Oltingugurtni yoqish jarayonining fizik va kimyoviy asoslari.

S ning yonishi ko'p miqdorda issiqlik chiqishi bilan sodir bo'ladi: 0,5S 2g + O 2g \u003d SO 2g, DH \u003d -362,43 kJ

Yonish kimyoviy va fizik hodisalar majmuasidir. Yonilg'i quyish pechida matematik tarzda tasvirlash qiyin bo'lgan tezliklar, kontsentratsiyalar va haroratlarning murakkab sohalari bilan shug'ullanish kerak.

Eritilgan S ning yonishi alohida tomchilarning o'zaro ta'siri va yonishi shartlariga bog'liq. Yonish jarayonining samaradorligi oltingugurtning har bir zarrasi to'liq yonish vaqti bilan belgilanadi. Faqat gaz fazasida sodir bo'ladigan oltingugurtning yonishi S ning bug'lanishi, uning bug'larining havo bilan aralashishi va aralashmaning t ga qizdirilishidan oldin sodir bo'ladi, bu esa zarur reaksiya tezligini ta'minlaydi. Tomchi sirtidan bug'lanish faqat ma'lum bir t da intensivroq boshlanganligi sababli, suyuq oltingugurtning har bir tomchisi shu t ga qadar qizdirilishi kerak. t qanchalik baland bo'lsa, tomchini isitish uchun qancha vaqt kerak bo'ladi. Tomchi yuzasida S bug'lari va maksimal konsentratsiyali havo va t ning yonuvchan aralashmasi hosil bo'lganda, olov paydo bo'ladi. S tomchisining yonish jarayoni yonish sharoitlariga bog'liq: t va gaz oqimining nisbiy tezligi va suyuqlik S ning fizik-kimyoviy xususiyatlari (masalan, S tarkibida qattiq kul aralashmalari mavjudligi) va quyidagi bosqichlardan iborat. : 1-suyuqlik S tomchilarini havo bilan aralashtirish; 2-bu tomchilarning qizdirilishi va bug'lanishi; 3-termik bug'ning bo'linishi S; 4-gaz fazasining shakllanishi va uning yonishi; 5-gaz fazasining yonishi.

Ushbu bosqichlar deyarli bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi.

Isitish natijasida bir tomchi suyuqlik S bug'lana boshlaydi, S bug'lari yonish zonasiga tarqaladi, bu erda yuqori t da ular havoning O 2 bilan faol reaksiyaga kirisha boshlaydi, S ning diffuziya yonishi jarayoni sodir bo'ladi. SO 2 hosil bo'lishi.

Yuqori t da oksidlanish reaktsiyasining tezligi S fizik jarayonlar tezligidan kattaroqdir, shuning uchun yonish jarayonining umumiy tezligi massa va issiqlik uzatish jarayonlari bilan belgilanadi.

Molekulyar diffuziya tinch, nisbatan sekin yonish jarayonini belgilaydi, turbulent diffuziya esa uni tezlashtiradi. Tomchi hajmining kamayishi bilan bug'lanish vaqti kamayadi. Oltingugurt zarralarining nozik atomizatsiyasi va ularning havo oqimida bir xil taqsimlanishi aloqa yuzasini oshiradi, zarrachalarning isishi va bug'lanishini osonlashtiradi. Mash'al tarkibidagi har bir tomchi S ning yonishi paytida 3 davrni ajratish kerak: I- inkubatsiya; II- kuchli yonish; III- charchash davri.

Tomchi yonganda, uning yuzasidan quyosh chaqnashlariga o'xshab alanga chiqadi. An'anaviy diffuziyali yonishdan farqli o'laroq, yonayotgan tomchining yuzasidan olovni chiqarib yuborish "portlovchi yonish" deb nomlangan.

S tomchisining diffuziya rejimida yonishi tomchi yuzasidan molekulalarning bug'lanishi orqali amalga oshiriladi. Bug'lanish tezligi quyidagilarga bog'liq jismoniy xususiyatlar suyuqliklar va t muhit, va bug'lanish tezligining xarakteristikasi bilan aniqlanadi. Differensial rejimda S I va III davrlarda yonadi. Bir tomchining portlovchi yonishi faqat II davrda kuchli yonish davrida kuzatiladi. Kuchli kuyish davrining davomiyligi boshlang'ich tomchi diametrining kubiga proportsionaldir. Buning sababi shundaki, portlovchi yonish tomchi hajmida sodir bo'ladigan jarayonlarning natijasidir. Yonish tezligi xarakteristikasi hisob. f-le tomonidan: TO= /t sg;

d n - boshlang'ich tomchi diametri, mm; t - tomchining to'liq yonish vaqti, s.

Bir tomchining yonish tezligining xarakteristikasi diffuziya va portlovchi yonish xususiyatlarining yig'indisiga teng: TO= K vz + K farq; kvz= 0,78∙exp(-(1,59∙p) 2,58); K farq= 1,21∙p +0,23; K T2\u003d K T1 ∙ exp (E a ​​/ R ∙ (1 / T 1 - 1 / T 2)); K T1 - t 1 da yonish tezligi doimiysi \u003d 1073 K. K T2 - konst. t da isitish tezligi t 1 dan farq qiladi. Ea - aktivlanish energiyasi (7850 kJ/mol).

BU. Suyuqlik S ning samarali yonishi uchun asosiy shartlar quyidagilardir: mash'alning og'ziga barcha kerakli miqdordagi havoni etkazib berish, suyuqlik S ning nozik va bir xil atomizatsiyasi, oqim turbulentligi va yuqori t.

