ბელორუსის რესპუბლიკის განათლების სამინისტრო

ბელორუსიის სახელმწიფო ეკონომიკის უნივერსიტეტი

ტექნოლოგიის დეპარტამენტი

ინდივიდუალური მუშაობა თემაზე:

„გოგირდმჟავას დამზადება კონტაქტური მეთოდით“.

დაასრულა ფბდ 1-ლი კურსის სტუდენტმა: კლიმენოკ მ.ა.

შეამოწმა მასწავლებელმა: ტარასევიჩ V.A.

მინსკი 2002 წ

· Აბსტრაქტული

გოგირდმჟავას წარმოების საკონტაქტო მეთოდის აღწერა

· გოგირდმჟავას კონტაქტური მეთოდით წარმოების სქემატური დიაგრამა

შრომის ხარჯების დინამიკა ტექნოლოგიური პროცესის განვითარებაში

ტექნოლოგიის დონის, იმ შეიარაღებისა და ცოცხალი შრომის პროდუქტიულობის გაანგარიშება

· დასკვნა

ლიტერატურა და წყაროები

ეს ნამუშევარი 12 გვერდისგან შედგება.

საკვანძო სიტყვები: გოგირდის მჟავა, საკონტაქტო მეთოდი, რეაქცია, წარმოების ტექნოლოგია, შრომის ხარჯების დინამიკა, ტექნოლოგიური პროცესი.

ამ ნაშრომში შესწავლილია და აღწერილია გოგირდმჟავას კონტაქტური მეთოდით წარმოების ტექნოლოგია. მოცემულია ილუსტრაციები, დიაგრამები, გრაფიკები და ცხრილები, რომლებიც ასახავს ტექნოლოგიური პროცესის არსს. ხაზგასმულია კონტაქტის მეთოდით გოგირდმჟავას წარმოების განვითარების უმნიშვნელოვანესი ტენდენციები.

განხორციელდა ცხოვრებისა და წარსული შრომის შრომის ხარჯების დინამიკის ანალიზი, აგრეთვე შრომის ხარჯების დინამიკა ტექნოლოგიური პროცესის განვითარების დროს. გამოითვლება ტექნოლოგიის დონე, ეს შეიარაღება და ცოცხალი შრომის პროდუქტიულობა. გამოტანილია შესაბამისი დასკვნები და დასკვნები.

გოგირდმჟავას წარმოების საკონტაქტო მეთოდის აღწერა

გოგირდის მჟავის დიდი რაოდენობა იწარმოება კონტაქტის მეთოდით, მათ შორის ოლეუმი, რომელიც შეიცავს 20% თავისუფალ SO3-ს, ვიტრიოლს (92,5% H 2 SO 4 და 7,5% H 2 O), ბატარეის მჟავას, დაახლოებით იგივე კონცენტრაციით, როგორც და ვიტრიოლის ზეთი, მაგრამ უფრო სუფთა.

გოგირდმჟავას წარმოების საკონტაქტო მეთოდი მოიცავს სამ ეტაპს: გაზის გაწმენდა კატალიზატორისთვის მავნე მინარევებისაგან; გოგირდის დიოქსიდის კონტაქტური დაჟანგვა გოგირდის ანჰიდრიდამდე; გოგირდის ანჰიდრიდის შეწოვა გოგირდის მჟავით. მთავარი საფეხურია SO 2-ის SO 3-ის კონტაქტური დაჟანგვა; ამ ოპერაციის სახელს ასევე უწოდებენ მთელ მეთოდს.

გოგირდის დიოქსიდის კონტაქტური დაჟანგვა ჰეტეროგენული ჟანგვითი ეგზოთერმული კატალიზის ტიპიური მაგალითია. ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე შესწავლილი კატალიზური სინთეზი.

შექცევადი რეაქციის წონასწორობა
2SO 2 + O 2 >< 2 SO 3 + 2 x 96,7 кдж (500 оС) (а)
Le Chatelier პრინციპის შესაბამისად, ის გადადის SO 3-ის წარმოქმნისკენ ტემპერატურის შემცირებით და წნევის მატებით; შესაბამისად, იზრდება SO 2-ის SO 3-ად გადაქცევის წონასწორული ხარისხი

უნდა აღინიშნოს, რომ წნევის მატება ბუნებრივად ზრდის რეაქციის სიჩქარეს (a). თუმცა, ამ პროცესში გაზრდილი წნევის გამოყენება ირაციონალურია, რადგან, გარდა რეაქციაში მყოფი აირებისა, საჭირო იქნება ბალასტური აზოტის შეკუმშვა, რომელიც ჩვეულებრივ შეადგენს მთლიანი ნარევის 80%-ს და, შესაბამისად, კატალიზატორები აქტიურად გამოიყენება. წარმოების ციკლი.

ყველაზე აქტიური კატალიზატორი არის პლატინი, მაგრამ ის გამოუყენებელია მაღალი ღირებულებისა და გამოწვის გაზში მინარევებით, განსაკუთრებით დარიშხანის ადვილად მოწამვლის გამო. რკინის ოქსიდი იაფია, მაგრამ ჩვეულებრივი გაზის შემადგენლობით - 7% SO2 და 11% O2, იგი ავლენს კატალიზურ აქტივობას მხოლოდ 625 ° C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე, ე.ი. როდესაც xp 70%, და ამიტომ გამოიყენება მხოლოდ SO2-ის საწყისი დაჟანგვისთვის xp 50-60%-მდე მიღწევამდე. ვანადიუმის კატალიზატორი ნაკლებად აქტიურია ვიდრე პლატინის, მაგრამ უფრო იაფია და მოწამლულია დარიშხანის ნაერთებით რამდენიმე ათასჯერ ნაკლები ვიდრე პლატინა; აღმოჩნდა ყველაზე რაციონალური და ის ერთადერთია, რომელიც გამოიყენება გოგირდმჟავას წარმოებაში. ვანადიუმის კონტაქტური მასა შეიცავს საშუალოდ 7% V2O5; აქტივატორები არის ტუტე ლითონების ოქსიდები, ჩვეულებრივ გამოიყენება K2O აქტივატორი; გადამზიდავი არის ფოროვანი ალუმინოსილიკატები. ამ დროისთვის კატალიზატორი გამოიყენება ნაერთის SiO2, K სახით და/ან Cs, V სხვადასხვა პროპორციით. ასეთი ნაერთი აღმოჩნდა ყველაზე მდგრადი მჟავის მიმართ და ყველაზე სტაბილური. მთელ მსოფლიოში მისი უფრო სწორი სახელია „ვანადიუმის შემცველი“. ასეთი კატალიზატორი შექმნილია სპეციალურად დაბალ ტემპერატურაზე მუშაობისთვის, რაც იწვევს ატმოსფეროში ემისიების შემცირებას. გარდა ამისა, ასეთი კატალიზი უფრო იაფია, ვიდრე კალიუმი/ვანადიუმი. ვანადიუმის კონტაქტური ნაერთები არის ფოროვანი გრანულები, ტაბლეტები ან რგოლები (ნახ. 1).

კატალიზის პირობებში კალიუმის ოქსიდი გარდაიქმნება K2S2O7-ად, ხოლო კონტაქტის მასა ზოგადად არის ფოროვანი მატარებელი, რომლის ზედაპირი და ფორები სველდება თხევადი კალიუმის პიროსულფატში ვანადიუმის პენტოქსიდის ხსნარის ფირით.
ვანადიუმის კონტაქტური მასა მუშაობს 400-დან 600 °C-მდე ტემპერატურაზე. 600 °C-ზე მაღალი ტემპერატურის მატებით, კატალიზატორის აქტივობის შეუქცევადი დაქვეითება იწყება კომპონენტების აგლომერაციის გამო არააქტიური ნაერთების წარმოქმნით, რომლებიც უხსნადია კალიუმის პიროსულფატში. ტემპერატურის კლებასთან ერთად, კატალიზატორის აქტივობა მკვეთრად მცირდება ხუთვალენტიანი ვანადიუმის ოთხვალენტიან ვანადად გარდაქმნის გამო, დაბალი აქტივობის ვანადილის VOSO4-ის წარმოქმნით.

