TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC VÀ CÁC DÒNG THẢI ĐẶC TRƯNG

Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội
Viện KH CN Môi trờng
---------------------

Bài tập chuyên đề
môn: Các quá trình sản xuất cơ bản

Tên chuyên đề:

Tìm hiểu công nghệ sản xuất axit sunfuric
Và Các dòng thải đặc trng

Nhóm thực hiện:
- Nguyễn Thu Trang
- Trần Thị Hiền
- Mai Thị Thu
- Nguyễn Trần Hng
Lớp: Công nghệ môi trờng - K51

Hà Nội, 10/2008

1


Mục lục

Giới thiệu 3
A. Đặc điểm và tình hình sản xuất axit sunfuric
4
B. Vấn đề sử dụng nguyên nhiên vật liệu và năng lợng
10

C. Công nghệ sản xuất axit sunfuric
16
D.1 Vấn đề môi trờng của công nghệ sản xuất
33
D.2 Giải pháp giải quyết ô nhiễm
41

Tài liệu tham khảo..49

2


Giới thiệu

Axit sunfuric là một loại hóa chất đà đợc biết đến từ lâu trong lịch sử loài ngời
(từ thế kỉ thứ 9 bởi ngời đợc coi là đà phát hiện ra chất này-nhà giả kim thuật
Hồi giáo Ibn Zakariya al-Razi (Rhases))
Axit sunfuric đợc 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 đề cập đến những vấn đề nh sau:
A. Đặc tính của axit sunfuric, tình hình sản xuất trên thế giới và tại Việt Nam
{do sinh viên Trần Thị Hiền trình bày}
B. Vấn đề sử dụng nguyên nhiên vật liệu và năng lợng của công nghệ sản xuất
{do sinh viên Mai Thị Thu trình bày}
C. Công nghệ sản xuất axit sunfuric
{do sinh viên Nguyễn Trần Hng trình bày}
D. Vấn đề môi trờng của công nghệ sản xuất axit sunfuric và một số giải pháp
giải quyết ô nhiễm

{do sinh viên Nguyễn Thu Trang trình bày}
Sau đây là nội dung chi tiÕt.

3


A.ĐặC ĐIểM Và VAI TRò CủA AXIT SUNFURIC
Đặc điểm:
H2SO4 là axit hoạt tính mạnh
Chất lỏng, không màu
Kết tinh ở nhiệt độ 10,450C, sôi ở nhiệt độ 296,20C
H2SO4 hòa tan SO3 gäi lµ oleum (20, 25, 30,35  65% SO3). Thùc tế hay sản
xuất oleum vì có thể tạo axit với nồng độ khác nhau
Vai trò :
Hầu nh mọi ngành sản xuất hóa học trên thế giới đều trực tiếp hoặc gián tiếp
sử dụng axit sunfuric. Chúng ta có thể bắt gặp axit này trong các ngành sản
xuất phân bón(Supephotphat,amoniphotphat),thuốc trừ sâu,chất giặt rửa tổng
hợp,tơ sợi hoá học,chất dẻo,sơn màu,phẩm nhuộc,dợc phÈm,chÕ biÕn dÇu
má,v,v…..Cã thĨ nãi axit sunfuric cđa mét qc gia là một chỉ số tốt về sức
mạnh công nghiệp của quốc gia đó. Vai trò quan trọng đó đợc thể hiện rất cụ
thể thông qua tình hình sản xuất axit sunfuric trên thế giới và trong nớc.

Tình hình sản xuất axit Sunfuric trên thế giới:
Bới những đặc tính quan trọng của axit sunfuric và nhu cầu lớn của nền sản
xuất công nghiệp hóa học mà sản lợng axit này trên thế giới ngày càng tăng. Dới
đây là biểu đồ thể hiện sự
gia tăng đó:

4

Trong đó Mỹ đợc coi là một trong những nớc sản xuất axit sunfuric lớn nhất
trên thế giới. Đây là đồ thị về sản lợng axit sunfuric mà Mỹ đà sản xuất ở những
thập niên trớc:

Theo Vn Express, hiện nay Trung Quốc cũng đợc coi là nớc sản xuất H2SO4
lớn trên thế giới. ở nớc này phơng pháp sản xuất đi từ quặng pyrit là chủ yếu.
Theo Hiệp hội axit Trung Quốc năm 2003 Trung Quốc đà vợt Mỹ trở thành
đứng đầu thế giới về sản xuất axit sunfuric với sản lợng 33,7 triệu tấn. Sau đó
đến năm 2004 sản lợng đà tăng lên 35 triệu tấn.
Trong những năm 1995- 2005, tiêu thụ axit sunfuric trên thế giới đà tăng
29% bất chấp viêc 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 nh hiện nay. Các nớc XHCN ở Châu á vẫn là thị trờng chính, chiếm
khoảng 23% lợng tiêu thụ trên thế giới, tiếp theo là Mỹ tiêu thụ khoảng 20%.