Suyuqlikning bug'lanish intensivligining gaz tezligi va t ga umumiy bog'liqligi: K 1= a∙V/(b+V); a, b konstantalar t ga bog'liq. V - tezlik gaz, m/s. Yuqori t da bug'lanish intensivligi S ning gaz tezligiga bog'liqligi quyidagicha ifodalanadi: K 1= K o ∙ V n ;

t, o C	lgK haqida	n
	4,975	0,58
	5,610	0,545
	6,332	0,8

t ning 120 dan 180 o S gacha oshishi bilan S ning bug`lanish intensivligi 5-10 marta, t 180 dan 440 o C gacha esa 300-500 marta ortadi.

0,104 m / s gaz tezligida bug'lanish tezligi quyidagicha aniqlanadi: = 8,745 - 2600 / T (120-140 o S da); = 7,346 -2025/T (140-200 o S da); = 10.415 - 3480 / T (200-440 ° S da).

Har qanday t 140 dan 440 ° C gacha bo'lgan bug'lanish tezligini va 0,026-0,26 m / s oralig'ida gaz tezligini aniqlash uchun u birinchi navbatda 0,104 m / s gaz tezligi uchun topiladi va boshqa tezlikda qayta hisoblab chiqiladi: lg = lg + n ∙ lgV `` /V ` ; Suyuq oltingugurtning bug'lanish tezligi va yonish tezligi qiymatini taqqoslash shuni ko'rsatadiki, yonish intensivligi oltingugurtning qaynash nuqtasida bug'lanish tezligidan oshmasligi kerak. Bu yonish mexanizmining to'g'riligini tasdiqlaydi, unga ko'ra oltingugurt faqat bug 'holatida yonadi. Oltingugurt bug'ining oksidlanish tezligi konstantasi (reaksiya ikkinchi tartibli tenglama bo'yicha boradi) kinetik tenglama bilan aniqlanadi: -dy S /d = K∙S S ∙S O2 ; C S - bug 'kontsentratsiyasi S; C O2 - kons-I bug'lari O 2; K - reaksiya tezligi konstantasi. S va O 2 op-yut bug'larining umumiy konsentratsiyasi: C S= a(1-x); O2 bilan= b - 2ax; a - bug'ning dastlabki konsentratsiyasi S; b - O 2 bug'larining dastlabki konsentratsiyasi; x - bug'ning oksidlanish darajasi S. Keyin:

K∙t= (2,3 /(b – 2a)) ∙ (lg(b – ax/b(1 - x)));

S dan SO 2 gacha bo‘lgan oksidlanish reaksiyasining tezlik konstantasi: lgK\u003d B - A / T;

C haqida	650 - 850	850 - 1100
IN	3,49	2,92
A

Oltingugurt tomchilari d< 100мкм сгорают в диффузионном режиме; d>100 mkm portlovchi moddada, 100-160 mkm maydonda tomchilarning yonish vaqti oshmaydi.

Bu. yonish jarayonini kuchaytirish uchun oltingugurtni d = 130-200 mkm gacha bo'lgan tomchilarga purkash tavsiya etiladi, bu qo'shimcha energiya talab qiladi. Yonish paytida bir xil miqdordagi S olinadi. SO 2 qancha konsentrlangan bo'lsa, o'choq gazining hajmi shunchalik kichik va uning t si shunchalik yuqori bo'ladi.

1 - C O2; 2 - SO2 bilan

Rasmda oltingugurtning havoda adiabatik yonishi natijasida hosil bo'lgan o'choq gazidagi t va SO 2 kontsentratsiyasi o'rtasidagi taxminiy munosabat ko'rsatilgan. Amalda yuqori konsentrlangan SO 2 olinadi, t > 1300 da pech va gaz kanallarining qoplamasi tezda buziladi. Bundan tashqari, bu sharoitlarda havoning O 2 va N 2 o'rtasidagi yon reaktsiyalar SO 2 da kiruvchi nopoklik bo'lgan azot oksidi hosil bo'lishi bilan sodir bo'lishi mumkin, shuning uchun t = 1000-1200 odatda oltingugurtli pechlarda saqlanadi. Va o'choq gazlari 12-14 vol% SO 2 ni o'z ichiga oladi. O 2 ning bir hajmidan bir hajm SO 2 hosil bo'ladi, shuning uchun S ni havoda yondirganda yonish gazidagi SO 2 ning maksimal nazariy miqdori 21% ni tashkil qiladi. S ni havoda yondirganda, otish. O 2 Gaz aralashmasidagi SO 2 ning miqdori O 2 konsentratsiyasiga qarab ortishi mumkin. S ni sof O 2 da yondirganda SO 2 ning nazariy tarkibi 100% ga yetishi mumkin. S ni havoda va turli kislorod-azot aralashmalarida yoqish natijasida olingan qovurish gazining mumkin bo'lgan tarkibi rasmda ko'rsatilgan:

Oltingugurtni yoqish uchun pechlar.

Sulfat kislota ishlab chiqarishda S ni yoqish atomizatsiyalangan yoki televizor holatidagi pechlarda amalga oshiriladi. Eritilgan S ni yoqish uchun nozul, siklon va tebranish pechlaridan foydalaning. Eng ko'p ishlatiladigan siklon va injektor. Ushbu pechlar belgilarga ko'ra tasniflanadi:- o'rnatilgan nozullar turiga ko'ra (mexanik, pnevmatik, gidravlik) va ularning o'choqdagi joylashishi (radial, tangensial); - yonish kameralari ichidagi ekranlar mavjudligi bilan; - bajarish bo'yicha (gorizontlar, vertikallar); - havo etkazib berish uchun kirish teshiklarining joylashishiga ko'ra; - havo oqimlarini S bug'lari bilan aralashtirish qurilmalari uchun; - S yonish issiqligidan foydalanish uchun uskunalar uchun; - kameralar soni bo'yicha.