კატალიზის პროცესი შედგება შემდეგი ეტაპებისაგან: 1) რეაქტიული კომპონენტების დიფუზია გაზის ნაკადის ბირთვებიდან გრანულებამდე, შემდეგ კი საკონტაქტო მასის ფორებში; 2) ჟანგბადის შეწოვა კატალიზატორის მიერ (ელექტრონების გადატანა კატალიზატორიდან ჟანგბადის ატომებში); 3) SO2 მოლეკულების სორბცია კომპლექსური SO2 * O * კატალიზატორის წარმოქმნით; 4) ელექტრონების გადაწყობა რთული SO2 * კატალიზატორის წარმოქმნით; 5) SO3-ის დეზორბცია საკონტაქტო მასის ფორებიდან და მარცვლების ზედაპირიდან.

კონტაქტის მასის დიდი გრანულებით, პროცესის მთლიანი სიჩქარე განისაზღვრება რეაგენტების დიფუზიით (1 და მე-6 ეტაპები). ჩვეულებრივ ვცდილობთ მივიღოთ გრანულები არაუმეტეს 5 მმ დიამეტრის; ამ შემთხვევაში, პროცესი მიმდინარეობს ჟანგვის პირველ ეტაპებზე დიფუზიის რეგიონში, ხოლო ბოლოს (x 80%) კინეტიკური რეგიონში.

გრანულების განადგურებისა და შეფუთვის, ფენის დაბინძურების, კატალიზატორის დარიშხანის ნაერთებით მოწამვლისა და რეჟიმის შემთხვევითი დარღვევის შემთხვევაში მისი ტემპერატურული დაზიანების გამო ვანადიუმის კონტაქტური მასა იცვლება საშუალოდ 4 წლის შემდეგ. თუ პირიტების გამოწვით მიღებული აირის გამწმენდი ირღვევა, მაშინ კონტაქტური აპარატის მუშაობა ირღვევა რამდენიმე დღის შემდეგ საკონტაქტო მასის პირველი ფენის მოწამვლის გამო. კატალიზატორის აქტივობის შესანარჩუნებლად გამოიყენება გაზის წვრილი გაწმენდა სველი მეთოდით.

გოგირდმჟავას კონტაქტური მეთოდით წარმოების სქემატური დიაგრამა

გოგირდის დიოქსიდის წარმოებისთვის საუკეთესო ნედლეული არის გოგირდი, რომელიც დნება გოგირდის შემცველი ბუნებრივი ქანებიდან და ასევე მიიღება როგორც ქვეპროდუქტი სპილენძის წარმოებაში, გაზის გამწმენდში და ა.შ. გოგირდი დნება 113 გრადუს C ტემპერატურაზე, ადვილად იწვის და იწვის მარტივ ღუმელებში (ნახ. 2). გამოდის მაღალი კონცენტრაციის გაზი, მავნე მინარევების მცირე შემცველობით.

გოგირდის წვა ხდება S + O 2 > SO 2 + 296 kJ რეაქციის მიხედვით, ფაქტობრივად, გოგირდი დნება და აორთქლდება წვის წინ (bp ~ 444 ° C) და იწვის აირის ფაზაში. ამრიგად, წვის პროცესი თავისთავად ერთგვაროვანია.

კომპრესორი და წვის კამერა

დაუწვავი გოგირდი
ჰაერი გოგირდის წვისა და დამწვრობის შემდგომ
თხევადი გოგირდი
შეკუმშული ჰაერი
პროდუქტი - შემწვარი გაზი

გოგირდმჟავას წარმოების დინების სქემა

1 - 1 სარეცხი კოშკი; 2 - მე-2 სარეცხი კოშკი საქშენით; 3 - სველი ელექტროსტატიკური ნალექი; 4 - საშრობი კოშკი საქშენით; 5 - ტურბო დამტენი; 6 - tubular სითბოს exchanger; 7 - საკონტაქტო მოწყობილობა; 8 - მილისებური გაზის ქულერი; 9 და 10 - შთანთქმის კოშკები საქშენით; 11 - ცენტრიდანული ტუმბოები; 12 - მჟავა კოლექტორები; 13 - მჟავა მაცივრები

გამომწვარი გაზი მტვრისგან უხეში გაწმენდის შემდეგ ცინდის ელექტროსტატიკურ ნალექებში, დაახლოებით 300 ° C ტემპერატურაზე, შედის ღრუ სარეცხი კოშკში (ნახ. 3: 1.2), სადაც ასხურება ცივი გოგირდის მჟავა (75% H 2 SO 4). როდესაც გაზი გაცივდება, მასში არსებული გოგირდის ანჰიდრიდი და წყლის ორთქლი კონდენსირდება პაწაწინა წვეთების სახით. დარიშხანის ოქსიდი იხსნება ამ წვეთებში. წარმოიქმნება დარიშხანის ნისლი, რომელიც ნაწილობრივ დაჭერილია პირველ კოშკში, ხოლო მეორე კოშკში კერამიკული საქშენით. ამავდროულად, მტვრის ნარჩენები, სელენი და სხვა მინარევები იჭერს. წარმოიქმნება ჭუჭყიანი გოგირდის მჟავა (მთლიანი გამომუშავების 8%-მდე), რომელიც გამოიცემა არასტანდარტული პროდუქტების სახით. დარიშხანის მჟავა ნისლიდან გაზის საბოლოო გაწმენდა ხორციელდება სველ ფილტრებში (ნახ. 3: 3), რომლებიც დამონტაჟებულია სერიულად (ორი ან სამი). სველი ფილტრები მუშაობს ისევე, როგორც მშრალი ფილტრები. ნისლის წვეთები დევს ტყვიის ან ბანკომატის პლასტმასისგან დამზადებულ მილაკოვან შემგროვებელ ელექტროდებზე და მიედინება ქვემოთ. გაზის გაწმენდა სრულდება წყლის ორთქლიდან მისი გაშრობით ვიტრიოლის ზეთით კოშკში შეფუთვით (სურ. 3: 4). როგორც წესი, დამონტაჟებულია ორი საშრობი კოშკი. კოშკები, გაზის არხები და მჟავა კოლექტორები სამკურნალო განყოფილებაში, როგორც წესი, არის ფოლადი, მოპირკეთებული მჟავაგამძლე აგურით ან დიაბაზის ფილებით. მშრალი გოგირდის დიოქსიდი და გოგირდის ანჰიდრიდი არ არის კოროზიული, ამიტომ ყველა შემდგომი მოწყობილობა მონოჰიდრატის შთამნთქმელამდე შეიძლება დამონტაჟდეს ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადისგან კოროზიისგან დაცვის გარეშე.

აღჭურვილობის დიდი რაოდენობა ქმნის მნიშვნელოვან წინააღმდეგობას გაზის ნაკადის მიმართ (2 მ-მდე w.c.), ამიტომ დამონტაჟებულია ტურბო დამტენი გაზის ტრანსპორტირებისთვის (ნახ. 3: 5). კომპრესორი, რომელიც შთანთქავს გაზს ღუმელებიდან ყველა აღჭურვილობის მეშვეობით, ტუმბოს მას საკონტაქტო ასამბლეაში.