5


Các nớc 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 axit sunfuric tơng đơng
với giá trị là 10 tỉ USD. Dới đây là :
Biểu đồ tiêu thụ axit sunfuric trên thế giới trong năm 2005

Tình hình sản xuất axit sunfuric trong nớc:
ở Việt Nam axit sunfuric cũng đợc sản xuất rất rộng rÃi để phục vụ cho nền
công ngiệp hóa học nớc nhà. Có thể kể đến 3 công ty sản xuất axit sunfuric lín
trong níc (sè liƯu lÊy tõ trang web cđa Sở khoa học công nghệ Bến Tre), đó là:
Nhà máy Supephotphat Lâm Thao Phú Thọ: sản xuất

H2SO4 đi từ qng pyrit phèi trén víi lu hnh hãa láng nhËp khẩu. Chỉ bằng
việc thay đổi tỉ lệ phối trộn nguyên liệu kết hợp cải tiến công nghệ đốt lò, nhà
máy đà biến công nghệ cũ của Liên Xô thành dây chuyền sản xuất H2SO4 cha
từng có, tận dụng nguồn nguyên liệu pyrit trong nớc và giảm triệt để chất thải
gây ô nhiễm. Nhờ đó từ năm 1995 trở lại đây sản lợng axit sunfuric luôn đạt 360

6


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 đợc toàn bộ lợng axit phải thải bỏ trớc đây. Tại
đây H2SO4 đợc sản xuất theo phơng pháp tiếp xúc, chất xúc tác để oxi hóa SO2
thành SO3 là vanađi oxit.
Nhà máy Supe lân Long Thành Bến Tre hàng năm sản
lợng H2SO4 đạt khoảng 80.000 tấn /năm với nguyên liệu là quặng sulfua sắt, sản
xuất theo phơng pháp tiếp xúc (chất xúc tác là V2O5). Theo báo cáo của công ty
Phân bón miền Nam, mặc dù giá lu huỳnh nguyên liệu tăng mạnh nhng để đáp
ứng nhu cầu tăng đột biến, 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 đà 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 H2SO4 kĩ thuật đi
từ nguyên liệu lu huỳnh theo phơng pháp tiếp xúc. H2SO4 tinh khiết đợc sản
xuất bằng cách chng cất H2SO4 kĩ thuật
.Ngày 12/6/2008 trang www.vinachem.com.vn đà 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 trờng, từ đầu năm đến nay các
đơn vị sản xuất vẫn đảm bảo tốt tiến độ sản xuất axit sunfuric trên cơ sở vận
hành thiết bị cao tải, chuẩn bị đủ nguyên liệu (lu huỳnh) cho sản xuất.
Trong thời gian qua giá lu huỳnh đà tăng cao đột biến, lên mức 700-800

USD/tấn đà trực tiếp tác động mạnh đến giá thành sản phẩm axit, điều này làm
các nhà sản xuất gặp rất nhiều khó khăn về vốn, về hạch toán sản xuất, nhất là
khi axit đợc 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 đạo chung. Ngoài
ra, giá thành axit cao cũng sẽ ảnh hởng đến các ngành khác nh sản xuất ắcquy
chì, sản xuất phèn nhôm và nhiều sản phẩm khác.
Tính đến 5/6/2008, ba đơn vị sản xuất axit sunfuric của TCT đà thực hiện đợc
sản lợng axit tơng đơng 47% kế hoạch cả năm, tăng 20,5% so với cùng kỳ năm

7


2007. Trong đó trên 80% đợc sử dụng trong sản xuất phân bón. Lợng axit thơng
phẩm cũng đạt trên 47% kế hoạch cả năm, tăng gần 8% so với cùng kỳ năm
2007.
SƠ LƯợC Về CáC CÔNG NGHệ SảN XUấT AXIT SUNFURIC:
Có 2 phơng pháp:
Phơng pháp tiếp xúc: dùng V2O5 hoặc K2O làm xúc tác
Phơng pháp tháp: dùng NO làm xúc tác, xảy ra trong tháp đệm
-Phơng pháp tiếp xúc cho nồng độ axit cao (98 99%), tuy nhiên chi phí cao.
Trong phơng pháp tiếp xúc bao gồm: phơng pháp tiếp xúc đơn và tiếp xúc kép.
Ngày nay trên thế giới và trong nớc sử dụng chủ yếu phơng pháp tiếp xúc kép
với xúc tác là V2O5
-Phơng pháp tháp: chi phí đầu t đơn giản nhng nồng độ axit chỉ đạt 70 75%.
Phơng pháp này chỉ đợc dùng trong trờng 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 SO2 bằng cách đốt nhiên liệu chứa S
-Tinh chế khí (làm sạch tạp chất có trong khí)

-Chuyển hóa SO2 thành SO3
-Hấp thụ SO3 bằng H2O tạo H2SO4

B.Đặc điểm sử dụng nguyên nhiên vật liệu và năng
lợng trong công nghệ sản xuất axit sunfuric.

8


1. Nguyên liệu:
+) Nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric rất phong phú bao gồm lu huỳnh và
các hợp chất của nó. Theo thống kê, sản lợng axit sunfuric trên thế giới đợc sản
xuất từ các nguồn nguyên liệu nh sau:
-Lu huỳnh nguyên chất
-Quặng pirit FeS2, chứa 30-50% S, lẫn nhiều tạp chất và thành phần khác.
-Các nguồn chất thải chứa S ( các nguồn khí thải nh H2S, SO2, axit
sunfuric thải.)
-Thạch cao.
a) Lu huỳnh nguyên chất:
- S là một trong những nguyên tố có nhiều trong tự nhiên. S chiếm 0,1% khối
lợng vỏ trái đất. S đợc đánh giá là một trong những nguyên tố quan trọng nhất
và có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. S đợc sử dụng chủ yếu trong các ngành
công nghiệp sản xuất axit sunfuric (chiếm khoảng 50% tổng lợng S sản xuất
ra), trong nông nghiệp chiếm khoảng 10-15% tổng lợng S sản xuất ra).
- Trong tự nhiên lu huỳnh dạng đơn chất có thể tìm thấy ở gần các suối nớc
nóng và các khu vực núi lửa tại nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là dọc theo vành
đai lửa Thái Bình Dơng. Các nguồn phổ biến này là cơ sở cho tên gọi trun
thèng “ brimstore” do lu hnh cã thĨ t×m thÊy ở gần các miệng núi lửa. Các
trầm tích núi lửa hiện đợc khai thác tại Idonesia, Chile và Nhật Bản.
- Các mỏ đáng kể của lu huỳnh cũng tồn tại trong các mỏ muối dọc theo bờ