Nozulli pech (guruch)

1 - po'lat silindr, 2 - astar. 3 - asbest, 4 - bo'linmalar. 5 - yoqilg'ini purkash uchun nozul, oltingugurt purkash uchun 6 ta nozul,

7 - o'choqqa havo etkazib berish uchun quti.

U juda oddiy dizaynga ega, parvarish qilish oson, u gaz tasviriga ega, doimiy SO 2 konsentratsiyasiga ega. Jiddiy kamchiliklarga quyidagilarni o'z ichiga oladi: yuqori t tufayli qismlarni bosqichma-bosqich yo'q qilish; yonish kamerasining past issiqlik stressi; yuqori konsentratsiyali gazni olish qiyinligi, tk. ortiqcha havodan foydalaning; yonish foizining S purkash sifatiga bog'liqligi; o'choqni ishga tushirish va isitish vaqtida sezilarli yoqilg'i sarfi; nisbatan katta o'lchamlari va og'irligi va buning natijasida sezilarli kapital qo'yilmalar, ishlab chiqarish maydonlari, operatsion xarajatlar va atrof-muhitdagi katta issiqlik yo'qotishlari.

Yana mukammal siklon pechlari.

1 - old kamera, 2 - havo qutisi, 3, 5 - yonish kameralari, 4. 6 chimchilash halqalari, 7, 9 - havo etkazib berish uchun nozullar, 8, 10 - oltingugurt etkazib berish uchun nozullar.

Yetkazib berish: tangensial havo kiritish va S; yaxshi oqim turbulentligi tufayli o'choqda S ning bir xil yonishini ta'minlaydi; SO 2 ning 18% gacha bo'lgan yakuniy texnologik gazni olish imkoniyati; o'choq bo'shlig'ining yuqori termal stressi (4,6 10 6 Vt / m 3); apparatning hajmi bir xil quvvatdagi ko'krak pechining hajmiga nisbatan 30-40 baravar kamayadi; doimiy konsentratsiyali SO 2; S yonish jarayonini oddiy tartibga solish va uni avtomatlashtirish; uzoq to'xtashdan keyin pechni isitish va ishga tushirish uchun kam vaqt va yonuvchan material; o'choqdan keyin azot oksidlarining past miqdori. Asosiy haftalar yonish jarayonida yuqori t bilan bog'liq; astar va payvand choklarining mumkin bo'lgan yorilishi; S ning qoniqarsiz püskürtülmesi o'choqdan keyin t / almashinuv uskunasida uning bug'larining yorilishi va natijada uskunaning korroziyasiga va t / almashinuv uskunasiga kirishda t ning nomutanosibligiga olib keladi.

Eritilgan S o'choqqa tangensial yoki eksenel nozullar orqali kirishi mumkin. Burunlarning eksenel joylashuvi bilan yonish zonasi periferiyaga yaqinroq bo'ladi. Tangensda - markazga yaqinroq, buning natijasida yuqori t ning astarga ta'siri kamayadi. (guruch) Gaz oqimi tezligi 100-120m / s - bu massa va issiqlik uzatish uchun qulay sharoit yaratadi va yonish tezligi S ni oshiradi.

Vibratsiyali pech (guruch).

1 - burner pechining boshi; 2 - qaytib klapanlar; 3 - tebranish kanali.

Vibratsiyali yonish jarayonida jarayonning barcha parametrlari vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadi (kameradagi bosim, gaz aralashmasining tezligi va tarkibi, t). Vibratsiya uchun qurilma. yonish S o'choq-o'choq deb ataladi. Pechdan oldin S va havo aralashtiriladi va ular nazorat klapanlari (2) orqali o'choq yondirgichining boshiga oqib o'tadi, bu erda aralashma yondiriladi. Xom ashyoni etkazib berish porsiyalarda amalga oshiriladi (jarayonlar tsiklikdir). Pechning ushbu versiyasida issiqlik chiqishi va yonish tezligi sezilarli darajada oshadi, lekin aralashmani yoqishdan oldin, jarayon bir zumda o'tishi uchun atomizatsiyalangan S ni havo bilan yaxshi aralashtirish kerak. Bunday holda, yonish mahsulotlari yaxshi aralashadi, S zarralarini o'rab turgan SO 2 gaz plyonkasi yo'q qilinadi va yonish zonasida O 2 ning yangi qismlariga kirishni osonlashtiradi. Bunday pechda hosil bo'lgan SO 2 yonmagan zarralarni o'z ichiga olmaydi, uning konsentratsiyasi tepada yuqori bo'ladi.

Siklonli pech uchun, ko'krak pechiga nisbatan, u 40-65 baravar ko'proq issiqlik stressi, ko'proq konsentrlangan gazni olish va ko'proq bug 'ishlab chiqarish imkoniyati bilan tavsiflanadi.

S suyuqlikni yoqish uchun pechlar uchun eng muhim uskuna - bu nozul bo'lib, u S suyuqligining nozik va bir xilda püskürtülmesini, uni nozulning o'zida va orqasida havo bilan yaxshi aralashtirishni, S suyuqlikning oqim tezligini tez sozlashni ta'minlashi kerak. uning havo bilan kerakli nisbatini saqlab turish, ma'lum bir shaklning barqarorligi, mash'alning uzunligi, shuningdek, mustahkam dizaynga ega, ishonchli va ishlatish uchun qulay. Naychalarning silliq ishlashi uchun S ning kul va bitumdan yaxshi tozalanganligi muhimdir. Nozullar mexanik (o'z bosimi ostida hosil) va pnevmatik (havo hali ham purkashda ishtirok etadi) ta'sir qiladi.

