12. Обґрунтувати вибір оптимальних параметрів технологічного режиму пічного і очисного відділень сірчано-кислотного цеху, який працює на сірчаному колчедані.

Для практично повного випалювання сірки та попередження можливості спікання огарку температура у киплячому шарі повинна складати 750-800 °С. За температури киплячого шару нижче 700 °С значна частина колчедану, що виноситься з шару, згорає у надшаровому просторі, що може призвести до надмірного підвищення температури газу на виході з печі та зашлакування газоходів. Однак для зменшення вмісту SO₃ в газах випалювання їх температура на виході з печі повинна знаходитися в межах 850-900 °С. Тому для підвищення температури газів, що виходять з печі, на 100-120 °С порівняно з температурою в шарі процес випалювання варто вести в таких гідродинамічних умовах, які забезпечують вигорання в над шаровому просторі ~ 10 % сірки колчедану. Сприятливі умови масо- та теплообміну в киплячому шарі та можливість ефективного відведення надлишкового тепла реакції дозволяють вести випалення з дуже малим надлишком кисню повітря, що також сприяє зменшенню утворення сірчаного ангідриду. Тому в печах з киплячим шаром концентрацію SO₂ в газах випалювання слід підтримувати в межах 14 – 15%.

Для зменшення утворення сірчаного ангідриду внаслідок каталітичного окислення сірчистого газу на високорозвиненій поверхні недогаркового пилу, а також для запобігання можливості процесів сульфатизації недогаркового пилу (температурний максимум сульфатизації залаза біля 500 °С) випалювальні гази на виході з печі необхідно швидко (за 0,3 – 0,4 с) охолодити до 400 – 450 °С у котлі-утилізаторі..

Висока запиленість газів, що виходять з печі (~ 300 г/нм³) та котла-утилізатора (200 – 250 г/нм³) затрудняє тонке очищення їх у електрофільтрі. Тому необхідне попереднє грубе очищення газу від пилу в циклонах. Після циклону запиленість складає ~ 20 г/нм³. Після електрофільтру запиленість складає ~ 0,05 г/нм³. При очищенні газу в електрофільтрі електрофільтр повинен бути підключений до джерела постійного струму, бо при використанні джерела змінного струму часто буде відбуватись зміна полярності коронуючого та осаджувального електродів. Це не дасть змоги зарядженим частинкам досягти осаджувального електроду.

13 Обґрунтувати з позицій статики і динаміки (кінетики) оптимальний технологічний режим процесу контактного окиснення оксиду сірки(IV).

Оптимальна температура – при якій швидкість реакції має найбільше значення за рівності інших параметрів. Оптимальна температура окиснення діоксиду сірки може бути визначена, так як за низьких температур, далеко від рівноважного стану, швидкість реакції зросте із зростанням температури, а за високих температур, поблизу рівноваги, швидкість реакції знижається внаслідок наближення системи до рівноваги.

В оптимальних умовах процесу зміна температури із збільшенням ступеня перетворення відповідає оптимальній температурній кривій. При оптимальній температурі швидкість реакції максимальна.

Оптимальна концентрація оксиду сірки(IV) визначається із умов досягнення максимальної продуктивності контактного апарату при заданих його перерізі, гідравлічному опорі і кінцевому ступені перетворення.