biển thuộc vịnh Mêxicô và trong các evaporit ở Đông Âu và Tây á. Lu huỳnh
trong các mỏ này đợc cho là có đợc nhờ hoạt động của các vi khuẩn kỵ đối với
các khoáng chất sunfat đặc biệt là thạch cao. Các mỏ này là nền tảng của sản
xuất lu huỳnh công nghiệp tại Hoa Kỳ, Ba Lan, Nga, Turkmenistan. Lu huỳnh
thu đợc từ dầu mỏ, khí đốt và cát dầu Athabasca đà trở thành nguồn cung cấp
lớn trên thị trờng với các kho dù tr÷ lín däc theo Alberta.
- ë ViƯt Nam, ®Ĩ ®iỊu chÕ lu hnh, ngêi ta ®i tõ qng S thiên nhiên chứa
khoảng 15-20% S hoặc tách các hợp chất từ khí thải của các ngành công nghiệp
luyện kim màu, gia công dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ.
b) Quặng pirit:
Có 3 loại quặng pirit thờng dùng để sản xuất axit sunfuric là:

9


+ Pirit tuyển nổi: Trong quá trình đem luyện đồng thờng dùng phơng pháp
tuyển nổi để làm giàu đồng của quặng lên khoảng 15-20% đồng của quặng (gọi
là tinh quặng đồng). Phần bà thải ra của quá trình tuyển nổi chứa khoảng 3240% 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 35% S làm giảm chất lợng của than. Vì vậy, phải loại bỏ cục than có lẫn pirit.
Phần than cục loại bỏ nµy chøa tíi 33-42% S vµ 12-18% C gäi lµ pirit lÉn than.
ë miỊn b¾c níc ta, má than Na Dơng (Lạng Sơn) than chứa nhiều S (có mẫu tới
6-8% S). Việc nghiên cứu tách đợc S khỏi than có ý nghĩa kinh tế kĩ thuật rất
lớn vì tăng đợc chất lợng than, đảm bảo an toàn, đồng thời tận dụng đợc S.
+ Pirit thờng: thành phần chủ yếu là FeS2 chứa khoảng 53,44% S và 46,56%
Fe. Trong quặng có lẫn nhiều tạp chất của các hợp chất của đồng, chì, kẽm,
niken, bạc, vàng, coban, selen, telu, silic, các muối cacbonat, sanfat canxi, magie.
Vì vậy hàm lợng thực tế của S dao động trong khoảng từ 30-52%. ở miền bắc níc ta míi chØ ph¸t hiƯn mét sè má pirit nhng nói chung hàm lợng S thấp
(khoảng 20-30% S), trữ lợng nhỏ.
-Mỏ sắt Nà Lũng thuộc địa phận xà Duyệt Trung, thị xà Cao Bằng trữ lợng
khoáng sản hiện tại còn hơn 8 triệu tấn với hàm lợng gần 60% Fe, khoảng 30%

S.
-Mỏ đồng Sin Quyên thuộc xà Bản Vợc 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 lợng 25% Cu/năm để sản xuất 1000tấn Cu hàm lợng
99,95% cùng các sản phẩm khác nh vàng, bạc, tinh quặng sắt, tinh quặng pirit.
- Mỏ kẽm chì chợ Điền: thuộc các xà Bản Thi, Quảng Bạch và Đổng Lạc,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Cạn. Sản lợng khai thác hàng năm khoảng 50000 tấn
quặng ôxit và 40000 tấn quặng pirit. Trữ lợng còn lại đến đầu năm 2004: quặng
ôxit 0,88 triệu tấn, quặng pirit 0,513 triệu tấn
- Mỏ kẽm chì Lang Hich: thuộc xà Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tình Thái
Nguyên, sản lợng khai thác đạt trung bình 15000 tấn quặng/ năm. Trữ lợng còn
lại đến đầu năm 2004: quặng ôxit 227.267 tÊn, qng pirit 37.600 tÊn.
- Má pirit ë hun 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, lien quan mật thiết đến các hoạt động phun trào trung
tính và axit. Các than quặng có cấu tạo rất phức tạp, chất lợng và bề dày biến
đổi theo đờng phơng và hớng dốc. Quặng có hàm lợng S từ 4-20%, trữ lợng theo
đánh giá tìm kiếm khoảng chơc triƯu tÊn

10


c) Các nguồn chất thải chứa S:
- Khí lò luyện kim màu: Khí lò trong quá trình đốt các kim loại màu nh
quặng đồng, chì, thiếc, kẽm có chứa nhiều SO2. Đây là một nguyên liệu rẻ tiền
để sản xuất axit sunfuric vì cứ sản xuất 1 tấn đồng có thể thu đợc 7,3 tấn S02 mà
không cần lò đốt.
- Khí hydrosunfua(H2S): Trong quá trình cốc hoá than khoảng 50% tổng lợng S có trong khí than sẽ đi theo khí cốc, chủ yếu ở dạng H 2S (chiếm khoảng
95%). Lợng H2S trong khí cốc hàng năm trên thế giới có thể lên tới hang triệu