Oltingugurtning yonish issiqligidan foydalanish.

Reaksiya yuqori ekzotermik bo'lib, natijada ko'p miqdorda issiqlik ajralib chiqadi va pechlarning chiqish joyidagi gaz harorati 1100-1300 0 S. SO 2 ning kontaktli oksidlanishi uchun 1-ga kirishda gaz harorati. kat-ra qatlami 420 - 450 0 S dan oshmasligi kerak. Shuning uchun SO 2 oksidlanish bosqichidan oldin gaz oqimini sovutish va ortiqcha issiqlikdan foydalanish kerak. Issiqlikni qayta tiklash uchun oltingugurtda ishlaydigan sulfat kislota tizimlarida tabiiy issiqlik aylanishi bilan suv quvurli issiqlikni qayta tiklash qozonlari eng ko'p qo'llaniladi. SETA - C (25 - 24); RKS 95 / 4.0 - 440.

RKS 95/4.0 - 440 energetik-texnologik qozon - bu bosim bilan ishlash uchun mo'ljallangan, suv quvurli, tabiiy aylanishli, gaz o'tkazmaydigan qozon. Qozon 1-va 2-bosqich bugʻlatgichlar, 1.2-bosqich masofaviy iqtisodchilar, 1.2-bosqich masofaviy oʻta qizdirgichlar, baraban, oltingugurt yonish pechlaridan iborat. Pech 650 tonnagacha suyuqlikni yoqish uchun mo'ljallangan. Kuniga oltingugurt. Pech 110 0 burchak ostida bir-biriga nisbatan bog'langan ikkita siklon va o'tish kamerasidan iborat.

Diametri 2,6 m bo'lgan ichki korpus tayanchlarga erkin tayanadi. Tashqi korpusning diametri 3 m.Ichki va tashqi qobiqlardan hosil bo'lgan halqali bo'shliq havo bilan to'ldiriladi, so'ngra nozullar orqali yonish kamerasiga kiradi. Oltingugurt o'choqqa har bir siklonda 4 tadan 8 ta oltingugurtli nozullar orqali etkazib beriladi. Oltingugurtning yonishi aylanma gaz-havo oqimida sodir bo'ladi. Oqimning aylanishiga havo nozullari orqali yonish sikloniga havo kiritish orqali erishiladi, har bir siklonda 3 ta. Havo miqdori har bir havo nozulidagi motorli flaplar tomonidan nazorat qilinadi. O'tish xonasi gaz oqimini gorizontal siklonlardan evaporatatorning vertikal gaz kanaliga yo'naltirish uchun mo'ljallangan. Yong'in qutisining ichki yuzasi qalinligi 250 mm bo'lgan MKS-72 markali mulit-korund g'isht bilan qoplangan.

1 - siklonlar

2 - o'tish xonasi

3 - bug'lanish moslamalari

Oltingugurtni yoqish orqali qovurilgan gazni qabul qilishda uni aralashmalardan tozalashning hojati yo'q. Tayyorgarlik bosqichi faqat gazni quritish va kislotani yo'q qilishni o'z ichiga oladi. Oltingugurt yondirilganda qaytarilmas ekzotermik reaksiya yuzaga keladi:

S + O 2 = SO 2 (1)

juda katta miqdordagi issiqlik chiqishi bilan: H \u003d -362,4 kJ / mol o'zgarishi yoki massa birligi bo'yicha 362,4 / 32 \u003d 11,325 kJ / t \u003d 11325 kJ / kg S.

Yonish uchun berilgan erigan suyuq oltingugurt 444,6 *S haroratda bug'lanadi (qaynadi); bug'lanish issiqligi 288 kJ/kg ni tashkil qiladi. Yuqoridagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, oltingugurtning yonish reaktsiyasining issiqligi xom ashyoni bug'lantirish uchun juda etarli, shuning uchun oltingugurt va kislorodning o'zaro ta'siri gaz fazasida (bir hil reaktsiya) sodir bo'ladi.

Sanoatda oltingugurtning yonishi quyidagicha amalga oshiriladi. Oltingugurt oldindan eritiladi (buning uchun siz oltingugurtning asosiy yonish reaktsiyasining issiqligidan foydalangan holda olingan suv bug'idan foydalanishingiz mumkin). Oltingugurtning erish nuqtasi nisbatan past bo'lganligi sababli, suyuq fazaga o'tmagan mexanik aralashmalarni oltingugurtdan cho'ktirish va keyinchalik filtrlash orqali ajratish va etarli tozalikdagi xom ashyoni olish oson. Eritilgan oltingugurtni yoqish uchun ikki turdagi pechlar ishlatiladi - nozul va siklon. Tez bug'lanishi va apparatning barcha qismlarida havo bilan ishonchli aloqani ta'minlash uchun ulardagi suyuq oltingugurtning püskürtülmesini ta'minlash kerak.

Pechdan qovurilgan gaz chiqindi issiqlik qozoniga, keyin esa keyingi apparatlarga kiradi.

Qovurilgan gazdagi oltingugurt dioksidining kontsentratsiyasi yonish uchun beriladigan oltingugurt va havo nisbatiga bog'liq. Agar havo stokiometrik miqdorda olinsa, ya'ni. har bir mol oltingugurt uchun 1 mol kislorod, keyin oltingugurtning to'liq yonishi bilan kontsentratsiya havodagi kislorodning hajm ulushiga teng bo'ladi C shuning uchun 2. maksimal \u003d 21%. Biroq, havo odatda ortiqcha miqdorda olinadi, aks holda o'choq harorati juda yuqori bo'ladi.

