Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC

Tải bản đầy đủ

Nguyên liệu để sản xuất rất phong phú bao gồm lưu huỳnh nguyên tố và các
hợp chất khác có chứa lưu huỳnh như các muối sunfua và sunfat kim loại, khí
thiên nhiên…
Sau đây là một số nguyên liệu trong sản xuất H2SO4:
LƯU HUỲNH NGUYÊN TỐ (S)
S là một trong những nguyên tố có nhiều trong tự nhiên. S chiếm 0, 1% khối
lượng vỏ trái đất. S được đánh giá là một trong những nguyên tố quan trọng
nhất và có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. S được sử dụng chủ yếu trong
các ngành công nghiệp sản xuất axit sunfuric (chiếm khoảng 50% tổng lượng S
sản xuất ra), trong nông nghiệp chiếm khoảng 10- 15% tổng lượng S sản xuất
ra).
I.1

Trong tự nhiên lưu huỳnh dạng đơn chất có thể tìm thấy ở gần các suối nước
nóng và các khu vực núi lửa tại nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là dọc theo
vành đai lửa Thái Bình Dương. Các nguồn phổ biến này là cơ sở cho tên gọi
truyền thống “brimstore” do lưu huỳnh có thể tìm thấy ở gần các miệng núi
lửa. Các trầm tích núi lửa hiện được khai thác tại Idonesia, Chile và Nhật Bản.
Các mỏ đáng kể của lưu 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. Lưu huỳnh
trong các mỏ này được cho là có được 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 lưu huỳnh công nghiệp tại Hoa Kỳ, Ba Lan, Nga, Turkmenistan.
Lưu huỳnh thu được từ dầu mỏ, khí đốt và cát dầu Athabasca đã trở thành
nguồn cung cấp lớn trên thị trường với các kho dự trữ lớn dọc theo Alberta.
Ở Việt Nam, để điều chế lưu huỳnh, người ta đi từ quặng 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.
QUẶNG PYRIT
Quặng thường
Thành phần chủ yếu của quặng pyrit là sắt sunfua FeS2 chứa 53, 44% S và 46.
56% Fe. FeS2 thường ở dạng tinh thể pyrit lập phương, cũng có khi ở dạng tinh
thể macazit hình thoi.
I.2

I.2.1

Quặng pyrit thường gặp là loại khoáng sản màu vàng xám, khối lượng đổ đống
là 2200 đến 2400 kg/m3 tuỳ theo kích thước hạt quặng. Trong quặng có chứa
nhiều tạp chất như các hợp chất của đồng (chủ yếu là FeCuS2, CuS, Cu2S) chì,
kẽm, niken, bạc, … Vì vậy hàm lượng thực tế của lưu huỳnh vào khoảng 3052%.
Quặng pyrit có nhiều ở Nga, Tây Ban Nha, Nhật Bản, Canada, Bồ Đào Nha…
11

11

Miền bắc nước ta chỉ mới phát hiện một số mỏ pyrit nhưng trữ lượng và số
lượng còn thấp.
I.2.2
Pyrit tuyển nổi
Trong quặng pyrit có rất nhiều tạp chất, một trong số tạp chất có giá trị là đồng.
Nếu hàm lượng đồng trong quặng này lớn hơn 1% thì sẽ đem đi sản xuất đồng
hơn là sản xuất axit sunfuric.

Trước khi đem luyện đồng, thương dùng phương pháp tuyển nổi để làm giàu
đồng của quặng này lên 15- 20%. Phần bã thải của quá trình tuyển nổi chứa
khoảng 32- 40% S gọi là quặng pyrit tuyển nổi, dùng để sản xuất axit sunfuric.
Cứ 100 tấn quặng thì có 15- 20 tấn quặng đồng và 80- 85 tấn pyrit tuyển nổi. Nếu
tiếp tục tuyển lần 2 sẽ thu được quặng chứa 40- 45% S.
Pyrit lẫn than
Than đá ở một số mỏ có chứa quặng pyrit, có loại chứa tới 2- 5% S làm giảm
chất lượng của than. Vì vậy cần loại bỏ than có chứa pyrit. Than cục loại bỏ này
chứa tới 32- 40% S và 12- 18% C gọi là pyrit lẫn than.
I.2.3