tấn. Việc thu hồi lợng H2S này không những có ý nghĩa về kinh tế mà còn có ý
nghĩa về mặt vệ sinh môi trờng.
- Khói lò: Hàng năm trên thế giới đốt 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.
- Axit sunfuric thải: Sau khi dùng axit sunfuric làm tác nhân hút nớc,tinh chế
dầu mỏ, sunfua hoá các hợp chất hữu cơ sẽ thu đợc chất thải chứa nhiều H2SO4
( 20 50%). ViƯc thu håi axit sunfuric nµy cịng cã ý nghÜa rất lớn về mặt kinh
tế và bảo vệ môi trờng.
d) Thạch cao:
Đây là một nguồn nguyên liệu phong phú để sản xuất axit sunfuric vì nhiều
nớc trên thế giới có mỏ thạch cao ( CaSO4.2H2O hoặc CaSO4). Ngoài ra quá
trình s¶n xt axit photpháic, supe phophat kep cịng th¶i ra một lợng lớn
CaSO4. Thông thờng từ từ thạch cao ngời ta sản xuất lien hợp cả axit sunfuric và
xi măng.
e) Chất xúc tác:
Trong công nghệ sản xuất axit sunfuric chất xúc tác đóng vai trò rất quan
trọng trong giai đoạn chuyển hoá SO2 thành SO3. các chất xúc tác trong quá
trình ô xi hoá SO2 có thể chia làm hai nhóm.
- Nhóm I là các xúc tác chứa platin gồm platin là cấu tử hoạt tính đợc mang
trên các chất mang nh amiăng, silicagen và một số chất khác.
- Nhóm thứ II bao gồm các ô xít kim loại
Trong lịch sử của công nghệ sản xuất axit sunfuric, đầu tiên phổ biến là dùng
xúc tác chứa platin, sau đó dùng xúc tác sat ôxit. Trong mấy chục năm gần đây,
trên thế giới cũng nh ở nớc ta xúc tác đợc dùng phổ biến nhất là vana điôxit
( V2O5 ) cùng víi mét sè phơ gia kh¸c nh Al2O3, SiO2, K2O, CaO C¸c chÊt phơ

11

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 co hoạt độ cao nhất, trên xúc tác này
xảy ra phản ứng ô xi hoá SO2 diễn ran gay ở nhiệt độ 400 độ C. Xúc tác chứa
vana điôxit chiếm vị trí thứ hai, còn trên xúc tác Fe2O3 phản ứng này chØ diƠn ra
ë nhiƯt ®é 600 ®é C. Møc ®é dễ bị ngộ độc bởi asen ôxit As 2O3 cũng theo trật tự
nh trên.
2. Đặc điểm sử dụng nguyên liệu:
Mặc dù đi từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau dể sản xuất axit sunfuric nhng
chúng đều có điểm chung là đốt nguyên liệu để tạo ra SO2. Trớc khi đốt phải
trải qua giai đoạn gia công cơ, nhiệt tuỳ theo dạng nguyên liệu.
-S trớc khi đua vào lò đốt phải đập nhỏ, nấu chảy, lọc đẻ loại bỏ tạp chất. S ở
dạng lỏng đợc không khí nén đua vào lò đốt sẽ hoá hơi và cháy ở đây thu đợc
SO2 đạt tới 16%.
- Quặng pirit thông thờng có kích thớc 50 200 mm vì vậy phải trải qua các
công đoạn đập, nghiền, sàng để có kích thớc nhất định ( tuỳ thuộc vào loại lò ).
Ví dụ trong lò đốt tầng sôi ngời ta cần loại bỏ các hạt quặng có kích thớc lớn hơn
3mm, hạn chế các hạt quặng có kích thớc nhỏ hơn 44x1O-3 mm. Bởi vì những
hạt quá to hay quá nhỏ đều ảnh hởng đến bụi xỉ pirit cuốn theo khí lò trong quá
trình đốt nguyên liệu do tất cả các hạt rắn có tốc độ tới hạn nhỏ hơn hoặc bằng
tốc độ làm việc của khí đều bị cuốn theo khí lò vào hệ thèng s¶n xt phÝa sau
khiÕn chóng ta ph¶i xư lý khí SO2 thu đợc. Mặt khác, quặng có kích thớc quá
nhỏ quá dễ bị kết khối ở nhiệt độ cao.
Quặng tuyển nổi phải sấy sơ bộ để giảm hàm kợng ẩm.
- Thạch cao cũng đập nghiền, sàng để có kích thớc nhất định.
3. Nhiên liệu và năng lợng:
a) Than.
- Trên lÃnh thổ Việt Nam than đợc phân bố 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 Dơng- Cái Bầu- Vạn
Hoa dài khoảng 130 Km, rộng từ 10 đến 30 Km, có tổng trữ lợng khoảng 10,5 tỉ

tấn, trong đó: tính đến mức cao -300m là 3,5 tỉ tấn đà đợc tìm kiếm thăm dò tơng đối chi tiết, là đối tợng cho thiết kế và khai thác hiện nay, tính đến mức cao
-1000m có trữ lợng dự báo khoảng 7 tỉ tấn đang đợc đầu t tìm kiếm thăm dò.