Oltingugurtning adiabatik yonishi bilan stexiometrik tarkibning reaksiya aralashmasi uchun kuyish harorati ~ 1500*C bo'ladi. Amaliy nuqtai nazardan, pechda haroratni oshirish imkoniyati 1300 * S dan yuqori bo'lgan o'choq va gaz kanallarining qoplamasi tezda yo'q bo'lib ketishi bilan cheklanadi. Odatda, oltingugurtni yoqishda 13 - 14% SO 2 bo'lgan qovurilgan gaz olinadi.

2. so2 ning so3 ga kontakt oksidlanishi

Oltingugurt dioksidining kontaktli oksidlanishi geterogen oksidlovchi ekzotermik katalizning tipik namunasidir.

Bu eng ko'p o'rganilgan katalitik sintezlardan biridir. SSSRda SO 2 ning SO 3 ga oksidlanishini o'rganish va katalizatorlarni ishlab chiqish bo'yicha eng puxta ish G.K. Boreskov. Oltingugurt dioksidining oksidlanish reaktsiyasi

SO 2 + 0,5 O 2 = SO 3 (2)

aktivlanish energiyasining juda yuqori qiymati bilan tavsiflanadi va shuning uchun uni amaliy amalga oshirish faqat katalizator ishtirokida mumkin.

Sanoatda SO 2 oksidlanishining asosiy katalizatori vanadiy oksidi V 2 O 5 (vanadiy bilan aloqa massasi) asosidagi katalizator hisoblanadi. Ushbu reaksiyadagi katalitik faollik boshqa birikmalar, birinchi navbatda platina tomonidan ham namoyon bo'ladi. Biroq, platina katalizatorlari hatto mishyak, selen, xlor va boshqa aralashmalarning izlariga ham juda sezgir va shuning uchun asta-sekin vanadiy katalizatorlari bilan almashtirildi.

Reaksiya tezligi kislorod kontsentratsiyasining ortishi bilan ortadi, shuning uchun sanoatda jarayon uning ortiqcha bo'lishi bilan amalga oshiriladi.

SO 2 oksidlanish reaktsiyasi ekzotermik turga tegishli bo'lganligi sababli, uni amalga oshirish uchun harorat rejimi optimal haroratlar chizig'iga yaqinlashishi kerak. Harorat rejimini tanlash qo'shimcha ravishda katalizatorning xususiyatlari bilan bog'liq ikkita cheklash bilan belgilanadi. Pastki harorat chegarasi katalizatorning o'ziga xos turiga va gaz tarkibiga qarab 400 - 440 * S ni tashkil etadigan vanadiy katalizatorlarining yonish haroratidir. yuqori harorat chegarasi 600 - 650*S va bu haroratlardan yuqori katalizator strukturasi qayta tashkil etilishi va u o'z faolligini yo'qotishi bilan aniqlanadi.

400 - 600 * S oralig'ida jarayonni konversiya darajasi oshgani sayin harorat pasayadigan tarzda amalga oshirishga intiladi.

Ko'pincha sanoatda tashqi issiqlik almashinuvi bo'lgan raf kontaktli qurilmalar qo'llaniladi. Issiqlik almashinuvi sxemasi manba gazini isitish va gazni javonlar orasidagi bir vaqtning o'zida sovutish uchun reaktsiya issiqligidan maksimal darajada foydalanishni nazarda tutadi.

Bittasi muhim vazifalar sulfat kislota sanoatiga duch kelgan - oltingugurt dioksidining konversiya darajasini oshirish va uning atmosferaga emissiyasini kamaytirish. Bu muammoni bir necha usul bilan hal qilish mumkin.

Eng biri ratsional usullar Sulfat kislota sanoatida keng qo'llaniladigan ushbu muammoning echimi qo'sh kontaktli va qo'sh singdirish usulidir (DKDA). Muvozanatni o'ngga siljitish va jarayonning hosildorligini oshirish, shuningdek, jarayonning tezligini oshirish uchun jarayon shu usul bo'yicha amalga oshiriladi. Uning mohiyati shundan iboratki, SO 2 ning aylanish darajasi 90 - 95% bo'lgan reaksiya aralashmasi sovutiladi va SO 3 ni ajratish uchun oraliq absorberga yuboriladi. Qolgan reaksiya gazida O 2 :SO 2 nisbati sezilarli darajada ortadi, bu esa reaksiya muvozanatining o‘ngga siljishiga olib keladi. Yangi qizdirilgan reaksiya gazi yana kontakt apparatiga yuboriladi, bu yerda qolgan SO 2 ning konversiyasining 95% ga bir yoki ikkita katalizator qatlamida erishiladi.Bu jarayonda SO 2 ning umumiy konversiyasi 99,5% - 99,8% ni tashkil qiladi.

Oltingugurt kimyoviy element, bu davriy jadvalning oltinchi guruhi va uchinchi davrida joylashgan. Ushbu maqolada biz uning kimyoviy va ishlab chiqarilishi, ishlatilishi va hokazolarni batafsil ko'rib chiqamiz. Fizik xarakteristikaga rang, elektr o'tkazuvchanlik darajasi, oltingugurtning qaynash nuqtasi va boshqalar kiradi. Kimyoviy uning boshqa moddalar bilan o'zaro ta'sirini tavsiflaydi.

Fizika nuqtai nazaridan oltingugurt

Bu mo'rt moddadir. Da normal sharoitlar u agregatsiyaning mustahkam holatidadir. Oltingugurt limon sariq rangga ega.

