Tìm hiểu dây chuyền sản xuất H2SO4

Click icon to add picture

TÌM HIỂU:
TÌM HIỂU:
DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Axit sunfuric
DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Axit sunfuric


Tổng quan

Tình hình sản xuất

Công nghệ sản
xuất

Các vấn đề về môi trường


I – Tổng quan:
Cấu tạo:
– CTPT: H2SO4

– Danh pháp IUPAC Axít sulfuric.
Tên khác Dầu sulfat, Hiđro sulfat…


Tính chất vật lý:

-

H2SO4  là chất lỏng, không màu, sánh như dầu, không bay

hơi.

-

3
H2SO4 98% có D= 1,84 g/cm ; nặng gần gấp 2 lần nước.

-

H2SO4 đặc rất hút ẩm -> dùng làm khô khí ẩm.

-

H2SO4 đặc tan vô hạn trong nước và toả nhiều nhiệt.


Tính chất hóa học:

Tính ôxi hóa mạnh
H2SO4 đặc
Tính hóa nước

H2SO4

H2SO4 loãng

Tính axít


Phương pháp điều chế:

Axit sulfuric được sản xuất từ Lưu huỳnh (các hợp chất từ lưu huỳnh), oxi và nước theo phương pháp tiếp xúc.

Phương pháp

(1) S(r) + O2(k) → SO2(k)

tiếp xúc
(2) 2SO2 + O2(k) → 2SO3(k)
o
(với sự có mặt của V2O5, t = 450 – 500 C)
(3) SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l)

(4) H2SO4(l) + SO3 → H2S2O7(l)

(5) H2S2O7(l) + H2O(l) → 2 H2SO4(l)


Ứng dụng:


II – Tình hình sản xuất axit Sunfuric
1. Trên thế giới:
Axit sunfuric là chất cơ bản được sản xuất với sản lượng lớn nhất trên thế giới

Biểu đồ sản lượng sản xuất axit Sunfuric

Triệu tấn

165

100

47

18.8
4.2

Năm


Mỹ là quốc gia có sản lượng axit sunfuric lớn nhất trên thế giới:

Đồ thị sản lượng axit sunfuric ở Mỹ giai đoạn 1900 – 1970


Các nước XHCN ở Châu Á là thị trường chính, chiếm khoảng 23%, tiếp theo là Mỹ tiêu thụ 20%. Các nước ở Châu Phi, Trung và
Nam Mỹ, Tây Âu tiêu thụ khoảng 10%.

Biểu đồ tiêu thụ axit sunfuric trên thế giới năm 2008


II – Công nghệ sản xuất:
Nguyên liệu:

SO2

Khí thải
Thạch cao
Lưu huỳnh nguyên chất

Quặng pirit sắt

Nhiên liệu:

O2
Điện
Than đá

Dầu DO, FO


Các giai đoạn chính:

Giai đoạn 1

•

Chuẩn bị nhiên liệu

Giai đoạn 2

•

Đốt nhiên liệu

Giai đoạn 3

•

Tinh chế SO2

Giai đoạn 4

•

Ôxi hóa SO2 thành SO3

Giai đoạn 5

•

Hấp thụ SO3 tạo H2SO4


Các thiết bị quan trọng:

Hình 1: Lò đốt lưu huỳnh


Các thiết bị quan trọng:

Hình 2: Tháp tiếp xúc

Hình 3: Tháp hấp phụ


Các thông số kĩ thuật:
Nhiệt độ dầu DO

0

25 – 30 C

Áp suất dầu

15 – 25kg/cm

Nhiệt độ tường gạch lò đốt

0
900 – 950 C

Nhiệt độ buồng đốt

0
1000 – 1050 C

Nhiệt độ khí sinh ra sau nồi hơi

0
420 – 430 C

Áp suất hơi trong nồi hơi

25 at

Nhiệt độ hơi nước

0
225 C

Nhiệt độ hơi sau giảm áp

0
160 C

Áp suất hơi sau giảm áp

2
6 kg/cm

Lưu lượng lưu huỳnh vòi phun

3
2.98 m /h

Áp suất lưu huỳnh

2
12 kg/cm

Lưu lượng không khí vào lò

3
30000 – 35000 Nm /h

Nồng độ SO2 sau lò

11% thể tích

2

Sơ đồ công nghệ:



Sơ đồ công nghệ:


IV – Các vấn đề về môi trường
Chất thải rắn:
Chất thải rắn chủ yếu là cặn lắng của thùng chứa lưu huỳnh lỏng, thùng chứa dầu DO hay các thiết bị trao đổi nhiệt. Thông
thường các chất thải này không nhiều, thường được thải trực tiếp mà không qua bất kì các công đoạn xử lý nào vì thế sẽ gây ô nhiễm
lâu dài đến nguồn đất và nước…

– Cách xử lý: biện pháp chủ yếu là tận thu, tho gom và tái sử dụng, sao cho nâng cao hiệu suất sử dụng, tránh phát thải.

+ Phương pháp cơ học: ép, cắt, nghiền, sang, tuyển,…
+ Phương pháp hóa lý: dung để xử lý, thu hồi những chất hóa học độc hại cho cơ thể con người và môi trường (hấp phụ, hấp
thụ, kết tủa, oxi hóa, cố định và hóa rắn…)
+ Phương pháp nhiệt – cơ: sử dụng nhiệt độ cao chuyển các chất thải rắn thành dạng mới làm vật liệu xây dựng (gạch,…)
+ Phương pháp sinh học: xử lý chất thải rắn hữu cơ


Nước thải:
Đặc điểm:
Các nguồn phát sinh nước thải trong dây truyền sản xuất axit sunfuric hầu như không đáng kể, chủ yếu là nguồn sinh ra
từ quá trình trao đổi nhiệt làm mất mát axit hay nước dung để rửa thiết bị, máy móc… hoặc từ những sự cố rò gỉ axit từ
các thùng chứa.

Biện pháp xử lý:
– Nước thải này thường được dẫn theo hệ thống ống nước tuần hoàn và được xử lý cục bộ.
– Với nước thải có nồng độ pH thấp được trung hòa bằng sửa vôi và được tuần hoàn khoảng 60 – 70%, phần còn lại được
thải trực tiếp.


Khí thải:
Đặc điểm: Khí thải trong dây chuyền sản xuất axit sunfuric bao gồm các thành phần như:
– Khí SO2, SO3 H2S, Nox ...
– Mù axit sùnuric
– Bụi: lưu huỳnh, các tạp chất khác…
Khí SO2, SO3 : trong quá trình tiếp xúc và hấp thụ, hiệu suất quá trình chuyển hóa SO 2 đạt tới 99,8% và của SO3 lên tới 99,9% nên thực
chất lượng khí thải còn dư là rất ít và chúng được thải trức tiếp ra ngoài qua ống khói.

Biện pháp khắc phục và xử lý:
– Hơi lưu huỳnh, và các khí khác kèm theo được đi qua tháp hấp thụ bằng xoda hoặc sữa vôi.
– Sử dụng nguyên liệu lưu huỳnh nguyên chất, các chất xúc tác hợp lý.
– Định kì kiểm tra thiết bị xử lý bụi khí thải như xyclon, màng ướt, lọc khí, khử mù,… đảm bảo không có sự rò rỉ hay các thiết
bị trao đổi nhiệt đảm bảo hệ số trao đổ nhiệt được duy trì không để thất thoát nhiệt.
– Bụi S được thu hồi và quay lại hoàn nguyên…


Một số vấn đề khác:

– Ô nhiễm tiếng ồn: tại các khu vực máy nén khí, bơm
nước, bơm axit, quạt hút gió…
– Ô nhiễm tại khu vực lò đốt và tháp tiếp xúc…


ching

t
a
w
r
o
f
u
o
y
k
Than