Pyrit lẫn than có hàm lượng S cao nhưng không đốt ngay được vì chứa hàm
lượng C lớn. Khi đốt có thể gây nổ lò. Vì vậy cần nghiền và rửa quặng lẫn than
để làm giảm lượng C xuống 3- 6%.
Một số mỏ ở Việt Nam
- Mỏ sắt Nà Lũng thuộc địa phận xã Duyệt Trung, thị xã Cao Bằng trữ
lượng khoáng sản hiện tại còn hơn 8 triệu tấn với hàm lượng gần 60% Fe,
khoảng 30% S.
I.2.4

- Mỏ đồng Sin Quyên thuộc xã Bản Vược 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 lượng 25% Cu/năm để sản xuất 1000tấn Cu hàm
lượng 99, 95% cùng các sản phẩm khác như vàng, bạc, tinh quặng sắt, tinh
quặng pirit.
- Mỏ kẽm chì chợ Điền: thuộc các xã Bản Thi, Quảng Bạch và Đổng Lạc,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Cạn. Sản lượng khai thác hàng năm khoảng 50000
tấn quặng ôxit và 40000 tấn quặng pirit. Trữ lượng còn lại đến đầu năm 2004:
quặng ôxit 0, 88 triệu tấn, quặng pirit 0, 513 triệu tấn
- Mỏ kẽm chì Lang Hich: thuộc xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tình Thái
Nguyên, sản lượng khai thác đạt trung bình 15000 tấn quặng/ năm. Trữ lượng
còn lại đến đầu năm 2004: quặng ôxit 227. 267 tấn, quặng pirit 37. 600 tấn.
- Mỏ pirit ở huyện 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
12

12

có nguồn gốc nhiệt dịch, liên quan mật thiết đến các hoạt động phun trào trung
tính và axit. Các than quặng có cấu tạo rất phức tạp, chất lượng và bề dày biến
đổi theo đường phương và hướng dốc. Quặng có hàm lượng S từ 4- 20%, trữ
lượng theo đánh giá tìm kiếm khoảng chục triệu tấn
THẠCH CAO
Đây cũng là một nguồn nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric vì nhiều nước trên
thế giới có mỏ thạch cao. Ngoài ra trong quá trình sản xuất axit photphoric, supe
photphat kép, nitrophat, … cũng thải ra CaSO4.
I.3

Thông thường người ta thường sản xuất cùng lúc axit sunfuric và xi măng. Muốn
thế đốt hỗn hợp thạch cao, đất sét và than trong lò quay. Khi đó CaSO4 bị khử,
cho SO2 sang điều chế axit sunfuric, phần xỉ còn lại cho thêm 1 số phụ gia để
sản xuất xi măng.
CÁC CHẤT THẢI CÓ CHỨA S
Khí lò luyện kim màu
Khí lò trong quá trình đốt các kim loại màu như quặng đồng, chì, thiếc, … có
chứa nhiều SO2 . Đây là một nguồn nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất axit sunfuric
vì cứ sản xuất 1 tấn đồng sẽ thu được 7, 3 tấn SO2 mà không cần lò đốt quặng
trong dây chuyền sản xuất axit sunfuric. Ngoài ra việc thu hồi khí SO2 trong lò còn
tăng cường bảo vệ sức khoẻ của công nhân và người dân xung quanh nhà máy.
I.4
I.4.1

Khí hydro sunfua
Khi cốc hoá than khoảng 50% lượng S sẽ đi theo khí cốc chủ yếu ở dạng H2S.
Lượng H2S trong khí cốc trên toàn thế giới lên đến hàng triệu tấn một năm. Thu
hồi lượng H2S này không những có ý nghĩa kinh tế mà còn có ý nghĩa về môi
trường và sức khoẻ.
I.4.2