Va ko'pincha uning barcha birikmalari sariq rangga ega. Suvda erimaydi. U past issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ega. Bu xususiyatlar uni odatiy metall bo'lmagan sifatida tavsiflaydi. Oltingugurtning kimyoviy tarkibi unchalik murakkab emasligiga qaramay, bu modda bir nechta o'zgarishlarga ega bo'lishi mumkin. Bularning barchasi kristall panjaraning tuzilishiga bog'liq bo'lib, uning yordamida atomlar bog'langan, ammo ular molekulalarni hosil qilmaydi.

Shunday qilib, birinchi variant - rombik oltingugurt. U eng barqaror. Ushbu turdagi oltingugurtning qaynash nuqtasi to'rt yuz qirq besh daraja Selsiyga teng. Ammo bu moddaning gaz holatiga o'tishi uchun agregatsiya holati, u birinchi navbatda suyuqlikdan o'tishi kerak. Shunday qilib, oltingugurtning erishi bir yuz o'n uch daraja Selsiy bo'lgan haroratda sodir bo'ladi.

Ikkinchi variant - monoklinik oltingugurt. Bu quyuq sariq rangga ega bo'lgan igna shaklidagi kristallardir. Birinchi turdagi oltingugurtning erishi, so'ngra uning sekin sovishi ushbu turdagi hosil bo'lishiga olib keladi. Bu xilma-xillik deyarli bir xil jismoniy xususiyatlarga ega. Masalan, bu turdagi oltingugurtning qaynash nuqtasi hali ham bir xil to'rt yuz qirq besh daraja. Bundan tashqari, ushbu moddaning plastmassa kabi xilma-xilligi mavjud. Deyarli qaynab turgan rombgacha isitiladigan sovuq suvga quyish orqali olinadi. Ushbu turdagi oltingugurtning qaynash nuqtasi bir xil. Ammo modda kauchuk kabi cho'zilish xususiyatiga ega.

Boshqa komponent jismoniy xususiyatlar, bu haqda gapirishni istardim, oltingugurtning yonish harorati.

Ushbu ko'rsatkich materialning turiga va uning kelib chiqishiga qarab farq qilishi mumkin. Masalan, texnik oltingugurtning yonish harorati bir yuz to'qson daraja. Bu ancha past ko'rsatkich. Boshqa hollarda, oltingugurtning porlash nuqtasi ikki yuz qirq sakkiz daraja va hatto ikki yuz ellik olti daraja bo'lishi mumkin. Bularning barchasi qaysi materialdan qazib olinganiga, uning zichligiga bog'liq. Ammo oltingugurtning yonish harorati boshqa kimyoviy elementlar bilan solishtirganda juda past, bu yonuvchan modda degan xulosaga kelishimiz mumkin. Bundan tashqari, ba'zida oltingugurt sakkiz, olti, to'rt yoki ikkita atomdan iborat molekulalarga birlashishi mumkin. Endi oltingugurtni fizika nuqtai nazaridan ko'rib chiqsak, keling, keyingi bo'limga o'tamiz.

Oltingugurtning kimyoviy tavsifi

Ushbu element nisbatan past ko'rsatkichga ega atom massasi, u har bir mol uchun o'ttiz ikki grammga teng. Oltingugurt elementining xarakteristikasi ushbu moddaning egalik qobiliyati kabi xususiyatini o'z ichiga oladi turli darajalarda oksidlanish. Bunda u, aytaylik, vodorod yoki kisloroddan farq qiladi. Nima degan savolni o'ylab kimyoviy xarakteristikasi oltingugurt elementi, sharoitga qarab, u ham qaytaruvchi, ham oksidlovchi xususiyatga ega ekanligini ta'kidlamaslik mumkin emas. Shunday qilib, tartibda ma'lum bir moddaning turli xil kimyoviy birikmalar bilan o'zaro ta'sirini ko'rib chiqing.

Oltingugurt va oddiy moddalar

Oddiy moddalar faqat bitta kimyoviy elementni o'z ichiga olgan moddalardir. Uning atomlari, masalan, kislorodda bo'lgani kabi, molekulalarga birlashishi mumkin yoki ular metallardagi kabi birlashmasligi mumkin. Shunday qilib, oltingugurt metallar, boshqa metall bo'lmaganlar va galogenlar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin.

Metallar bilan o'zaro ta'siri

Bunday jarayonni amalga oshirish uchun yuqori harorat talab qilinadi. Bunday sharoitda qo'shilish reaktsiyasi sodir bo'ladi. Ya'ni, metall atomlari oltingugurt atomlari bilan birlashadi va shu bilan murakkab moddalar sulfidlarini hosil qiladi. Misol uchun, agar siz ikki mol kaliyni bir mol oltingugurt bilan aralashtirib qizdirsangiz, bu metallning bir mol sulfidini olasiz. Tenglamani quyidagi shaklda yozish mumkin: 2K + S = K 2 S.

Kislorod bilan reaksiya

Bu oltingugurtning yonishi. Ushbu jarayon natijasida uning oksidi hosil bo'ladi. Ikkinchisi ikki xil bo'lishi mumkin. Shuning uchun oltingugurtning yonishi ikki bosqichda sodir bo'lishi mumkin. Birinchisi, bir mol oltingugurt va bir mol kislorod bir mol oltingugurt dioksidi hosil qilganda. Buning uchun tenglamani yozing kimyoviy reaksiya quyidagicha bo'lishi mumkin: S + O 2 \u003d SO 2. Ikkinchi bosqich - dioksidga yana bitta kislorod atomining qo'shilishi. Agar yuqori haroratda ikki molga bir mol kislorod qo'shsangiz, bu sodir bo'ladi. Natijada ikki mol oltingugurt trioksidi hosil bo'ladi. Ushbu kimyoviy o'zaro ta'sirning tenglamasi quyidagicha ko'rinadi: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Bu reaksiya natijasida, sulfat kislota. Shunday qilib, tasvirlangan ikkita jarayonni amalga oshirib, hosil bo'lgan trioksidni suv bug'ining oqimi orqali o'tkazish mumkin. Va biz olamiz Bunday reaktsiya uchun tenglama quyidagicha yoziladi: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Galogenlar bilan o'zaro ta'siri

