Реакция (III) окисления диоксида серы характеризуется очень высоким значением энергии активации и поэтому практическое ее осуществление возможно лишь в присутствии катализатора.
В промышленности основным катализатором окисления SO2 является катализатор на основе оксида ванадия V2O5 (ванадиевая контактная масса). Каталитическую активность в этой реакции проявляют и другие соединения, прежде всего платина. Однако платиновые катализаторы чрезвычайно чувствительны даже к следам мышьяка, селена, хлора и других примесей и поэтому постепенно были вытеснены ванадиевым катализатором.
Каталитическую активность проявляет также оксид железа(III) Fe2O3, однако лишь в области высоких температур. Каталитической активностью Fe2O3, входящего в состав огарка можно объяснить наличие в обжиговом газе, выходящем из печей КС, небольших количеств триоксида серы.
Скорость реакции и вид кинетического уравнения зависит от типа применяемого катализатора. В промышленности применяют в основном ванадиевые контактные массы БАВ, СВД, СВС, ИК, в составе которых ~ 8% V2O5, нанесенного на пористый носитель.
Скорость каталитического окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе описывается уравнением:
dxso2 kp 1-xso2 xІso2
= · β- (1.1),
dτ a 1-0,2xso2 pKІp(1-xso2)І
b - 0,5axso2
где β = ; xso2 – степень превращения;
1 - 0,5axso2 τ – время контактирования;
k – константа скорости прямой реакции; Kp – константа равновесия реакции (III); р – давление.
Для упрощенных расчетов можно пользоваться уравнением Борескова:
0,8
dcso2 cso2 - cso2· e
ωrso2 = - = k co2 (1.2)
dτ cso3
Из уравнений (1.1) и (1.2) следует, что скорость реакции зависит от степени приближения к равновесию и как функция температуры проходит через максимум (с ростом температуры растет константа скорости прямой реакции и уменьшаются константа равновесия и равновесная степень превращения).
Скорость реакции повышается с ростом концентрации кислорода, поэтому процесс в промышленности проводят при его избытке.
Так как реакция окисления SO2 относится к типу экзотермических, температурный режим ее проведения должен приближаться к линии оптимальных температур. На выбор температурного режима дополнительно накладываются два ограничения, связанные со свойствами катализатора. Нижнем температурным пределом является температура зажигания ванадиевых катализаторов, составляющая в зависимости от конкретного вида катализатора и состава газа 400 - 440˚C. Верхний температурный предел составляет 600 - 650˚C и определяется тем, что выше этих температур происходит перестройка структуры катализатора и он теряет свою активность.
В диапазоне 400 - 600˚C процесс стремятся провести так, чтобы по мере увеличения степени превращения температура уменьшалась.
Одна из важнейших задач стоящих перед сернокислой промышленностью, - увеличение степени превращения диоксида серы и снижения его выбросов в атмосферу. Эта задача может быть решена несколькими методами.
Один из наиболее рациональных методов решения этой задачи, повсеместно применяемый сернокислой промышленности, - метод двойного контактирования и двойной абсорбции (ДКДА). Его сущность состоит в том, что реакционную смесь, в которой степень превращения SO2 составляет 90 – 95%, охлаждают и направляют в промежуточный абсорбер для выделения SO3. В оставшемся реакционном газа соотношение O2 : SO2 существенно повышается, что приводит к смещению равновесия реакции вправо (равновесная кривая 2 на рис. 2). Вновь нагретый реакционный газ снова подают в контактный аппарат, где на одном – двух слоях катализатора достигают 95% степени превращения оставшегося SO2. Суммарная степень превращения SO2 составляет в таком процессе 99,5-99,8%.
При подготовке данной работы были использованы материалы с сайта studentu
Другие работы по теме:
Анализ состояния атмосферного воздуха города Донецка
Данная работа посвящена анализу источников загрязнения атмосферного воздуха г. Донецка, расчету техногенных спектров с целью выявления тех веществ, которые наносят наибольший вред окружающей среде и здоровью населения.
Кислотные осадки
Дождь, снег или дождь со снегом, имеющие повышенную кислотность. Кислотные осадки возникают главным образом из-за выбросов оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа).
Серная кислота и экология биосферы
Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №26 Серная кислота и экология биосферы Реферат Выполнила ученица 8-2 класса Л.Глазунова Челябинск 2004
Расчет пылеуловительной установки
Исходные данные для расчета высоты дымовой трубы для ТЭЦ. Расположение ТЭЦ, ее номинальная мощность, максимальная выработка теплоты, средний коэффициент улавливания электрофильтров. Определение расхода условного топлива и концентрации вредных веществ.