Khói lò
Khi đốt than trong lò của các nồi hơi lưu huỳnh và các hợp chất của nó có trong
than sẽ chuyển thành SO2. Hàng năm trên thế giới đốt hàng tỷ tấn than trong đó
khói lò đã thải vào khí quyển hàng tấn lưu huỳnh. Đây cũng là nguồn nguyên liệu
đáng kể để sản xuất axit sunfuric. Tuy nhiên muốn sử dụng nó cần phương pháp
thu hồi và tăng hàm lượng SO2 hoặc điều chế từ SO2 nghèo.
I.4.3

Trên đây là các cách để có được nguyên liệu sản xuất axit sunfuric đầu tiên. Và
tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu đặc điểm nào để sản xuất nguyên liệu.
H2SO4 thải
Sau khi dùng axit sunfuric làm tác nhân hút nước, tinh chế dầu mỏ, sunfua hoá
các hợp chất hữu cơ sẽ thu được chất thải chứa nhiều H2SO4 ( 20 – 50%). Việc
thu hồi axit sunfuric này cũng có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế và bảo vệ môi
trường.
I.4.4

13

13

CHẤT XÚC TÁC TRONG SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC
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.
I.5

- Nhóm I là các xúc tác chứa platin gồm platin là cấu tử hoạt tính được mang
trên các chất mang như 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 như ở nước ta xúc tác được dùng phổ biến nhất là vana
điôxit ( V2O5 ) cùng với một số phụ gia khác như Al2O3, SiO2, K2O, CaO Các
chất phụ 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 có hoạt động cao nhất,
trên xúc tác này xảy ra phản ứng ô xi hoá SO2 diễn ra ngay ở nhiệt độ 400 độ
C. Xúc tác chứa vana điôxit chiếm vị trí thứ hai, còn trên xúc tác Fe2O3 phản
ứng này chỉ diễn ra ở nhiệt độ 600 độ C.
ĐẶC ĐIỂM SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU
Mặc dù đi từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau để sản xuất axit sunfuric nhưng
chúng đều có điểm chung là đốt nguyên liệu để tạo ra SO2. Trước khi đốt phải
trải qua giai đoạn gia công cơ, nhiệt tuỳ theo dạng nguyên liệu.
II.

S trước khi đua vào lò đốt phải đập nhỏ, nấu chảy, lọc đẻ loại bỏ tạp chất. S ở
dạng lỏng được không khí nén đua vào lò đốt sẽ hoá hơi và cháy ở đây thu
được SO2 đạt tới 16%.
Quặng pirit thông thường có kích thước 50 – 200 mm vì vậy phải trải qua các
công đoạn đập, nghiền, sàng để có kích thước nhất định ( tuỳ thuộc vào loại
lò ). Ví dụ trong lò đốt tầng sôi người ta cần loại bỏ các hạt quặng có kích
thước lớn hơn 3mm, hạn chế các hạt quặng có kích thước nhỏ hơn 44 x 10- 3
mm. Bởi vì những hạt quá to hay quá nhỏ đều ảnh hưởng 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
thống sản xuất phía sau khiến chúng ta phải xử lý khí SO2 thu được. Mặt
khác, quặng có kích thước quá nhỏ quá dễ bị kết khối ở nhiệt độ cao.
Quặng tuyển nổi phải sấy sơ bộ để giảm hàm lượng ẩm.
III.
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
Để tìm hiểu được công nghệ sản xuất axit sunfuaric, trước hết chúng ta đề
cập tới một số tính chất hoá học cơ bản nhất của axit sunfuric với mục đích
14