საკონტაქტო კრებული (ნახ. 3: 6,7,8) შედგება კონტაქტური აპარატისგან, გარსი-მილის სითბოს გადამცვლელისგან და არ არის ნაჩვენები დიაგრამაზე (ნახ. 4). სახანძრო გაზის გამათბობელი. საწყისი გამათბობლის სითბოს გადამცვლელში გაზი თბება აპარატში შესვლამდე გაშვების დროს ან როცა აპარატში ტემპერატურა ნორმაზე დაბლა ეცემა.
ჩვეულებრივ გამოიყენება თაროების საკონტაქტო მოწყობილობები. ასეთ მოწყობილობას აქვს ცილინდრული კორპუსი დიამეტრით 3-დან 10-მდე და სიმაღლე 10-20 მ, კორპუსის შიგნით დამონტაჟებულია ოთხი ან ხუთი ბადე თითოეულ მათგანზე საკონტაქტო მასის გრანულების ფენით. საკონტაქტო მასის ფენებს შორის დამონტაჟებულია შუალედური მილისებური ან ყუთის ფორმის სითბოს გადამცვლელები. დიაგრამაზე ნაჩვენებია ოთხი ფენის საკონტაქტო აპარატი, თუმცა ხუთფენიანი აპარატები უფრო ხშირად გამოიყენება, მაგრამ მათი მუშაობის პრინციპი სრულიად მსგავსია, განსხვავება მხოლოდ კატალიზატორის კიდევ ერთ ფენაშია. ახალი გაზი თბება რეაქციაში მოქცეული ცხელი აირის სიცხით, ჯერ გარე სითბოს გადამცვლელში, შემდეგ ნაწილობრივ ან მთლიანად გადის სამ ან ოთხ შიდა სითბოს გადამცვლელს თანმიმდევრულად გასათბობად, 440-450 ° C ტემპერატურაზე ის შედის პირველ ფენაში. საკონტაქტო მასა. ეს ტემპერატურა კონტროლდება სარქველების გახსნით. შიდა სითბოს გადამცვლელების ძირითადი დანიშნულებაა კატალიზატორის კალაპოტში ნაწილობრივ დაჟანგული და გაცხელებული აირის გაგრილება, რათა რეჟიმი თანდათან მიუახლოვდეს ტემპერატურის ოპტიმალურ მრუდს.

თაროების საკონტაქტო მოწყობილობები - საკონტაქტო მოწყობილობების ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული სახეობა. მათი მოქმედების პრინციპია, რომ თაროებზე დაყრილ კატალიზატორის ფენებს შორის გაზის გათბობა და გაგრილება ხორციელდება თავად კონტაქტურ აპარატში სხვადასხვა სითბოს მატარებლების ან გაგრილების მეთოდების გამოყენებით.ამ ტიპის აპარატებში თითოეული ძირეული კატალიზატორის სიმაღლეა. ფენა უფრო მაღალია ვიდრე მის ზემოთ მდებარე ფენა, ე.ი. იზრდება გაზის ნაკადის გასწვრივ და მცირდება სითბოს გადამცვლელების სიმაღლე, რადგან გარდაქმნის მთლიანი ხარისხი იზრდება, რეაქციის სიჩქარე მცირდება და, შესაბამისად, გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა მცირდება. სითბოს გადამცვლელების რგოლში ახალი გაზი თანმიმდევრულად გადის ქვემოდან ზემოდან, აციებს რეაქციის პროდუქტებს და ათბობს რეაქციის დაწყების ტემპერატურამდე.

საკონტაქტო მოწყობილობების პროდუქტიულობა H 2 SO 4 თვალსაზრისით, მათი ზომის მიხედვით, მერყეობს 50-დან 500 ტონამდე H 2 SO 4 დღეში. შემუშავებულია საკონტაქტო მოწყობილობების კონსტრუქციები 1000 და 2000 ტონა დღეში. აპარატში იტვირთება 200-300 ლიტრი საკონტაქტო მასა 1 ტონა დღიურ გამომუშავებაზე. ტუბულარული საკონტაქტო აპარატები გამოიყენება SO 2 დაჟანგვისთვის უფრო იშვიათად, ვიდრე თაროზე. მაღალი კონცენტრაციის გოგირდის დიოქსიდის დაჟანგვისთვის რაციონალურია კონტაქტური აპარატების გამოყენება თხევადი კატალიზატორის საწოლებით.

გოგირდის ანჰიდრიდის აბსორბცია SO 3 +H 2 O = H 2 SO 4 +9200 J რეაქციის მიხედვით, ჩვეულებრივ, ტარდება შეფუთვით კოშკებში (ნახ. 3: 9.10), ვინაიდან ბუშტუკოვანი ან ქაფიანი შთამნთქმელები მუშაობის მაღალი ინტენსივობით. გაიზარდა ჰიდრავლიკური წინააღმდეგობა. თუ წყლის ორთქლის ნაწილობრივი წნევა შთამნთქმელ მჟავაზე მნიშვნელოვანია, მაშინ SO 3 ერწყმის H 2 O-ს გაზის ფაზაში და აყალიბებს გოგირდმჟავას ნისლის წვრილ წვეთებს. ამიტომ, შეწოვა ხორციელდება კონცენტრირებული მჟავებით. შთანთქმის უნარის თვალსაზრისით საუკეთესოა მჟავა, რომელიც შეიცავს 98,3% H 2 SO 4 და აქვს უმნიშვნელო ელასტიურობა როგორც წყლის ორთქლის, ასევე SO 3-ის. თუმცა, კოშკში ერთ ციკლში შეუძლებელია მჟავის დაფიქსირება 98,3%-დან სტანდარტულ ოლეუმამდე, რომელიც შეიცავს 18,5-20% თავისუფალ გოგირდის ანჰიდრიდს. კოშკში ადიაბატური პროცესის დროს შთანთქმის დიდი თერმული ეფექტის გამო მჟავა თბება და აბსორბცია ჩერდება. ამიტომ ოლეუმის მისაღებად აბსორბცია ხორციელდება ორ ზედიზედ დამონტაჟებულ კოშკში საქშენით: პირველი ირწყვება ოლეუმით, ხოლო მეორე 98,3% გოგირდის მჟავით. შთანთქმის გასაუმჯობესებლად, როგორც გაზი, ისე მჟავა, რომელიც შედის შთამნთქმელში, გაცივდება, რითაც იზრდება პროცესის მამოძრავებელი ძალა.

ყველა საკონტაქტო საწარმოო კოშკში, მათ შორის შთამნთქმელებში, რეფლუქსის მჟავას რაოდენობა ბევრჯერ აღემატება გაზის კომპონენტების (H 2 O, SO 3) შთანთქმას საჭიროზე და განისაზღვრება სითბოს ბალანსით. ცირკულირებადი მჟავების გასაგრილებლად ჩვეულებრივ დგას სარწყავი მაცივრები, რომელთა გარედან ცივი წყლით მორწყულ მილებში ჩაედინება გაციებული მჟავა.

გოგირდის მჟავას წარმოება მნიშვნელოვნად გამარტივებულია წინასწარ გამდნარი და გაფილტრული ბუნებრივი გოგირდის დაწვით მიღებული აირის დამუშავებით, რომელიც თითქმის არ შეიცავს დარიშხანს. ამ შემთხვევაში, სუფთა გოგირდი იწვება ჰაერში, რომელიც ადრე იყო გამხმარი გოგირდის მჟავით შეფუთულ კოშკში. გამოდის 9% SO2 და 12% O2 გაზი 1000 ° C ტემპერატურაზე, რომელიც ჯერ ორთქლის ქვაბის ქვეშ არის მიმართული, შემდეგ კი გაწმენდის გარეშე კონტაქტურ აპარატში. აპარატის ინტენსივობა უფრო დიდია, ვიდრე პირიტის გაზზე, SO2 და O2 გაზრდილი კონცენტრაციის გამო. აპარატში არ არის სითბოს გადამცვლელი, რადგან აირების ტემპერატურა მცირდება ფენებს შორის ცივი ჰაერის დამატებით. SO3-ის შეწოვა ხორციელდება ისევე, როგორც დინების სქემაში.

კონტაქტის მეთოდით გოგირდმჟავას წარმოების განვითარების ყველაზე მნიშვნელოვანი ტენდენციები:

1) პროცესების გააქტიურება შეჩერებულ ფენაში განხორციელებით, ჟანგბადის გამოყენება, კონცენტრირებული აირის წარმოება და გადამუშავება, აქტიური კატალიზატორების გამოყენება;

2) მტვრისა და კონტაქტის შხამებისგან გაზის გაწმენდის მეთოდების გამარტივება (მოკლე ტექნოლოგიური სქემა);

3) აღჭურვილობის სიმძლავრის გაზრდა;

4) წარმოების კომპლექსური ავტომატიზაცია;

5) ნედლეულის მოხმარების კოეფიციენტების შემცირება და სხვადასხვა მრეწველობის გოგირდის შემცველი ნარჩენების ნედლეულად გამოყენება;

6) ნარჩენი აირების განეიტრალება.