12


Than Antraxit Quảng Ninh có chất lợng 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 đờng bờ biển kéo dài từ Ninh Bình
đến Hải Phòng, thuộc các tỉnh thành phố: Thía Bình, Hải Dơng, Hng Yên, Hải
Phòng, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Nội, Sơn Tây, Hà Nam, Phủ Lý, Phúc Yên,
Vĩnh Yên và dự kiến còn kéo dài ra vùng thềm lục địa của biển Đông Việt
Nam... Với diện tích khoảng 3500 Km2, với tổng trữ lợng dự báo khoảng 210 tỷ
tấn. Khu vực Khoái Châu với diện tích 80Km2 đà đợc tìm kiếm thăm dò với trữ
lợng khoảng 1,5 tỷ tấn, trong ®ã khu vùc Binh Minh, víi diƯn tÝch 25Km2 ®· đợc thăm dò sơ bộ với trữ lợng 500 triệu tấn hiện đang đợc tập trung nghiên cứu
công nghệ khai thác để mở mỏ đầu tiên. Các vỉa than thờng đợc phân bố ở độ
sâu -100
+ Các mỏ than vùng nội địa: Có trữ lợng khoảng 400 triệu tấn, phân bố ở
nhiều tỉnh, gồm nhiều chủng loại than: Than nâu-lửa dài (mỏ than Na Dơng, mỏ
than Đồng Giao); than bán Antraxit ( mỏ than Núi Hồng, mỏ than Khánh Hoà,
mỏ than Nông Sơn); than mỡ ( mỏ than Làng Cẩm, má than PhÊn MƠ, má than
Khe Bè)..., cã nhiỊu má than hiện đang đợc khai thác.
+ Các mỏ than bùn: Phân bố ở hầu khắp 3 miền: Bắc, Trung, Nam cđa ViƯt
Nam, nhng chđ u tËp trung ë miỊn Nam Việt Nam, đây là loại than có độ trơ
cao, nhiệt lỵng thÊp, ë mét sè khu vùc cã thĨ khai thác làm nhiên liệu, còn lại
chủ yếu sẽ đợc sử dụng làm phân bón phục vụ nông nghiệp. Tổng trữ lợng than
bùn trong cả nớc dự kiến có khoảng 7 tỉ mét khối.

CáC Số LIệU NổI BậT (Tr.tấn)

Năm

THAN NGUYÊN THAN
KHAI
THụ

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

13

TIÊU THAN
KHÈU

XUÊT


2005

34.9

30.2

14.7

2006DK

40.1

36.9

21.3

- Than là nguồn nhiên liệu chính cung cấp nhiệt trong suốt quá trình sản
xuất axit sunfuric nhất là trong lò đốt nguyên liệu vì có trữ lợng lớn, nhiệt trị
cao, giá thành rẻ so với các chất đốt khác. Nhiệt có ảnh hởng rất lớn trong quá
trình đốt quặng pirit. Nhiệt độ càng cao quá trình cháy xảy ra càng nhanh nhng
không thể tăng nhiệt độ một cách tuỳ ý nh vậy sẽ gây nên hiện tợng kết khối của
nguyên liệu làm giảm rõ rệt tốc độ của quá trình và dẫn đến tắc lò ngừng sản
xuất. Mặt khác nhiệt độ tăng cao sẽ làm giảm độ bền của lò. Do vậy ngời ta thờng duy trì nhiệt độ của quá trình đốt pirit từ 600 800 độ C.Vợt quá giới hạn
này đều không có lợi.
b) Lợng 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 đốt tăng cao vợt quá
nhiệt độ thích hợp. Mặt khác ôxy quá d thừa sẽ làm giảm nhiệt độ lò do tiêu tốn
nhiệt cho quá trình đốt nóng không khÝ ( O2 vµ N2) vµ sÏ pha lo·ng hµm lợng
SO2 dới 7%. Điều này không có lợi cho quá trình ô xi hoá SO2 thành SO3.
Trong thực tế, ngời ta cũng phải khống chế ôxy vào lò sau quá trình cháy còn
d lại khoảng 11% trong hỗn hợp khí ra khỏi lò đốt đủ ôxy dùng để ô xy hoá SO 2
thành SO3 ở giai đoạn tiếp theo
Ngày nay ngời ta bắt đầu sử dụng không khí giàu ôxy để đốy cháy quặng
pirit. Làm nh vậy hỗn hợp khí thu đợc có hàm lợng SO2 cao và chứa ít nitơ.
c) Điện:
Trong quá trình sản xuất axit sunfuric điện đợc dùng để vận hành máy móc,
thiết bị hoạt động.
d) Nớc:

14


Nớc đợc sử dụng trong quá trính hấp thụ SO3, làm lạnh dung dịch tới tuần

hoàn trong tháp hấp thụ

C.Công nghệ sản xuất axit sunfuric
Để tìm hiểu đợc công nghệ sản xuất axit sunfuaric, trớc hết chúng ta đề
cập tới một số tính chất hoá học cơ bản nhất của axit sunfuric với mục đích
chọn đợc 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 lợng riêng ở
200C là 1,8305 gam/cm3), kết tinh ở 10,37 0C. ở áp suất thờng nó sôi ở 296,2 0C.
- Trong hoá học axit sunfuric đợc xem là hợp chất của anhydrit
sunfuric với nớc. Công thức hoá học: SO3H2O.
- Trong kỹ thuật: hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO3 với H2O đều gọi là
axit sunfuric.
+ Nếu tû lƯ SO3/H2O < 1 ngêi ta gäi lµ dung dịch axit sunfuric. Tỷ lệ
SO3/H2O > 1 gọi là dung dịch của SO3 trong axit sunfuric hay oleum hoặc axit
sunfuric bốc khói .
- Mặc dù có các phơng pháp khác nhau để sản xuất axit sunfuric tuy
nhiên chúng có điểm chung là đều có 5giai đoạn chính:

15


KhÝ thải
SO2, SO3

Bụi

Sản xuất
khÝ SO2

Tinh chế
khÝ SO2

Xỉ quặng

Bụi,
nước thải

Chuẩn bị
nguyªn
liệu
Bơi Quặng

Oxy hóa
SO2 SO3

+ Đốt nguyên liệu sản xuất SO2.