14

chọn được 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 lượng riêng ở
0
3
0
20 C là 1, 8305 gam/cm ), kết tinh ở 10, 37 C. ở áp suất thường nó sôi ở
296, 2
0
C.
- Trong hoá học axit sunfuric được xem là hợp chất của anhydrit sunfuric với
nước. Công thức hoá học: SO3 H2O.
- Trong kỹ thuật: hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO3 với H2O đều gọi là axit
sunfuric.
+ Nếu tỷ lệ SO3/ H2O < 1 người ta gọi là 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 phương pháp khác nhau để sản xuất axit sunfuric tuy nhiên
chúng có điểm chung là đều có 4 giai đoạn chính:
+ Đốt nguyên liệu sản xuất SO2.
+ Tinh chế khí SO2.
+ O xy hoá SO2 thành SO3.
+ Hấp thụ SO3 để tạo thành H2SO4.
Bởi vậy công nghệ mà chúng tôi trình bày ở đây cũng được chia thành 4 giai
đoạn chính như trên. Chúng ta có thể tham khảo sơ đồ công nghệ của phân
xưởng sản xuất H2SO4 của nhà máy supe photphat LONG THÀNH I. Chuẩn bị
nguyên, nhiên vật liệu:
- Nguyên liệu sản xuất axit sunfuric đã được trình bày ở trên, phần nguyên
nhiên vật liệu sản xuất axit. Ở đây chúng tôi sẽ đề cập chi tiết hơn về công
việc chuẩn bị nguyên, nhiên vật liệu.
1. Nguyên liệu:
- Nguyên liệu được nghiền nhỏ để có kích thước nhất định, sàng lọc, để
đưa qua các lò đốt.
- Để quá trình đốt nguyên liệu đỡ tốn nhiệt, ta cần lọc bụi ngay từ giai
15

15

đoạn này, dù sau giai đoạn này vẫn cần phải lọc bụi thêm nữa.
- Quặng phải được sấy khô để giảm hàm lượng ẩm, để tránh tổn thất nhiệt
trong quá trình đốt ngưyên liệu

IV.
Đốt nguyên liệu sản xuất SO2
- Đối với các nguồn nguyên liệu có sẵn SO2 thì ta chuyển ngay qua giai đoạn
tinh chế khí SO2(Sẽ được nói ở phần sau).
- Đối với các nguồn nguyên liệu thô sơ, là hợp chất của SO2 thì cần qua
giai
đoạn đốt để tạo ra SO2.
- Các nguồn nguyên liệu chứa S, quặng pirit, …. là những nguồn nguyên liệu
được sử dụng chủ yếu trong quá trình sản xuất axit sunfuric;ngoài ra cũng có
rất nhiều nguồn koasc, trong đó phải kể đến axit sunfuric dư thừa trong các
quá trình trước.
4. 1- Các phản ứng hoá học trong quá trình đốt nguyên liệu:
- Đối với quặng py rit:

0
500 C)

4 FeS2 + 11 0 - - - - - - - - > Fe2O3 + 8 SO2 + Q
2
2FeS 2 - - - - - - - - > 2 FeS + S2. (nhiệt độ vào khoảng

S2+ 2 O - - - - > 2 SO2
2
4 FeS + 7 O - - - - - - - - > 2 Fe2O3 + 4 SO2
2
Hoặc 3 FeS +5 O - - - - - - - - - - > Fe3O4 + 3 SO2
2
- Quá trình cháy của quặng không những chỉ xảy ra giữa pyrit và Oxy mà còn
xảy ra giữa các pha rắn:
FeS2 + 16 Fe2O3 = 11 Fe3O4 + 2 SO2
FeS + 10 Fe2O3 = 7 Fe3O4 + SO2
FeS2 + 5 Fe3O4 = 16 FeO + 2 SO2
FeS + 3 Fe3O4 = 10 FeO + SO2
- Đối với Pyrit lẫn than có thêm phản ứng:
C + O2 = CO2
16

16

Phản ứng trên sẽ cung cấp thêm một phần nhiệt lượng cần thiết cho quá trình
đốt nguyên liệu.
- Đối với thạch cao :

