Contactproces voor de bereiding van zwavelzuur: efficiënt, continu, technisch verfijnd

De contactmethode is de belangrijkste industriële methode voor de productie van zwavelzuur. Dit proces omvat hoofdzakelijk vier stappen: het roosteren van zwavel- of sulfide-erts op hoge temperatuur om zwaveldioxide te produceren; zwaveldioxide en zuurstof katalyseren bij hoge temperatuur om zwaveltrioxide te genereren; gebruik geconcentreerd zwavelzuur om zwaveltrioxide te absorberen en zwaveldioxide te produceren. oleum; verdun tenslotte het oleum met water om het uiteindelijke zwavelzuur te verkrijgen.

Stap één: Zwaveldioxide voorbereiden Bij het verbranden van zwavel in de lucht ontstaat zwaveldioxidegas. Het zwaveldioxide en de lucht worden eerst gezuiverd om onzuiverheden te verwijderen die de katalysator die in het volgende proces wordt gebruikt, kunnen aantasten.

Stap 2: Katalytische oxidatie. Onder normale druk en 450 graden Celsius worden zwaveldioxide en lucht door een vanadiumpentoxide (V2O5)-katalysator geleid om een ​​katalytische oxidatiereactie uit te voeren om zwaveltrioxide te produceren. Deze reactie is omkeerbaar, dus nauwkeurige controle van temperatuur en druk is vereist om de opbrengst te optimaliseren.

Stap 3: Zwaveltrioxide absorberen. In de absorptietoren lost zwaveltrioxide op in 98% zwavelzuur en vormt rokend zwavelzuur. De reactie tussen zwaveltrioxide en water is zeer heftig. Als het direct in water wordt opgelost, komt er een grote hoeveelheid warmte-energie vrij en ontstaat er zwavelzuurmist, wat het oplosproces belemmert en moeilijk te verzamelen is. Daarom wordt meestal 98,3% zwavelzuur gebruikt om SO3 te absorberen en vervolgens verdund met water.

Stap 4: Verdun het oleum. Nadat het oleum is verdund met een geschikte hoeveelheid water, wordt 98% zwavelzuur gevormd. Het geproduceerde zwavelzuur wordt gekoeld en opgeslagen. Omdat de oplosbaarheid van zwaveltrioxide in zwavelzuur hoger is dan die van water, lossen zwaveltrioxidefabrikanten zwaveltrioxide niet rechtstreeks op in water.

Tijdens het hele proces van de contactmethode zijn de selectie van katalysatoren en de controle van de reactieomstandigheden cruciaal voor de opbrengst en kwaliteit van zwavelzuur. Vanadiumpentoxide is de meest gebruikte katalysator omdat het de omzetting van zwaveldioxide in zwaveltrioxide effectief bevordert. Bovendien is de veiligheidsbescherming van apparatuur en operators tijdens het productieproces ook erg belangrijk, omdat zwavelzuur zeer corrosief is.

De voordelen van de contactmethode zijn onder meer het hoge rendement, de mogelijkheid om continu te produceren en het lage energieverbruik. Dit proces vereist echter ook een hoge mate van technische controle, inclusief nauwkeurig beheer van temperatuur, druk en katalysatoren om een ​​soepel verloop van de reactie en productkwaliteit te garanderen. Met de vooruitgang van wetenschap en technologie wordt het contactmethodeproces ook voortdurend verbeterd om de productiviteit te verhogen, de kosten te verlagen en de impact op het milieu te verminderen.