Kimyoviy, boshqa metall bo'lmaganlar kabi, ushbu moddalar guruhi bilan reaksiyaga kirishishiga imkon beradi. Unga ftor, brom, xlor, yod kabi birikmalar kiradi. Oltingugurt ularning har biri bilan reaksiyaga kirishadi, oxirgisidan tashqari. Misol tariqasida biz ko'rib chiqayotgan davriy sistema elementining ftorlanish jarayonini keltirishimiz mumkin. Ko'rsatilgan metall bo'lmaganni halogen bilan qizdirish orqali ftoridning ikki xil variantini olish mumkin. Birinchi holat: agar biz bir mol oltingugurt va uch mol ftor olsak, formulasi SF 6 bo'lgan bir mol ftoridni olamiz. Tenglama quyidagicha ko'rinadi: S + 3F 2 = SF 6. Bundan tashqari, ikkinchi variant ham bor: agar biz bir mol oltingugurt va ikki mol ftor olsak, SF 4 kimyoviy formulasi bilan bir mol ftoridni olamiz. Tenglama quyidagi ko'rinishda yoziladi: S + 2F 2 = SF 4 . Ko'rib turganingizdek, barchasi tarkibiy qismlarning aralashtirilgan nisbatlariga bog'liq. Xuddi shu tarzda oltingugurtni xlorlash (ikki xil modda ham hosil bo'lishi mumkin) yoki bromlash jarayonini amalga oshirish mumkin.

Boshqa oddiy moddalar bilan o'zaro ta'siri

Oltingugurt elementining tavsifi shu bilan tugamaydi. Shuningdek, modda vodorod, fosfor va uglerod bilan kimyoviy reaksiyaga kirishishi mumkin. Vodorod bilan o'zaro ta'siri tufayli sulfid kislotasi hosil bo'ladi. Metalllar bilan reaksiyaga kirishishi natijasida ularning sulfidlarini olish mumkin, bu esa, o'z navbatida, oltingugurtning xuddi shu metall bilan to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyasi natijasida ham olinadi. Vodorod atomlarining oltingugurt atomlariga qo'shilishi faqat juda yuqori harorat sharoitida sodir bo'ladi. Oltingugurt fosfor bilan reaksiyaga kirishganda, uning fosfidi hosil bo'ladi. U quyidagi formulaga ega: P 2 S 3. Bu moddaning bir molini olish uchun ikki mol fosfor va uch mol oltingugurt olish kerak. Oltingugurt uglerod bilan o'zaro ta'sirlashganda, ko'rib chiqilgan metall bo'lmagan karbid hosil bo'ladi. Uning kimyoviy formulasi quyidagicha ko'rinadi: CS 2. Ushbu moddaning bir molini olish uchun siz bir mol uglerod va ikki mol oltingugurt olishingiz kerak. Yuqorida tavsiflangan barcha qo'shilish reaktsiyalari faqat reaktivlar yuqori haroratgacha qizdirilganda sodir bo'ladi. Biz oltingugurtning oddiy moddalar bilan o'zaro ta'sirini ko'rib chiqdik, endi keyingi nuqtaga o'tamiz.

Oltingugurt va murakkab birikmalar

Molekulalari ikki (yoki undan ortiq) turli elementlardan tashkil topgan moddalar birikmalardir. Kimyoviy xossalari oltingugurt ishqorlar, shuningdek, konsentrlangan sulfat kislota kabi birikmalar bilan reaksiyaga kirishish imkonini beradi. Uning bu moddalar bilan reaktsiyalari juda o'ziga xosdir. Birinchidan, ko'rib chiqilayotgan metall bo'lmagan ishqor bilan aralashtirilganda nima sodir bo'lishini ko'rib chiqing. Masalan, olti mol olib, ularga uch mol oltingugurt qo'shsangiz, ikki mol kaliy sulfid, bir mol berilgan metall sulfit va uch mol suv olinadi. Ushbu turdagi reaktsiyani quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Xuddi shu printsipga ko'ra, o'zaro ta'sir agar siz qo'shsangiz sodir bo'ladi Keyingi, konsentrlangan eritmada oltingugurtning xatti-harakatlarini ko'rib chiqing. unga sulfat kislota qo'shiladi. Agar biz birinchi moddaning bir molini va ikkinchi moddaning ikki molini olsak, biz quyidagi mahsulotlarni olamiz: uch mol miqdorida oltingugurt trioksidi, shuningdek, suv - ikki mol. Bu kimyoviy reaksiya faqat reaktivlar yuqori haroratgacha qizdirilganda sodir bo'lishi mumkin.

Ko'rib chiqilgan metall bo'lmaganlarni olish

Oltingugurtni turli moddalardan olishning bir necha asosiy usullari mavjud. Birinchi usul - uni piritdan ajratib olish. Kimyoviy formula oxirgi - FeS 2. Ushbu modda kislorodga kirmasdan yuqori haroratgacha qizdirilganda, boshqa temir sulfid - FeS - va oltingugurt olinishi mumkin. Reaktsiya tenglamasi quyidagicha yoziladi: FeS 2 \u003d FeS + S. Sanoatda tez-tez ishlatiladigan oltingugurtni olishning ikkinchi usuli - bu oltingugurt sulfidining oz miqdordagi kislorod sharoitida yonishi. Bunday holda, siz ko'rib chiqilgan metall bo'lmagan va suvni olishingiz mumkin. Reaksiyani amalga oshirish uchun siz komponentlarni ikkidan birga molyar nisbatda olishingiz kerak. Natijada biz yakuniy mahsulotlarni ikkidan ikkiga nisbatda olamiz. Ushbu kimyoviy reaksiya tenglamasini quyidagicha yozish mumkin: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. Bundan tashqari, oltingugurt turli metallurgiya jarayonlarida, masalan, nikel kabi metallarni ishlab chiqarishda, mis va boshqalar.