0
CaSO4 = CaO + SO2 (Phản ứng diễn ra ở 1400 – 1500 C).

Khi có C, SiO2, Al2O3, Fe2O3 … nhiệt độ của phản ứng trên giảm xuống
2 CaSO4 + C = 2 CaO + 2 SO2 + CO2
- Đối với khí thải
S + O2 = SO2
2 H2S + 3 O2 = 2 SO2 + 2H2O
Thông thường thành phần của khí lò bao gồm SO2 O2 , N2 , hơi nước và một
,
số tạp chất khác như: bụi, SO3 AS2O3, SeO2 HF; S, F
,
;
4
4. 2- Các loại lò đốt thường dùng:
Ngày nay công nghệ sản xuất axit sunfuric có nhiều loại lò dùng đốt nguyên
liệu như: lò nhiều tầng, lò đốt quặng bột, lò lớp sôi, lò xyclon; lò dốt lưu
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 ưu điểm nổi bật và ngày càng được sử
dụng rộng rãi không chỉ trong công nghệ sản xuất axit sunfuric mà còn trong
các ngành khác như: luyện kim, gia công dầu mỏ, thực phẩm, y học, năng
lượng hạt nhân …
+ Theo báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước
KC06- 06 chúng ta có bảng cân bằng vật liệu cho 1 tấn quặng py rit hàm lượng
33% lưu huỳnh đối với lò lớp sôi (dựa trên tính toán lí thuyết) như sau:
Lượng vào

Thông số

Trọng
lượng(kg)

Lượng ra
Thể tích
M3/tấn

Thông
số

Trọng
lượng(kg)

Quặng

1000

Xỉ

750,8

Quặng khô

940

khí lò

2821,35

17

Thể tích
M3/tấn

1999

17

Khí SO

Quặng ẩm

60

không khí

2571,5

2010,27

Không khí

2526

1953,67

Hơi nước

45,5

56,6

2

Khí SO
3

O
2
N
2
Hơi

638,4

223,4

6,8

1,9

141,4

99

1929,25

1543,4

105,5

131,3

nước
Tổng

3571,5

3572,15

18

18

Lưu huỳnh

Lưu huỳnh
35%

33%
Nhiệt vật lý của quặng (kcal /h )

12729,2

12729,2

6250

6250

Nhiệt của không khí khô (kcal /h )

6285,4

66887

Nhiệt của ẩm trong không khí (kcal /h )

2114,2

2249,7

4266670

4533337

4350620,8

4621453

Nhiệt của ẩm trong quặng (kcal /h )

Nhiệt toả ra khí đốt (kcal /h )
Tổng lượng nhiệt cần cung cấp (kcal /h)

Cấu tạo lò lớp sôi gồm 1 hình trụ bằng thép, bên trong lót vật
liệu chịu lửa. ở phần dưới của lò đặt 1 bảng để phân phối không khí
đều trên toàn tiết diện của nó. Quặng được đưa 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, người ta bổ xung không khí vào
trên lớp sôi (khoảng 20% tổng lượng 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,
cường độ lò 8-10 tấn quặng 45% lưu huỳnh/m2/ ngày. Nếu đốt quặng
pyrit thì
tốc độ khí lớn hơn (1,9-2 m/s) và do đó cường độ lò cũng cao hơn
(16- 20 tấn quặng/ m2/ngày).
Lò lớp sôi có ưu điểm :
+ Đốt được các quặng nghèo lưu huỳnh nhưng hiệu suất tạo ra SO
2
vẫn
cao .