შრომის ხარჯების დინამიკა ტექნოლოგიური პროცესის განვითარების დროს

ზოგადად, ყველა ზემოაღნიშნული მასალა შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად:

ცნობილია, რომ ეს ტექნოლოგიური პროცესი და შრომის ხარჯების დინამიკა ხასიათდება შემდეგი ფორმულებით:

Tf = ---------------------- Tp = 0,004 * t 2 +0,3 Tc = Tf + Tp

ამ ფორმულებს შორის ურთიერთობა ასე გამოიყურება:

Tp \u003d 0.004 * - 75 +0.3 და Tf \u003d 21 * Tp-0.3 +1575

ზემოაღნიშნული ფორმულებიდან გამომდინარე, ჩვენ განვახორციელებთ გამოთვლებს და შევაჯამებთ მათ ზოგად ცხრილში (ცხრილი 1):

(ცხრილი 1): შრომის ხარჯების დინამიკა გოგირდმჟავას წარმოებაში 15 წლის განმავლობაში
t (დრო, წლები)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
ცხოვრების შრომის ხარჯები	0,78	0,75	0,71	0,654	0,595	0,54	0,48	0,43	0,38	0,34	0,3	0,27	0,24	0,22	0,198
წარსული შრომის ხარჯები	0,3	0,32	0,34	0,364	0,4	0,44	0,496	0,56	0,62	0,7	0,78	0,88	0,98	1,08	1,2
მთლიანი ხარჯები	1,09	1,07	1,04	1,018	0,995	0,98	0,976	0,98	1,01	1,04	1,09	1,15	1,22	1,3	1,398

ცხრილის საფუძველზე გამოვსახავთ Tf, Tp, Ts დამოკიდებულებებს დროზე (სურ. 7) და Tf-ის დამოკიდებულებებს Tp-ზე (სურ. 6) და Tp-ის დამოკიდებულებებს Tl-ზე (ნახ. 8).

ამ გრაფიკიდან ჩანს, რომ ეს ტექნოლოგიური პროცესი შეზღუდულია მის განვითარებაში.

წარსული შრომის დაგროვების ეკონომიკური ზღვარი შვიდ წელიწადში მოვა.

მე-7 და მე-8 გრაფიკებიდან ჩანს, რომ ტექნოლოგიური პროცესის ტიპი შრომისმოყვარეა.

ტექნოლოგიის დონის, იმ შეიარაღებისა და ცოცხალი შრომის პროდუქტიულობის გაანგარიშება.

ტექნოლოგიის დონე გამოითვლება ფორმულით:

კომფორტი \u003d 1 / Tzh * 1 / TP

ცოცხალი შრომის პროდუქტიულობა:

L = Y ისინი * B

ტექნიკური აღჭურვილობა გამოითვლება:

B \u003d Tp / Tzh

შედარებითი ტექნოლოგიის დონე:

Watnos = კომფორტი / ლ

მოდით განვახორციელოთ გამოთვლები ზემოთ მოცემული ფორმულების გამოყენებით და შევიტანოთ მონაცემები ცხრილში (ცხრილი 2):

T დრო (წლები)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
ცხოვრების შრომის ხარჯები	0,78	0,75	0,71	0,654	0,595	0,54	0,48	0,43	0,38	0,34	0,3	0,27	0,24
წარსული შრომის ხარჯები	0,3	0,32	0,34	0,364	0,4	0,44	0,496	0,56	0,62	0,7	0,78	0,88	0,98
მთლიანი ხარჯები	1,09	1,07	1,04	1,018	0,995	0,98	0,976	0,98	1,01	1,04	1,09	1,15	1,22
ტექნოლოგიის დონე	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2
იმათ. შეიარაღება	0,39	0,42	0,47	0,556	0,672	0,83	1,033	1,3	1,64	2,058	2,58	3,22	4
პროდუქტიულობა თზ	1,28	1,33	1,41	1,529	1,68	1,86	2,083	2,34	2,62	2,94	3,29	3,68	4,1
შედარებითი ტექნოლოგიური დონე	3,29	3,16	2,98	2,747	2,5	2,25	2,016	1,8	1,6	1,429	1,28	1,14	1,02

ამ ცხრილიდან ჩანს, რომ რაციონალისტური განვითარება მიზანშეწონილია მხოლოდ შვიდი წლის განმავლობაში, რადგან ამ პერიოდის განმავლობაში ტექნოლოგიის შედარებითი დონე უფრო მეტია, ვიდრე ცოცხალი შრომის პროდუქტიულობა.

დასკვნა

ამ ნაშრომში შესწავლილია და აღწერილია გოგირდმჟავას კონტაქტური მეთოდით წარმოების ტექნოლოგია, გაანალიზებულია ცხოვრების და წარსული შრომის შრომის ხარჯების დინამიკა, აგრეთვე შრომის დანახარჯების დინამიკა განვითარების დროს. ტექნოლოგიური პროცესი. შესრულებული სამუშაოს საფუძველზე გაკეთდა შემდეგი დასკვნები: იმ პროცესების განვითარება შეზღუდულია, წარსული შრომის დაგროვების ეკონომიკური ზღვარი შვიდი წელია, ეს ტექნოლოგიური პროცესი შრომის დამზოგავია და რაციონალური განვითარება მიზანშეწონილია შვიდი წლის განმავლობაში.

ლიტერატურა და წყაროები:

1. გოგირდის მჟავის წარმოება / Baranenko D. http://service.sch239.spb.ru:8101/infoteka/root/chemistry/room1/baran/chem.htm

2. ყველაზე მნიშვნელოვანი ინდუსტრიების ტექნოლოგია: პროკ. ამისთვის ეკვ. სპეციალისტი. უნივერსიტეტები / ა.მ. გინბერგი, ბ.ა. ხოხლოვი. - მ .: უმაღლესი სკოლა, 1985 წ.

ეტაპები - ნედლეულის მომზადება და მათი შეწვა ან გამოწვა. მათი შინაარსი და ინსტრუმენტაცია მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული ნედლეულის ბუნებაზე, რაც დიდწილად განსაზღვრავს გოგირდმჟავას ტექნოლოგიური წარმოების სირთულეს. 1. რკინის პირიტები. ბუნებრივი პირიტი არის რთული კლდე, რომელიც შედგება რკინის სულფიდის FeB2, სხვა ლითონების სულფიდებისგან (სპილენძი, თუთია, ტყვია და ა.შ.), ...

ჯერ ყოველთვის არ არის შესაძლებელი. ამავდროულად, გამონაბოლქვი აირები ყველაზე იაფი ნედლეულია, პირიტებზე საბითუმო ფასებიც დაბალია, ხოლო გოგირდი ყველაზე ძვირი ნედლეულია. ამიტომ, იმისათვის, რომ გოგირდის მჟავას წარმოება იყოს ეკონომიკურად მომგებიანი, უნდა შემუშავდეს სქემა, რომელშიც მისი დამუშავების ღირებულება მნიშვნელოვნად დაბალი იქნება, ვიდრე პირიტის ან ნარჩენების გადამუშავების ღირებულება ...

ავტომატური კონტროლისთვის საჭიროა მაქსიმალურად ვიცოდეთ სხვადასხვა ქიმიურ-ტექნოლოგიური პროცესის მოთხოვნები. 1.მთავარი ნაწილი 1.1 გოგირდის ანჰიდრიდის მიღების ტექნოლოგიური პროცესი გოგირდმჟავას წარმოებაში. გოგირდმჟავას კონტაქტური მეთოდით წარმოება შემდეგი საფეხურებისგან შედგება: 1. ნედლეულის გადმოტვირთვა, შენახვა და მომზადება...