Hp thụ
khÝ SO3

Hồn
thành sản
phẩm

+ Tinh chÕ khÝ SO2.
+ O xy ho¸ SO2 thành SO3.
+ Hấp thụ SO3để tạo thành H2SO4 .
Bởi vậy công nghệ mà chúng tôi trình bày ở đây cũng đợc chia thành 4
giai đoạn chính nh trên.Chúng ta có thể tham khảo sơ đồ công nghệ của phân

xởng sản xuất H2SO4 của nhà máy supe photphat LONG THàNH
I.Chun bị nguyªn,nhiªn vật liệu:
_Nguyªn liệu sản xuất axit sunfuric đ· c trình by trên,phn nguyên
nhiên vt liu sn xut axit. ây chúng tôi s cp chi tit hn v công vic
chun b nguyên,nhiên vt liu.
1.Nguyên liu:
_Nguyên liu c nghiền nhỏ để cã kÝch thước nhất định,sàng lọc, để
đưa qua các lò t.
_ quá trình t nguyên liu tốn nhiệt,ta cần lọc bụi ngay từ giai đoạn
này,dï sau giai đoạn này vẫn cần phải lọc bụi thªm nữa.

16


_Quặng phải được sấy kh« để giảm hàm lượng ẩm, tránh tn tht
nhit trong quá trình t ngyên liu.
2.Nhiên liu:
_Vì quá trình sn xut axit sunfuric cn tiêu tn mt lng nhit khá ln
nên cn cung cp nhit trong hu ht các giai on ca quá trình sn xut,do đã
cần cã nguồn cung cấp nhiệt,mà ở đ©y chủ yếu s dng than t.
_Các ngun nhiên liu cha O2 l rất cần thiết,bởi trong giai đoạn đốt
nguyªn liệu cần nhiều O2.
II. t nguyên liu sn xut SO2:
_i vi các ngun nguyên liu có sn SO2 thì ta chuyn ngay qua giai
đoạn tinh chế khÝ SO2(Sẽ được nãi ở phần sau).
_Đối vi các ngun nguyên liu thô s,l hp cht ca SO2 thì cn qua
giai on t to ra SO2.
_Các nguồn nguyªn liệu chứa S,quặng pirit,… .là những nguồn nguyªn
liệu được sử dụng chủ yếu trong qóa tµinh sản xuất axit sunfuric;ngồi ra
cịng cã rất nhiều nguồn koasc,trong đã phải k n axit sunfuric d tha

trong các quá trình trớc.
3.1- Các phản ứng hoá học trong quá trình đốt nguyên liệu:
- Đối với quặng py rit:
4 FeS2 + 11 02 --------> Fe2O3 + 8 SO2 + Q
2 FeS2 --------> 2 FeS + S2.(nhiệt độ vào khoảng 5000C).
S2+ 2 O2-----> 2 SO2
4 FeS + 7 O2 --------> 2 Fe2O3 + 4 SO2
Hc 3 FeS +5 O2 ----------> Fe3O4 + 3 SO2
- Qúa trình cháy của quặng không những chỉ xảy ra giữa pyrit và Oxy
mà còn xảy ra giữa các pha r¾n:
FeS2 + 16 Fe2O3 = 11 Fe3O4 + 2 SO2

17


FeS + 10 Fe2O3 = 7 Fe3O4 + SO2
FeS2 + 5 Fe3O4 = 16 FeO + 2 SO2
FeS + 3 Fe3O4 = 10 FeO + SO2
- §èi víi Pyrit lÉn than có thêm phản ứng :
C + O2 = CO2
Phản ứng trên sẽ cung cấp thêm một phần nhiệt lợng cần thiết cho quá
trình đốt nguyên liệu.
- Đối với thạch cao :
CaSO4 = CaO + SO2 (Ph¶n øng diƠn ra ë 1400 – 1500 0C).
Khi cã C, SiO2, Al2O3, Fe2O3 nhiệt độ của phản ứng trên giảm xuống
2 CaSO4 + C = 2 CaO + 2 SO2 + CO2
- §èi víi khÝ th¶i
S + O2 = SO2
2 H2S + 3 O2 = 2 SO2 + 2H2O
Thông thờng thành phần của khí lò bao gồm SO2, O2 ,N2,, hơi nớc và một

số tạp chất khác nh: bụi, SO3, AS2O3, SeO2; HF; S F4
3.2- Các loại lò đốt thờng dùng:
Ngày nay công nghệ sản xuất axit sunfuric có nhiều loại lò dùng đốt
nguyên liệu nh: lò nhiều tầng, lò đốt quặng bột, lò lớp sôi, lò xyclon; lò dốt lu
huỳnh (loại nằm ngang, loại đứng), lò đốt hyđrosunfua H2S
Do giới hạn bài viết chúng tôi trình bày loại lò lớp sôi để đốt nguyên liệu.
Bởi vì thiết bị lớp sôi có nhiều u điểm nổi bật và ngày càng đợc sử dụng rộng rÃi
không chỉ trong công nghệ sản xuất axit sunfuric mà còn trong các ngành khác
nh: luyện kim, gia công dầu mỏ, thực phẩm, y học, năng lợng hạt nh©n …

18


+ Theo báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nớc KC06-06 chúng ta có bảng cân bằng vật liệu cho 1 tấn quặng py rit hàm lợng 33%
lu huỳnh đối với lò lớp sôi (dựa trên tính toán lí thuyết) nh sau:
Bảng 1
Lợng vào
Thông số