18

+ Cấu tạo thiết bị tương đối đơn giản dễ cơ khí hoá và tự động hoá .
Tuy nhiên nó có một số nhược điểm:
+ Hàm
SO lượng bụi trong khí ra rất lớn cho nên phải có thiết bị để xử lý
bụi trong
2 tạo ra.
Dưới đây là bảng lượng bụi cuốn theo khí lò đối với lưu huỳnh 33%
.
Uop(m/s)

0,85

0,9

1,02

1,08

1,14

Rt(kg/s)

0,2124

0,26

0,392

0,434

0,506

Cp(%)

18,5

22,4

33,82

37,41

43,6

Trong đó:
Lượng quặng vào lò : F

=1, 16kg/s.
O
-3
Kích thước trung bình của hạt: Dp = 84x 10 mm
Uop: tốc độ làm việc của khí
Rt: khối lượng bụi .
Cp: phần trăm bụi cuốn theo khí lò

+ Thành lò vùng lớp sôi bị bào mòn rất mạnh cho nên phải thường xuyên
kiểm tra và bảo dưỡng.
Do có nhiều ưu điểm nổi bật nên lò lớp sôi đang dần thay thế loại cơ khí và
tiếp tục được nghiên cứu để có năng suất cao hơn và nhiều tính ưu việt hơn.
Dưới đây là chỉ tiêu làm việc của một lò lớp sôi đối với các hạt có kích thước
khác nhau (được tính toán dựa trên lý thuyết).
-6 m
Dp (10
)

69

84

155

274

382

474- 500

Umf (m/s)

0,002

0,0044

0,015

0,047

0,08

0,143

Ut (m/s)

0,84

1,02

1,91

4,14

4,65

6,09

Uop (m/s)
d
(m)
T
Ub (m/s)

0,9

0,9

0,9

0,95

1,14

1,3

0,1

0,1

0,1

0,1

0,11

0,13

1,6

1,6

1,6

1,5

1,8

1,96

20

H(m)

1,14

1,14

1,13

1,14

1,24

1,22

Trong đó :
Dp: kích thước trung bình của tập hợp hạt.
Umf: tốc độ sôi tối thiểu .
Ut: tốc độ tới hạn của hạt
rắn. Uop: tốc độ làm việc của
khí.
d : Đường kính trung bình cua bọt khí trong lớp
T Ub: tốc độ nâng của bọt khí .
sôi.
H: chiều cao lớp sôi cho các mẫu nguyên liệu
Sử dụng xỉ và nhiệt:
- Khi đốt quặng pi rit thải ra một lượng xỉ khá lớn (khoảng 70% lượng quặng
khô) với thành phần chủ yếu là sắt oxit, ngoài ra còn có một số kim loại màu
và quí như: Cu, Co , Zn , Au , Ag , Ta …. Đây là nguồn nguyên liệu quí cho
ngành công nghiệp luyện kim.
- Nếu sử dụng tổng hợp được xỉ thì cứ 1000 tấn xỉ có thể thu được 800 tấn
tinh quặng sắt (với hàm lượng 55- 63 % Fe); 3, 3 – 4 tấn đồng; 3, 3 – 4, 3 tấn
kẽm; 0, 8- 1 kg vàng; 10 kg bạc; 80 kg coban; 70 tấn natri sunfat …
- Lượng nhiệt toả ra khi đốt nguyên liệu chiếm từ 52 – 65 % tổng lượng nhiệt.
Chúng ta có thể tận dụng lượng 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 lượng.
V.

Tinh chế khí SO2

1. Sơ lược về quá trình tinh chế khí
- Đối với sơ đồ cổ điển của quá trình sản xuất axit sunfuric theo phương pháp
tiếp xúc:
+ Khí lò từ lò đốt quặng được làmonguội trong nồi hơi, tách bụi trong xyclon,
lọc điện khô có nhiệt độ 300- 400 C đi vào công đoạn làm sạch khí để tách
các tạp chất có hại đối với xúc tác. Khí SO2 thu được sau khi đốt nguyên liệu
chứa nhiều tạp chất có hại như :
- Bụi: làm tăng trở lực của thiết bị và đường ống, làm giảm hệ số truyền nhiệt,
chuyển chất …
- As2O3: làm xúc tác bị ngộ độc vĩnh viễn, làm giảm hiệu suất chuyển hoá
SO2.
21