აზოტმჟავა წარმოიქმნება: NO(HSO4) + H2O®H2SO4 + HNO2 იგი აჟანგებს SO2 განტოლების მიხედვით: SO2 + 2HNO2®H2SO4 + 2NO 1 და 2 კოშკების ბოლოში 75% გოგირდის მჟავა გროვდება, ბუნებრივია, უფრო დიდში. თანხა, ვიდრე დაიხარჯა ნიტროზის მომზადებაზე (ბოლოს და ბოლოს, ემატება "ახალშობილი" გოგირდმჟავა). აზოტის ოქსიდი NO კვლავ ბრუნდება დაჟანგვისთვის. რადგან ზოგიერთი...

კონტაქტური გოგირდის მჟავა აისახება ტექნოლოგიურ სქემაში, რომელშიც პირიტები ასრულებენ საკვებ მასალას (კლასიკური სქემა) (ნახ. 34). ეს სქემა მოიცავს ოთხ ძირითად ეტაპს: 1) გოგირდის ანჰიდრიდის მიღება, 2) გოგირდის ანჰიდრიდის შემცველი აირის გაწმენდა მინარევებისაგან, 3) გოგირდის ანჰიდრიდის დაჟანგვა (კატალიზატორზე) გოგირდის ანჰიდრიდამდე, 4) გოგირდის ანჰიდრიდის შეწოვა.

პროცესის პირველი ეტაპის აპარატები მოიცავს ღუმელს 2, რომელშიც წარმოიქმნება გოგირდის დიოქსიდი, და მშრალი ელექტროსტატიკური ნალექი 5, რომელშიც ღუმელის გაზი იწმინდება მტვრისგან. პროცესის მეორე ეტაპზე - გამომწვარი აირის გაწმენდა მინარევებისაგან, რომლებიც ტოქსიკურია კატალიზატორისთვის, გაზი შედის 300-400 ° C ტემპერატურაზე. გაზის გაწმენდა ხდება გოგირდის მჟავით გარეცხვით, რომელიც უფრო ცივია, ვიდრე თავად აირი. ამისათვის გაზი თანმიმდევრულად გადის შემდეგ მოწყობილობებში: სარეცხი კოშკები 6 და 7, პირველი სველი ელექტროსტატიკური სალექარი 8, დამატენიანებელი კოშკი 9 და მეორე სველი ელექტროსტატიკური სალექარი 8. ამ აპარატებში გაზი იწმინდება დარიშხანისგან. გოგირდის და სელენის ანჰიდრიდები, ასევე მტვრის ნარჩენები. შემდეგ, გაზი გამოიყოფა ტენიანობისგან საშრობი კოშკში 10 და გოგირდმჟავას ასხამს.

სპრინკლერი 11. როგორც სარეცხი 6, ასევე 7, დამატენიანებელი 9 და გაშრობა 10 კოშკი ირწყვება მოცირკულირე გოგირდის მჟავით. სარწყავი ციკლში 20 კოლექტორია, საიდანაც გოგირდის მჟავა ამოტუმბავს სარწყავი კოშკებს. ამ შემთხვევაში, მჟავა წინასწარ გაცივებულია მაცივრებში 18, სადაც გამომწვარი აირის ფიზიკური სითბო ძირითადად ამოღებულია სარეცხი კოშკებიდან, ხოლო საშრობი გოგირდმჟავას წყლით განზავების სითბო ამოღებულია საშრობი კოშკიდან.

Supercharger 12 ამ სქემაში მოთავსებულია დაახლოებით სისტემის შუაში; მის წინ მდებარე ყველა მოწყობილობა ვაკუუმშია, მის შემდეგ - ზეწოლის ქვეშ მღეროდა. ამრიგად, აპარატები მუშაობენ წნევის ქვეშ, რათა უზრუნველყონ გოგირდის დიოქსიდის დაჟანგვა გოგირდის დიოქსიდამდე და გოგირდის დიოქსიდის შეწოვა.

როდესაც გოგირდის ანჰიდრიდი იჟანგება საშუალოდ, გამოიყოფა დიდი რაოდენობით სითბო, რომელიც გამოიყენება კონტაქტურ აპარატში შემავალი გაწმენდილი გამომწვარი აირის გასათბობად 14. ცხელი გოგირდის ანჰიდრიდი მილების კედლებში, რომლითაც იგი გადის სითბოს გადამცვლელში 13 გადადის. სითბოს უფრო ცივი გოგირდის ანჰიდრიდს, რომელიც გადის რგოლში სითბოს გადამცვლელის 13 სივრცეში და შედის კონტაქტურ აპარატში 14. გოგირდის ანჰიდრიდის შემდგომი გაგრილება ოლეუმში 16 და მონოჰიდრატის 17 შთანთქმამდე შეწოვამდე ხდება ანჰიდრიდის მაცივარში (ეკონომიაიზერი)15.

როდესაც გოგირდის ანჰიდრიდი შეიწოვება შთანთქმის განყოფილებაში, გამოიყოფა დიდი რაოდენობით ჰეპლი, რომელიც გადადის მოცირკულირე მჟავაში, რომელიც რწყავს ოლეუმ 16 და მონოჰიდრატ 17 შთანთქმას და იხსნება მაცივრებში 19 და 18.

ოლეუმის და მონოჰიდრატის კონცენტრაცია იზრდება გოგირდის ანჰიდრიდის უფრო და უფრო მეტი ნაწილის შეწოვის გამო. საშრობი მჟავა მუდმივად განზავებულია წყლის ორთქლის შეწოვის გამო წვის გაზიდან, ამიტომ ამ მჟავების სტაბილური კონცენტრაციის შესანარჩუნებლად არსებობს ოლსუმს მონოჰიდრატით განზავების ციკლები, საშრობი მჟავით მონოჰიდრატი და კონცენტრაციის გაზრდის ციკლი. საშრობი მჟავა მონოჰიდრატით. ვინაიდან მონოჰიდრატის შთამნთქმელში საშრობი მჟავასთან შემავალი წყალი თითქმის ყოველთვის არასაკმარისია SOUR!-ის სასურველი კონცენტრაციის მისაღებად, წყალი ემატება მონოჰიდრატის შთამნთქმელ კოლექტორს.

პირველ სარეცხი კოშკში 6, მჟავას კონცენტრაცია იზრდება გაზიდან მცირე რაოდენობით გოგირდის ანჰიდრიდის შეწოვის გამო, რომელიც წარმოიქმნება ღუმელებში პირიტების გამოწვის დროს. პირველ სარეცხი კოშკში სარეცხი მჟავის სტაბილური კონცენტრაციის შესანარჩუნებლად, მეორე სარეცხი კოშკიდან მჟავა გადადის მის კოლექტორში. მეორე სარეცხი კოშკში მჟავის საჭირო კონცენტრაციის შესანარჩუნებლად მასში გადადის დამატენიანებელი კოშკიდან მჟავა. თუ ამავდროულად არ არის საკმარისი წყალი მჟავას სტანდარტული კონცენტრაციის მისაღებად პირველ სარეცხი კოშკში, მაშინ იგი შეჰყავთ ან დამატენიანებლის ან მეორე სარეცხი კოშკის კოლექტორში.

საკონტაქტო გოგირდმჟავას ქარხნები, როგორც წესი, აწარმოებენ სამი სახის პროდუქტს: ოლეუმს, კომერციულ გოგირდმჟავას და განზავებულ გოგირდმჟავას პირველი სარეცხი კოშკიდან (სელენი მჟავისგან გამოყოფის შემდეგ).

ზოგიერთ მცენარეში სარეცხი მჟავა მინარევებისაგან გაწმენდის შემდეგ გამოიყენება მონოჰიდრატის გასაზავებლად ან კონცენტრირებული გოგირდმჟავას მოსამზადებლად ოლეუმის განზავების გზით. ზოგჯერ ოლეუმი უბრალოდ წყლით არის განზავებული.

34-ზე ნაჩვენები სქემის მიხედვით მუშავდება 4-7,5% SO2 შემცველი აირი.პროცესის ავტოთერმიულობა.) SO2-ის უფრო მაღალი კონცენტრაციის დროს შეხების ხარისხი იკლებს.

ამჟამად მიმდინარეობს მუშაობა კონტაქტის გოგირდმჟავას წარმოების სქემის გასაუმჯობესებლად ამ პროცესის ცალკეული ეტაპების ხელახალი დიზაინით და უფრო მძლავრი მოწყობილობების გამოყენებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ სისტემის მაღალ შესრულებას.

