17. Дайте фізико-хімічне пояснення механізму «отруйної» дії мишяку на ванадієві каталізатори.

Дія мишяку на ванадієвий каталізатор значно знижує його каталітичну активність. Мишяк поглинається каталізатором і знаходиться у ньому у вигляді As2O5 і KАsO3. за температури 550 ⁰С активність контактної маси в результаті насичення її мишяком знижується до певного рвня і не змінюється при подальшому потраплянні мишяку. При температурі вище 550 ⁰С утворюється летка сполука V2O5 As2O5, що видаляється з контактної маси. Тому при наявності мишяку в обжиговому газі ванадій виноситься з першого шару каталізатору і осідає на наступних шарах утворюючи при цьому корку.

18. Дати пояснення, як тиск впливає на константу рівноваги і швидкість процесу окиснення діоксиду сірки(4).

Швидкість реакції і вихід продукту з підвищенням тиску збільшується за рахунок підвищення діючих концентрацій SO2 і О2, а також зі збільшенням рухомої сили процесу.

Збільшення рівноважного ступеня перетворення с підвищенням тиску при низьких температурах невелике, коли велике значення константи рівноваги при високих температурах ступінь перетворення збільшується.

19 Оптимальний режим абсорбції so3 в технології сірчаної кислоти

При виборі абсорбента і умов проведення стадії абсорбції необхідно забезпечити майже 100%-ве видалення SO₃ з газової фази. Для його повного видалення необхідно, щоб рівноважний парціальний тиск над розчинником був незначним, бо при цьому буде велика рушійна сила процесу абсорбції. Цій умові задовольняє 98.3%-на сірчана кислота, бо над нею нама практично ні парів води, ні парів SO₃.

Використання в якості поглинача менш концентрованої кислоти може призвести до у творення сірчанокислотного туману, оскільки ще нерозчинені молекули SO₃ будуть реагувати з молекулами води в газовій фазі з утворенням парів сірчаної кислоти і швидко конденсуватись. Над 100%-ю кислотою чи олеумом в паровій фазі досить великий рівноважний парціальний тиск SO₃, тому він буде абсорбуватись неповністю.

При високих температурах над 98.3%-ю кислотою може бути значним парціальний тиск парів самої кислоти, що також буде понижувати ступінь абсорбції SO₃. Нижче 100 ⁰С рівноважний тиск парів Н₂SO₄ дуже малий і тому може бути досягнута практично 100%-на степінь абсорбції.

20 Перспективні фактори інтенсифікації у виробництві контактної сірчаної кислоти

Найважливіші тенденції розвитку виробництва сірчаної кислоти контактним методом:

1. Спрощення способів очистки газу від пилу и контактних отрут (більш коротка технологічна схема). Наприклад, в раніше запропонованій схемі СО відсутнє очисне відділення (після очистки від пилу обпаловий газ без охолодження, промивки і осушення направляється безпосередньо в контактний апарат). Якщо температуру газу після електрофільтра підвищити до 450⁰С, то відпадає необхідність в теплообміннику. При дотриманні певного режиму в башті-конденсаторі в ній утворюється крупно дисперсний туман, який майже повністю видаляється у волокнистому фільтрі, тому можна виключити зі схеми мокрий електрофільтр і т.д.

2. Збільшення одиничної потужності установки:

р = a * Q^-0.4,

a – галузевий коефіцієнт; р – затрати на будівництво і експлуатацію установки.

3. Проведення процесу виробництва кислоти при підвищеному тиску. Досліди показують, що під тиском 100атм окиснення SO₂ протікає з помітною швидкістю за t = 150⁰C і за відсутності каталізатора.

4. Підвищення концентрації сірчистого ангідрида в газі, що досягається повною чи частковою заміною повітря киснем. При повній заміні повітря киснем продуктивність підвищується в 5-7 раз, підвищуються швидкості обпалу сировини і окиснення сірчистого ангідрида на каталізаторі. Але потрібні значні капіталовкладення на отримання чистого кисню.

5. Інтенсифікація процесів проведенням їх у киплячому шарі.