Sanoatda foydalanish

Biz ko'rib chiqayotgan nometall kimyo sanoatida o'zining eng keng qo'llanilishini topdi. Yuqorida aytib o'tilganidek, bu erda undan sulfat kislota olish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, oltingugurt yonuvchan material bo'lganligi sababli gugurt ishlab chiqarish uchun komponent sifatida ishlatiladi. Bundan tashqari, portlovchi moddalar, porox, uchqunlar va boshqalarni ishlab chiqarishda ajralmas hisoblanadi. Bundan tashqari, oltingugurt zararkunandalarga qarshi kurash mahsulotlarining tarkibiy qismlaridan biri sifatida ishlatiladi. Tibbiyotda teri kasalliklari uchun dori vositalarini ishlab chiqarishda komponent sifatida ishlatiladi. Shuningdek, ushbu modda turli bo'yoqlar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Bundan tashqari, u fosfor ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Oltingugurtning elektron tuzilishi

Ma'lumki, barcha atomlar yadrodan iborat bo'lib, unda protonlar - musbat zaryadlangan zarralar va neytronlar, ya'ni nol zaryadga ega bo'lgan zarralar mavjud. Elektronlar manfiy zaryad bilan yadro atrofida aylanadi. Atom neytral bo'lishi uchun uning tarkibida proton va elektronlar soni bir xil bo'lishi kerak. Agar ikkinchisi ko'proq bo'lsa, bu allaqachon salbiy ion - anion. Agar, aksincha, protonlar soni elektronlar sonidan ko'p bo'lsa, bu musbat ion yoki kationdir. Oltingugurt anioni kislota qoldig'i sifatida harakat qilishi mumkin. U sulfid kislotasi (vodorod sulfidi) va metall sulfidlari kabi moddalar molekulalarining bir qismidir. Elektrolitik dissotsilanish jarayonida anion hosil bo'ladi, bu modda suvda eriganida sodir bo'ladi. Bunda molekula kationga parchalanadi, uni metall yoki vodorod ioni, shuningdek, kation - kislota qoldig'i yoki gidroksil guruhi (OH-) ioni sifatida ko'rsatish mumkin.

Davriy jadvaldagi oltingugurtning seriya raqami o'n olti bo'lganligi sababli, uning yadrosida aynan shu miqdordagi proton bor degan xulosaga kelishimiz mumkin. Shunga asoslanib, atrofida aylanayotgan o'n oltita elektron ham borligini aytishimiz mumkin. Neytronlar sonini ayirish yo'li bilan topish mumkin molyar massa kimyoviy elementning seriya raqami: 32 - 16 = 16. Har bir elektron tasodifiy emas, balki ma'lum bir orbitada aylanadi. Oltingugurt davriy jadvalning uchinchi davriga tegishli kimyoviy element bo'lgani uchun yadro atrofida uchta orbita mavjud. Birinchisida ikkita elektron, ikkinchisida sakkizta, uchinchisida oltita elektron bor. Elektron formula oltingugurt atomi quyidagicha yoziladi: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Tabiatda tarqalishi

Asosan, ko'rib chiqilgan kimyoviy element turli metallarning sulfidlari bo'lgan minerallar tarkibida mavjud. Avvalo, bu pirit - temir tuzi; u ham qo'rg'oshin, kumush, mis porlashi, sink aralashmasi, kinobar - simob sulfididir. Bundan tashqari, oltingugurt ham minerallar tarkibiga kiritilishi mumkin, ularning tuzilishi uch yoki undan ortiq kimyoviy elementlar bilan ifodalanadi.

Masalan, xalkopirit, mirabilit, kieserit, gips. Siz ularning har birini batafsilroq ko'rib chiqishingiz mumkin. Pirit temir sulfid yoki FeS 2 dir. Oltin porlashi bilan ochiq sariq rangga ega. Ushbu mineralni ko'pincha zargarlik buyumlarini tayyorlashda keng qo'llaniladigan lapis lazuli tarkibida nopoklik sifatida topish mumkin. Buning sababi shundaki, bu ikki foydali qazilma ko'pincha umumiy konga ega. Mis porlashi - xalkotsit yoki xalkosin - metallga o'xshash mavimsi-kulrang modda. va kumush yorqinligi (argentit) o'xshash xususiyatlarga ega: ikkalasi ham metallarga o'xshaydi, kulrang rangga ega. Cinnabar - kulrang yamoqli jigarrang-qizil rangli zerikarli mineral. Kimyoviy formulasi CuFeS 2 bo'lgan xalkopirit oltin sariq rangga ega, u oltin aralash deb ham ataladi. Sink aralashmasi (sfalerit) amberdan olovli apelsingacha rangga ega bo'lishi mumkin. Mirabilit - Na 2 SO 4 x10H 2 O - shaffof yoki oq kristallar. U tibbiyotda qo'llaniladigan deb ham ataladi. Kieseritning kimyoviy formulasi MgSO 4 xH 2 O. U oq yoki rangsiz kukunga o'xshaydi. Gipsning kimyoviy formulasi CaSO 4 x2H 2 O. Bundan tashqari, bu kimyoviy element tirik organizmlar hujayralarining bir qismi bo'lib, muhim iz element hisoblanadi.