ბევრ ქარხანაში, საშრობი კოშკები და მონოჰიდრატის შთამნთქმელები იყენებენ მჟავას დისტრიბუტორებს, რის შემდეგაც გაზი შეიცავს მინიმალურ სპრეს. გარდა ამისა, ნისლის წვეთებისა და წვეთების გამყოფი მოწყობილობები მოწოდებულია პირდაპირ კოშკებში ან მათ შემდეგ. რიგ ქარხნებში დამატენიანებელი კოშკი გამოირიცხა ტექნოლოგიური სქემიდან; მისი არარსებობა ანაზღაურდება სველი ელექტროსტატიკური ნალექის სიმძლავრის ზრდით ან სარეცხი კოშკების მუშაობის რეჟიმის გარკვეული ცვლილებით მეორე სარეცხი კოშკში გაზის უფრო ინტენსიური დატენიანებისთვის, რაც შესაძლებელს ხდის შეამციროს ელექტროენერგიის ღირებულება სველი დასუფთავებისთვის.

გოგირდმჟავას ინდუსტრიაში ინტენსიური და უფრო მოწინავე მოწყობილობების ფართო გამოყენება იწყება, რომლებიც ცვლის შეფუთულ კოშკებს, სარწყავი გამაგრილებლებს, ცენტრიფუგა ტუმბოებს და ა.შ.

ფერადი მეტალურგიაში ნედლეულის გამოწვის დროს ჟანგბადის აფეთქების გამოყენების შედეგად, გამონაბოლქვი აირებში იზრდება SO2-ის კონცენტრაცია, რაც შესაძლებელს ხდის ამ გაზებზე მომუშავე გოგირდმჟავას სისტემების გააქტიურებას. მჟავა რეზისტენტული მასალების გამოყენებამ გოგირდმჟავას წარმოებისთვის მოწყობილობების წარმოებაში საკონტაქტო მეთოდით შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს პროდუქტის ხარისხი და გაზარდოს რეაქტიული გოგირდმჟავას წარმოება.

ელემენტარული გოგირდისგან გოგირდის მჟავას საკონტაქტო მეთოდით წარმოების ტექნოლოგიური პროცესი განსხვავდება პირიტებისგან წარმოების პროცესისგან მთელი რიგი მახასიათებლებით:

ღუმელების სპეციალური დიზაინი ღუმელის გაზის წარმოებისთვის;

გოგირდის ოქსიდის (IV) გაზრდილი შემცველობა ღუმელის გაზში;

არ არის ღუმელის გაზის წინასწარი დამუშავება. გოგირდის მჟავას წარმოება გოგირდისგან ორმაგი კონტაქტისა და ორმაგი შთანთქმის მეთოდით (ნახ. 1) შედგება რამდენიმე ეტაპისგან:

მტვრისგან გაწმენდის შემდეგ ჰაერი გაზსაწურით მიეწოდება საშრობი კოშკს, სადაც აშრობენ 93-98% გოგირდმჟავას მოცულობით 0,01% ტენიანობამდე; გამხმარი ჰაერი შედის გოგირდის ღუმელში საკონტაქტო განყოფილების ერთ-ერთ სითბოს გადამცვლელში წინასწარ გახურების შემდეგ.

გოგირდის წვა (წვა) არის ერთგვაროვანი ეგზოთერმული რეაქცია, რომელსაც წინ უძღვის მყარი გოგირდის გადასვლა თხევად მდგომარეობაში და მისი შემდგომი აორთქლება:

ს სატელევიზიო → ს ფ → ს ორთქლი

ამრიგად, წვის პროცესი მიმდინარეობს გაზის ფაზაში წინასწარ გამხმარი ჰაერის ნაკადში და აღწერილია განტოლებით:

S + O 2 → ასე 2 + 297,028 კჯ;

გოგირდის დასაწვავად გამოიყენება საწვავი და ციკლონური ღუმელები. დამწვრობის ღუმელებში გამდნარი გოგირდი იფრქვევა წვის პალატაში შეკუმშული ჰაერით საქშენების მეშვეობით, რომელიც ვერ უზრუნველყოფს გოგირდის ორთქლის ჰაერთან საკმარის შერევას და წვის საჭირო სიჩქარეს. ციკლონურ ღუმელებში, რომლებიც მუშაობენ ცენტრიდანული მტვრის შემგროვებლების (ციკლონების) პრინციპით, მიიღწევა კომპონენტების ბევრად უკეთესი შერევა და უზრუნველყოფილია გოგირდის წვის უფრო მაღალი ინტენსივობა, ვიდრე საქშენების ღუმელებში.

შემდეგ გაზი, რომელიც შეიცავს 8,5-9,5% SO 3-ს 200°C ტემპერატურაზე, შეწოვის პირველ ეტაპზე გადადის ოლეუმით და 98% გოგირდის მჟავით მორწყულ შთანთქმაში:

ᲘᲡᲔ 3 + H 2 O→N 2 ᲘᲡᲔ 4 +130,56 კჯ;

შემდეგ, გაზი იწმინდება გოგირდის მჟავას ნაპერწკლებისგან, თბება 420°C-მდე და გადადის მეორე კონვერტაციის ეტაპზე, რომელიც ხდება კატალიზატორის ორ ფენაზე. აბსორბციის მეორე სტადიის დაწყებამდე გაზი გაცივდება ეკონომიაზატორში და იკვებება მეორე საფეხურის აბსორბერში, რომელიც შესხურებულია 98% გოგირდის მჟავით, შემდეგ კი დაფრქვევის შემდეგ გამოიყოფა ატმოსფეროში.

გოგირდის წვის ღუმელის გაზს აქვს გოგირდის ოქსიდის (IV) უფრო მაღალი შემცველობა და არ შეიცავს დიდი რაოდენობით მტვერს. ბუნებრივი გოგირდის დაწვისას მას ასევე სრულიად აკლია დარიშხანისა და სელენის ნაერთები, რომლებიც წარმოადგენს კატალიზურ შხამს.

ეს წრე მარტივია და მას „მოკლე ჩართვა“ ეწოდება (ნახ. 2).

ბრინჯი. 1. DK-DA მეთოდით გოგირდის მჟავას წარმოების სქემა:

1 გოგირდის ღუმელი; 2-სითბოს აღმდგენი ქვაბი; 3 - ეკონომიზატორი; 4-სტარტერიანი ბუხარი; საწყისი ღუმელის 5, 6-თბომცვლელი; 7-პინიანი მოწყობილობა; 8-თბომცვლელები; 9-ოლეუმის შთამნთქმელი; 10 საშრობი კოშკი; 11 და 12 შესაბამისად. პირველი და მეორე მონოჰიდრატის შთამნთქმელი; 13-მჟავას შემგროვებელი.

ნახ.2. გოგირდმჟავას წარმოება გოგირდისგან (მოკლე სქემა):

1 - გოგირდის დნობის კამერა; 2 - თხევადი გოგირდის ფილტრი; 3 - ღუმელი გოგირდის დასაწვავად; 4 - ნარჩენების სითბოს ქვაბი; 5 - საკონტაქტო მოწყობილობა; 6 - გოგირდის ოქსიდის შთანთქმის სისტემა (VI); 7- გოგირდმჟავას მაცივრები

გოგირდის გოგირდმჟავას წარმოების არსებული ქარხნები, რომლებიც აღჭურვილია ციკლონის ტიპის ღუმელებით, დღეში 100 ტონა და მეტი გოგირდის სიმძლავრეა. მუშავდება ახალი დიზაინები 500 ტ/დღეში სიმძლავრით.

მოხმარება 1 ტონა მონოჰიდრატზე: გოგირდი 0,34 ტონა, წყალი 70 მ 3, დენი 85 კვტ.სთ.

გოგირდმჟავა დიდი რაოდენობით იწარმოება გოგირდმჟავას ქარხნებში.

I. გოგირდმჟავას წარმოებისთვის გამოყენებული ნედლეული:

II. ნედლეულის მომზადება.

გავაანალიზოთ პირიტ FeS2-დან გოგირდმჟავას გამომუშავება.