Lợng ra
Trọng
ợng(kg)

l- Thể tích
m3/tấn

Quặng
Quặng khô
Quặng ẩm
không khí

Không
khí

1000
940
60
2571,5
2526

2010,27
1953,67

khô
Hơi nớc

45,5

56,6

Tổng

Thông số
Xỉ
khí lò
Khí SO2
Khí SO3
O2

Trọng

l- Thể tích

ợng(kg)

m3/ tấn

750,8
2821,35
638,4
6,8
141,4

1999
223,4
1,9
99

N2
Hơi nớc

1929,25
105,5
3571,5
3572,15
Nhiệt lợng cần thiết cho quá trình đốt

1543,4
131,3

Bảng 2

Lu huỳnh
Nhiệt vật lý của quặng (kcal /h )
Nhiệt của ẩm trong quặng (kcal /h )
Nhiệt của không khÝ kh« (kcal /h )
NhiƯt cđa Èm trong kh«ng khÝ (kcal /h )
Nhiệt toả ra khí đốt (kcal /h )
Tổng lợng nhiệt cần cung cấp (kcal /h )

19

Lu

33%
12729,2
6250
6285,4
2114,2
4266670
4350620,8

35%

huỳnh

12729,2
6250
66887
2249,7
4533337
4621453

Cấu tạo lò lớp sôi (hình 2) gồm 1 hình trụ bằng thép, bên trong lót vật
liệu chịu lửa. ở phần dới của lò đặt 1 bảng để phân phối không khí đều trên toàn
tiết diện của nó. Quặng đợc đa 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, ngời ta bổ xung không
khí vào trên lớp sôi (khoảng 20% tổng lợng 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
đốt quặng tuyển nổi, tốc độ khí trong lò 1-1,1 m/s, cờng độ lò 8-10 tấn quặng
45% lu huỳnh/m2/ ngày. Nếu đốt quặng pyrit thì tốc độ khí lớn hơn (1,9-2 m/s)
và do đó cờng độ lò cũng cao hơn (16- 20 tấn quặng/m2/ngày).
Lò lớp sôi có u điểm :
+ Đốt đợc các quặng nghèo lu huỳnh nhng hiƯu st t¹o ra SO2 vÉn cao .
+ CÊu tạo thiết bị tơng 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 nhợc điểm:
+ Hàm lợng bụi trong khí ra rất lớn cho nên phải có thiết bị để xử lý bụi
trong SO2 tạo ra.
Dới đây là bảng lợng bụi cuốn theo khí lò đối với lu huỳnh 33%
Bảng 3
Uop(m/s) 0,85
Rt(kg/s) 0,2124
Cp(%)
18,5

0,9

0,26
22,4

1,02
0,392
33,82

20

1,08
0,434
37,41

1,14
0,506
43,6


Trong đó:
Lợng quặng vào lò : FO =1,16kg/s.
Kích thớc trung bình của hạt: Dp = 84x 10-3 mm
Uop: tốc độ làm việc của khí
Rt: khối lợng bụi .
Cp: phần trăm bụi cuốn theo khí lò
+ Thành lò vùng lớp sôi bị bào mòn rất mạnh cho nên phải thờng xuyên
kiểm tra và bảo dỡng.
Do có nhiều u điểm nổi bật nên lò lớp sôi đang dần thay thế loại cơ khí và
tiếp tục đợc nghiên cứu để có năng suất cao hơn và nhiều tính u việt hơn. Dới
đây là chỉ tiêu làm việc của một lò lớp sôi đối với các hạt có kích thớc khác nhau
(đợc tính toán dựa trên lý thuyết).

Bảng 4
Dp (10-6 m)
Umf (m/s)
Ut (m/s)
Uop (m/s)
dT (m)
Ub (m/s)
H(m)

69
0,002
0,84
0,9
0,1
1,6
1,14

84
0,0044
1,02
0,9
0,1
1,6
1,14

155
0,015
1,91
0,9
0,1

1,6
1,13

274
0,047
4,14
0,95
0,1
1,5
1,14

Trong đó :
Dp: kích thớc trung bình của tập hợp hạt.
Umf: tốc độ sôi tối thiểu .
Ut: tốc độ tới hạn của hạt rắn.

21

382
0,08
4,65
1,14
0,11
1,8
1,24

474- 500
0,143
6,09
1,3

0,13
1,96
1,22


Uop: tốc độ làm việc của khí.
dT : Đờng 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 đốt quặng pi rit thải ra một lợng xỉ khá lớn (khoảng 70% lợng
quặng khô) với thành phần chủ yếu là sắt oxit, ngoài ra còn có một số kim loại
màu vµ quÝ nh: Cu, Co , Zn , Au , Ag , Ta .Đây là nguồn nguyên liệu quí cho
ngành công nghiệp luyện kim .
- Nếu sử dụng tổng hợp đợc xỉ thì cứ 1000 tấn xỉ có thể thu đợc 800 tấn
tinh quặng sắt (với hàm lợng 55- 63 % Fe); 3,3 – 4 tÊn ®ång; 3,3 – 4,3 tấn kẽm;
0,8-1 kg vàng; 10 kg bạc; 80 kg coban; 70 tấn natri sunfat
- Lợng nhiệt toả ra khi đốt nguyên liệu chiếm từ 52 65 % tỉng l ỵng
nhiƯt. Chóng ta cã thĨ tËn dơng lỵng 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 lợng.
III. Tinh chế khí SO2
1. Sơ lợc về quá trình tinh chế khí:
- Đối với sơ đồ cổ điển của quá trình sản xuất axit sunfuric theo phơng
pháp tiếp xúc:
+ Khí lò từ lò đốt quặng đợc làm nguội trong nồi hơi, tách bụi trong
xyclon, lọc điện khô có nhiệt độ 300-400o C đi vào công đoạn làm sạch khí để
tách các tạp chất có hại đối với xúc tác. Khí SO 2 thu đợc sau khi đốt nguyên liệu
chứa nhiều tạp chất có hại nh :
- Bụi: làm tăng trở lực của thiết bị và đờng ống, làm gi¶m hƯ sè trun

