
tốt nên được sử dụng rộng
rãi trong công nghiệp sản
xuất H
2
SO
4
và luyện kim.
Bảng so sánh ba loại thiết bị đốt
Các chỉ tiêu Lò cơ khí Lò đốt bụi Lò tầng sôi
Quặng
Cường độ làm
việc, kg/m
3
NĐ
Nhiệt độ làm việc

0
C
Hàm lượng SO
2

ra, %
Hàm lượng S

trong xỉ, %
Độ bụi g/m
3
Bất kỳ
185
850-900
9
2
10
Tuyển nổi và
khô
700-1000
1100
13
1-1,5
>100
Bất kỳ
1000-1800
800
15
0,5
300
IV- Ưu nhược điểm của các loại lò
•
Mỗi loại lò đều có ưu và nhược điểm
riêng, thích hợp với mỗi điều kiện riêng
biệt.
•
Do nhiệt độ cháy và cường độ làm
việc lớn và rất nhiều ưu điểm khác

nên lò tầng sôi được sử dụng rộng rãi.
•
Nhiệm vụ của các kĩ sư tính toán chế
độ thủy động xảy ra trong lò và nhiệt
độ cháy để lò có hiệu suất cao và ổn
định nhất.
Tài liệu tham khảo
1/ Kĩ Thuật Hóa Học Đại Cương, TS Nguyễn Thị Diệu Vân -NXB Bách Khoa
Hà Nội, 2007.
2/ Và các thông tin từ một số website.
Cám ơn sự quan tâm theo dõi của quý thầy cô
và các bạn