1) პირიტის დაფქვა.

გამოყენებამდე პირიტის დიდი ნაჭრები დამსხვრეულ ჭურჭელში მსხვრევა. თქვენ იცით, რომ ნივთიერების დამსხვრევისას რეაქციის სიჩქარე იზრდება, რადგან. რეაგენტების კონტაქტის ზედაპირის ფართობი იზრდება.

2) პირიტის გაწმენდა.

პირიტის დაქუცმაცების შემდეგ, იგი იწმინდება მინარევებისაგან (ნარჩენი ქვები და მიწა) ფლოტაციით. ამისათვის, დაქუცმაცებულ პირიტს ასხამენ წყლის უზარმაზარ ჭურჭელში, ურევენ, ნარჩენი ქანები მაღლა ცურავს, შემდეგ კი ნარჩენი ქანები ამოღებულია.

III. წარმოების ქიმია.

პირიტისგან გოგირდმჟავას წარმოება სამი ეტაპისგან შედგება.

პირველი ეტაპი - პირიტის გამოწვა "თხევადი კალაპოტის" ღუმელში.

პირველი ეტაპის რეაქციის განტოლება

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

დაქუცმაცებულ, გასუფთავებულ, სველ (ფლოტაციის შემდეგ) პირიტს ზემოდან ასხამენ ღუმელში „თხევად საწოლში“ გამოსაწვავად. ქვემოდან (საპირისპირო ნაკადის პრინციპი) გადის ჟანგბადით გამდიდრებული ჰაერი პირიტის უფრო სრულყოფილი სროლისთვის. ღუმელში ტემპერატურა 800°C-ს აღწევს. პირიტი წითელამდე თბება და ქვემოდან აფეთქებული ჰაერის გამო „შეჩერებულ მდგომარეობაშია“. ეს ყველაფერი მდუღარე წითელ ცხელ სითხეს ჰგავს.

რეაქციის შედეგად გამოთავისუფლებული სითბოს გამო ღუმელში ტემპერატურა შენარჩუნებულია. ზედმეტი სითბო ამოღებულია: მილები წყლით გადის ღუმელის პერიმეტრზე, რომელიც თბება. ცხელი წყალი შემდგომში გამოიყენება მიმდებარე შენობების ცენტრალური გათბობისთვის.

წარმოქმნილი რკინის ოქსიდი Fe2O3 (კალცინი) არ გამოიყენება გოგირდმჟავას წარმოებაში. მაგრამ ის გროვდება და იგზავნება მეტალურგიულ ქარხანაში, სადაც რკინის ლითონი და მისი შენადნობები ნახშირბადთან ერთად მიიღება რკინის ოქსიდისგან - ფოლადისგან (შენადნობში ნახშირბადის 2% C) და თუჯისგან (შენადნობში ნახშირბადის C 4%).

ამრიგად, შესრულებულია ქიმიური წარმოების პრინციპი - უნაყოფო წარმოება.

ღუმელიდან გამოდის ღუმელის გაზი, რომლის შემადგენლობაა: SO2, O2, წყლის ორთქლი (პირიტი სველი იყო!) და ციდრის უმცირესი ნაწილაკები (რკინის ოქსიდი). ასეთი ღუმელის გაზი უნდა გაიწმინდოს წიწაკის მყარი ნაწილაკებისა და წყლის ორთქლის მინარევებისაგან.

ღუმელის გაზის გაწმენდა ციდრის მყარი ნაწილაკებისგან ხდება ორ ეტაპად - ციკლონში (გამოიყენება ცენტრიდანული ძალა, ციდრის მყარი ნაწილაკები ხვდება ციკლონის კედლებს და ეცემა) და ელექტროსტატიკურ ნალექებში (გამოიყენება ელექტროსტატიკური მიზიდულობა, ნაწილაკები. ციხის ჯოხი ელექტროსტატიკური ნალექის ელექტრიფიცირებულ ფირფიტებზე, საკმარისად დაგროვილი ქვევით ისინი ეცემა საკუთარი წონით), წყლის ორთქლის ამოსაღებად ღუმელის გაზში (ღუმელის გაზის გასაშრობად), გამოიყენება კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა, რომელიც წარმოადგენს ძალიან კარგი გამწმენდი, რადგან ის შთანთქავს წყალს.

ღუმელის გაზის გაშრობა ხორციელდება საშრობი კოშკში - ღუმელის გაზი მაღლა ადის ქვემოდან ზევით, ხოლო კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა მიედინება ზემოდან ქვემოდან. საშრობი კოშკის გამოსასვლელში, ღუმელის გაზი აღარ შეიცავს ციხის ნაწილაკებს ან წყლის ორთქლს. ღუმელის გაზი ახლა არის გოგირდის ოქსიდის SO2 და ჟანგბადის O2 ნარევი.

მეორე ეტაპი - ჟანგბადით SO2-ის დაჟანგვა SO3-მდე.

ის მიედინება საკონტაქტო მოწყობილობაში.

ამ ეტაპის რეაქციის განტოლებაა: 2SO2 + O2 2SO3 + Q

მეორე ეტაპის სირთულე მდგომარეობს იმაში, რომ ერთი ოქსიდის მეორეში დაჟანგვის პროცესი შექცევადია. ამიტომ აუცილებელია პირდაპირი რეაქციისთვის ოპტიმალური პირობების არჩევა (SO3-ის მიღება).

ტემპერატურა:

პირდაპირი რეაქცია არის ეგზოთერმული +Q, ქიმიური წონასწორობის გადატანის წესების მიხედვით, რეაქციის წონასწორობა ეგზოთერმული რეაქციისკენ გადასატანად, სისტემაში ტემპერატურა უნდა დაიწიოს. მაგრამ, მეორე მხრივ, დაბალ ტემპერატურაზე, რეაქციის სიჩქარე მნიშვნელოვნად იკლებს. ექსპერიმენტულად, ქიმიკოს-ტექნოლოგებმა დაადგინეს, რომ ოპტიმალური ტემპერატურა პირდაპირი რეაქციისთვის SO3-ის მაქსიმალური წარმოქმნით არის ტემპერატურა 400-500 ° C. ეს არის საკმაოდ დაბალი ტემპერატურა ქიმიურ მრეწველობაში. ასეთ დაბალ ტემპერატურაზე რეაქციის სიჩქარის გაზრდის მიზნით, რეაქციაში შეჰყავთ კატალიზატორი. ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ ამ პროცესისთვის საუკეთესო კატალიზატორია ვანადიუმის ოქსიდი V2O5.

ბ) წნევა:

პირდაპირი რეაქცია მიმდინარეობს აირების მოცულობის შემცირებით: მარცხნივ 3V აირები (2V SO2 და 1V O2) და მარჯვნივ 2V SO3. ვინაიდან პირდაპირი რეაქცია მიმდინარეობს აირების მოცულობის შემცირებით, მაშინ, ქიმიური წონასწორობის შეცვლის წესების მიხედვით, სისტემაში წნევა უნდა გაიზარდოს. ამიტომ, ეს პროცესი ტარდება მაღალი წნევით.

სანამ SO2 და O2 ნარევი მოხვდება კონტაქტურ აპარატში, ის უნდა გაცხელდეს 400-500°C ტემპერატურამდე. ნარევის გათბობა იწყება სითბოს გადამცვლელში, რომელიც დამონტაჟებულია საკონტაქტო აპარატის წინ. ნარევი გადის სითბოს გადამცვლელის მილებს შორის და თბება ამ მილებიდან. მილების შიგნით ცხელი SO3 გადის საკონტაქტო აპარატიდან. კონტაქტის აპარატში მოხვედრისას, SO2 და O2 ნარევი აგრძელებს გათბობას სასურველ ტემპერატურამდე, გადის კონტაქტურ აპარატში არსებულ მილებს შორის.

კონტაქტურ აპარატში 400-500°C ტემპერატურა შენარჩუნებულია SO2-ის SO3-ად გადაქცევის რეაქციაში სითბოს გამოყოფის გამო. როგორც კი გოგირდის ოქსიდისა და ჟანგბადის ნარევი მიაღწევს კატალიზატორის საწოლებს, იწყება SO2-ის SO3-მდე დაჟანგვის პროცესი.