nhiƯt, chun chÊt …

22


- AS2O3: làm xúc tác bị ngộ độc vĩnh viễn, làm giảm hiệu suất chuyển hoá
SO2.
- SeO2, TeO2 , Re2O7 hoà tan vào các axit tới làm 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 SiF4) : 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,ngời 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 nhợc 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 ớt. Hiện nay có 2 hớng giải quyết đơn giản
hơn nh sau:
- Phơng 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 tới mà không tạo mù. Nếu trong khí lò, ngoài hơi H2SO4 còn có cả hơi SeO2 và
As2O3 thì tăng nhiệt độ axit tới, hiệu suất tách 2 chất trên khỏi khí lò cũng tăng.
Sở dĩ nh vậy vì chúng hoà tan trong cả axit tới và mù axit. Khi tăng nhiệt độ lợng mù sẽ giảm, do đó lợng SeO2 và As2O3 trong mù theo khí cũng giảm.
- Phơng 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 As2O3 tơng đối tốt
là silicagel. Thực tế nó có thể hấp phụ hoàn toàn As2O3 khỏi khí lò. Chất hấp
phụ có khả năng hấp phụ cao hơn và rẻ hơn là zeolit nhân tạo (thành phần gần
đúng 10SiO2..O,5AL2O3). Nó có thể hấp phụ đợc lợng As2O3 bằng 5-7% khối lợng của nó.
_ Trong giai đoạn tinh chế khí SO2,thiết bị trong các quá trình tinh chế
luôn phải tiếp xúc nhiệt nên để tránh cho thiết bị quá nóng,giảm thảI lợng nhiệt
cấp ra môI trờng,ta cần làm nguội thiết bị bằng cách cho đi qua các tháp làm
lạnh.
2- Thiết bị làm sạch khí gồm:

23


+ Tháp rửa I: có nhiệm vụ làm nguội hỗn hợp khí từ 350-400o C xuống 8090oC. Tách hầu hết lợng bụi còn lại trong khí sau lọc điện khô. Tách một phần
SeO2 và As2O3 và các tạp chất khác. Hấp thụ một phần mù a xit tạo thành trong
tháp.
+ Tháp rửa II: có nhiệm vụ làm nguội hỗn hợp khÝ tõ 80-90oC xng 3040oC. HÊp thơ mét phÇn mï a xit trong khÝ sau th¸p rưa I. T¸ch mét 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
thớc hạt mù a xit. Tiếp tục làm nguội hỗn hợp khí xuống vài độ nữa (3-5oC).
Nếu trong hỗn hợp khí có Flo thì ở tháp tăng ẩm ngời ta còn cho thêm
Na2SO4 vào a xit tới để tách chúng theo phản ứng:
3 SiF 4 + 2 Na2SO4 + 2 H2O = 2 Na2SiF6 + 2 H2 SO4 + SiO2
+ Läc ®iƯn ít: ®Ĩ lọc mù axit ngời ta thờng 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. Đờng 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 lợng hơi nớc trong hỗn hợp khí
thông thờng bao gồm 2 tháp với mục đích để đề phòng 1 trong 2 tháp có h hỏng
và tăng lợng Oleum sản xuất đợc và nhất là để giảm lợng mù a xit khi sấy.
Công đoạn làm sạch khí phải đảm bảo một số chỉ tiêu sau:
Hàm lợng bụi trong khí sau lọc điện khô,g/m3

<=0,1

Nồng độ SO2 trong hỗn hợp khí , % thể tích

=> 8,5

Nồng độ a xit tới ,% H2SO4
Tháp rửa I

55-70

Tháp sấy

93-95

Hàm lợng tạp chất trong khí vào tháp tiếp xúc,mg/m3
Asen

O

24


Flo

<=

3

Giọt và mù a xit

<= 5

Hơi nớc, % thể tích

<=0,01

IV. Ô xi hoá SO2 thành SO3:
Phản ứng :
SO2 + 0,5 O2 = SO3 ..
Điểm khác biệt lớn nhất giữa hai phơng pháp sản xuất axit sunfuric đợc
thể hiện ở giai đoạn này.
1. Đối với phơng pháp tháp đệm:
Khí SO2 đợc oxi hoá bằng O2 không khí với xúc tác là hỗn hợp NO và
NO2. Quá trình phản ứng không cho trực tiếp SO3 hay H2SO4 mà sản phẩm
trung gian là nitrozonihidrosunfat.Ta cã ph¶n øng sau:
2SO2 + O2 +NO + NO2 + H2O = 2 NOHSO4
Dùng nớc hoà tan sản phẩm này ở trong buồng làm bằng chì sẽ thu đợc
axit sunfuaric và hỗn hợp các khí NO và NO2 đợc gi¶i phãng ra:
2 NOHSO4 + H2O = 2 H2SO4 +NO + NO2
Phơng pháp buồng chì và xúc tác NO + NO2 cho phép chúng ta điều chế đợc axitsunfuaric có nång ®é 60-70%. VỊ sau, ngêi ta nhËn thÊy bng chì không
thuận lợi cho quá trình sản xuất cho nên đà thay buồng chì bằng các tháp hấp
thụ đợc xây bằng gạch chịu axit nên nó đợc gọi là phơng pháp tháp đệm. Tuy
nhiên, axit sunfuric thu đợc có độ tinh khiÕt kh«ng cao (do cã lÉn nhiỊu 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 phơng pháp này hầu nh không đợc sử dụng để sản
xuất axit sunfuric nữa.
2. Phơng pháp tiếp xúc :

25