Выбросы от котельной
Расчет выбросов от котельной очистных сооружений, работающей на угле Провести оценку воздействия на окружающую среду котельной, находящейся на территории очистных сооружений. Котельная оснащена двумя котлами ДКВР- 10-13 с расходом твердого топлива 10886,400 т/год, работающей на угле марки «ГР» и имеющей дымовую трубу высотой 20м.
Источники загрязнения атмосферного воздуха
Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.
Промышленное получение азотной кислоты
Варнавский 9в Промышленное получение азотной кислоты. Окисление аммиака Очищенный от примесей воздух вместе с аммиаком поступает в контактный аппарат. Там происходит каталитическое окисление аммиака.
Окислительно-восстановительный реакции
Окисли?тельно-восстанови?тельные реа?кции (ОВР) — это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, реализующихся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем и атомом-восстановителем.
ОВР с участием органических веществ
В ОВР органических веществ с неорганическими органические вещества чаще всего являются восстановителями. Так, при сгорании органического вещества в избытке кислорода всегда образуется углекислый газ и вода. Сложнее протекают реакции при использовании менее активных окислителей. В этом параграфе рассмотрены только реакции представителей важнейших классов органических веществ с некоторыми неорганическими окислителями.
Сера 3
Для того чтобы произвести одну тонну целлюлозы, нужно затратить более 100 кг серы Среди вещей, окружающих нас, мало таких, для изготовления которых не нужны
Уравнение химической реакции
Расчет количества вещества. Составление электронных формул атомов никеля и фтора. Расчет теплового эффекта реакции восстановления. Изменение скоростей реакций серы и её диоксида в зависимости от изменений их объема. Молярная и эквивалентная концентрации.
Промышленное получение азотной кислоты
Варнавский 9в Промышленное получение азотной кислоты. Окисление аммиака Очищенный от примесей воздух вместе с аммиаком поступает в контактный аппарат. Там происходит каталитическое окисление аммиака.
Производство серной кислоты из серы
Московская Государственная Академия Тонкой Химической Технологии Имени М.В. Ломоносова Курсовая Работа По дисциплине: Основы Химической Технологии
Органические соединения серы
Меркаптаны (тиолы) Тиоэфиры (сульфиды) Циклические оединения серы Сульфо- Сульфо - кислоты хлориды Общая Формула R-S-H R-S-R моноциклические полициклит-
Органические соединения серы
Органические соединения серы. Меркаптаны (тиолы) Тиоэфиры (сульфиды) Циклические соединения серы Сульфо- Сульфо - кислоты хлориды Общая Формула R-S-H
Производство серной кислоты
Свойства, области использования, сырье и технология изготовления серной кислоты, а также характеристика прогрессивных способов и перспектив развития ее производства. Анализ динамики трудозатрат при развитии технологического процесса серной кислоты.
Расчет ребристого радиатора
Методика и характеристика основных этапов расчёта ребристого радиатора при естественном воздушном охлаждении для транзистора 2Т808А заданной мощности 15 Вт. Определение необходимого напора внутри радиатора, температуры среды и коэффициента теплоотдачи.
Расчет пылеуловительной установки 2
Федеральное агентство по образованию РФ Брянский Государственный Технический Университет Кафедра «Промышленная теплоэнергетика» Расчетно-графическая работа №2
Получение серной кислоты
Контактный метод получения серной кислоты. Рассмотрим процесс получения серной кислоты контактным методом из двух видов сырья: серного (железного) колчедана и серы.
Каталитические методы
Каталитические методы очистки очистки газов основаны на гетерогенном катализе и служат для превращения примесей в безвредные или легко удаляемые из газа соединения. Процессы гетерогенного катализа протекают на поверхности твёрдых тел - катализаторов.
Серная кислота
Технология серной кислоты. Сырье для серной кислоты и методы ее получения.
Получение серной кислоты
Контактный метод получения серной кислоты. Получение H2SO4 из колчедана. Получение H2SO4 из серы. Получение обжигового газа из серы.
Реакция Байера-Виллигера
Реакция Байера, перегруппировка Байера-Виллигера, окисление кетонов и альдегидов действием Н2О2, HOSO2OOH или орг. надкислот, приводящее к образованию сложных эфиров, лактонов.
ЗАгрязнение атмосферы 13
Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение естественной средне многолетней концентрации этих веществ в нём.