წარმოქმნილი გოგირდის ოქსიდი SO3 ტოვებს კონტაქტურ აპარატს და სითბოს გადამცვლელის მეშვეობით შედის შთანთქმის კოშკში.

მესამე ეტაპი - SO3-ის შეწოვა გოგირდმჟავას მიერ.

იგი მიედინება შთანთქმის კოშკში.

რატომ არ შეიწოვება წყალი გოგირდის ოქსიდი SO3? ყოველივე ამის შემდეგ, გოგირდის ოქსიდი შეიძლება დაიშალა წყალში: SO3 + H2O H2SO4. მაგრამ ფაქტია, რომ თუ წყალი გამოიყენება გოგირდის ოქსიდის შესაწოვად, გოგირდის მჟავა წარმოიქმნება ნისლის სახით, რომელიც შედგება გოგირდმჟავას პაწაწინა წვეთებისგან (გოგირდის ოქსიდი წყალში იხსნება დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით, გოგირდის მჟავა არის ისე ცხელა, რომ ადუღდება და ორთქლად იქცევა). გოგირდმჟავას ნისლის წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად გამოიყენეთ 98% კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა. წყლის ორი პროცენტი იმდენად მცირეა, რომ სითხის გაცხელება სუსტი და უვნებელი იქნება. გოგირდის ოქსიდი ძალიან კარგად იხსნება ასეთ მჟავაში, წარმოქმნის ოლეუმს: H2SO4 nSO3.

ამ პროცესის რეაქციის განტოლებაა nSO3 + H2SO4 H2SO4 nSO3

შედეგად მიღებული ოლეუმი შეედინება ლითონის ავზებში და იგზავნება საწყობში. შემდეგ ავზები ივსება ოლეუმით, ყალიბდება მატარებლები და იგზავნება მომხმარებელს.

გარემოს დაცვა,

დაკავშირებულია გოგირდმჟავას წარმოებასთან.

გოგირდმჟავას წარმოების ძირითადი ნედლეული არის გოგირდი. ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ქიმიური ელემენტი ჩვენს პლანეტაზე.

გოგირდის მჟავა იწარმოება სამ ეტაპად: SO2 იწარმოება პირველ ეტაპზე, FeS2 კალცინდება, შემდეგ SO3, რის შემდეგაც გოგირდის მჟავა მიიღება მესამე ეტაპზე.

სამეცნიერო და ტექნოლოგიური რევოლუცია და მასთან დაკავშირებული ქიმიური წარმოების ინტენსიური ზრდა იწვევს მნიშვნელოვან ნეგატიურ ცვლილებებს გარემოში. მაგალითად, მტკნარი წყლის მოწამვლა, დედამიწის ატმოსფეროს დაბინძურება, ცხოველებისა და ფრინველების განადგურება. შედეგად, მსოფლიო ეკოლოგიურ კრიზისშია. გოგირდმჟავას მცენარეებიდან მავნე გამონაბოლქვი უნდა შეფასდეს არა მხოლოდ მათში შემავალი გოგირდის ოქსიდის ზემოქმედებით საწარმოს მახლობლად მდებარე ტერიტორიებზე, არამედ მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული სხვა ფაქტორებიც - ადამიანებში რესპირატორული დაავადებების შემთხვევების ზრდა. და ცხოველები, მცენარეულობის დაღუპვა და მისი ზრდის ჩახშობა, კირქვისა და მარმარილოსგან დამზადებული სტრუქტურების განადგურება, ლითონების კოროზიის ცვეთა გაზრდა. „მჟავე“ წვიმების გამო დაზიანდა არქიტექტურული ძეგლები (ტაჯ მაკალი).

დაბინძურების წყაროდან (SO2) 300 კმ-მდე ზონაში საშიშია გოგირდმჟავა, ზონაში 600 კმ-მდე. - სულფატები. გოგირდმჟავა და სულფატები ანელებს სასოფლო-სამეურნეო კულტურების ზრდას. წყლის ობიექტების მჟავიანობა (გაზაფხულზე, როცა თოვლი დნება, იწვევს კვერცხების და მოზარდი თევზის დაღუპვას. გარემოს ზემოქმედების გარდა, არის ეკონომიკური ზიანი - ყოველწლიურად დიდი რაოდენობით იკარგება ნიადაგის დეოქსიდაცია.

მოდით შევხედოთ ჰაერის ყველაზე გავრცელებული აირისებრი დამაბინძურებლების ქიმიური გაწმენდის მეთოდებს. ცნობილია 60-ზე მეტი მეთოდი. ყველაზე პერსპექტიული მეთოდები ეფუძნება კირქვის მიერ გოგირდის ოქსიდის შეწოვას, სულფიტის ხსნარს - ამონიუმის ჰიდროსულფიტს და ნატრიუმის ალუმინატის ტუტე ხსნარს. ასევე საინტერესოა გოგირდის ოქსიდის დაჟანგვის კატალიზური მეთოდები ვანადიუმის ოქსიდის თანდასწრებით.

განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს აირების გაწმენდას ფტორის შემცველი მინარევებისაგან, რაც მცირე კონცენტრაციითაც კი უარყოფითად მოქმედებს მცენარეულობაზე. თუ გაზები შეიცავს წყალბადის ფტორს და ფტორს, მაშინ ისინი გადადიან სვეტებში კონტრასტული შეფუთვით 5-10% ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნართან მიმართებაში. შემდეგი რეაქციები ხდება ერთ წუთში:

F2+2NaOH->O2+H2O+2NaF

HF+NaOH->NaF+H2O;

მიღებული ნატრიუმის ფტორიდი მუშავდება ნატრიუმის ჰიდროქსიდის რეგენერაციისთვის.

გოგირდმჟავას წარმოების საწყისი რეაგენტები შეიძლება იყოს ელემენტარული გოგირდი და გოგირდის შემცველი ნაერთები, საიდანაც შეიძლება მიღებულ იქნას გოგირდის ან გოგირდის დიოქსიდი.

ტრადიციულად, ნედლეულის ძირითადი წყაროა გოგირდი და რკინის (გოგირდის) პირიტი. გოგირდმჟავას დაახლოებით ნახევარი მიიღება გოგირდისგან, მესამედი - პირიტებისგან. ნედლეულის ბალანსში მნიშვნელოვანი ადგილი უკავია გოგირდის დიოქსიდის შემცველ გაზებს ფერადი მეტალურგიიდან.

ამავდროულად, გამონაბოლქვი აირები ყველაზე იაფი ნედლეულია, პირიტზე საბითუმო ფასებიც დაბალია, ხოლო გოგირდი ყველაზე ძვირი ნედლეულია. ამიტომ, იმისათვის, რომ გოგირდის მჟავას წარმოება იყოს ეკონომიკურად მომგებიანი, უნდა შემუშავდეს სქემა, რომლის მიხედვითაც მისი დამუშავების ღირებულება მნიშვნელოვნად დაბალი იქნება, ვიდრე პირიტის ან გაზების გადამუშავების ღირებულება.

გოგირდმჟავას მიღება წყალბადის სულფიდიდან

გოგირდის მჟავა წარმოიქმნება წყალბადის სულფიდიდან სველი კატალიზით. წვადი აირების შემადგენლობისა და მათი გაწმენდის მეთოდის მიხედვით, წყალბადის სულფიდის გაზი შეიძლება იყოს კონცენტრირებული (90%-მდე) და სუსტი (6-10%). ეს განსაზღვრავს მისი გოგირდმჟავად გადამუშავების სქემას.

სურათი 1.1 გვიჩვენებს კონცენტრირებული წყალბადის სულფიდის გაზიდან გოგირდმჟავას წარმოების სქემას. წყალბადის სულფიდი, რომელიც შერეულია ფილტრში 1 გაწმენდილ ჰაერთან, შედის ღუმელში 3 წვის მიზნით. ნარჩენი სითბოს ქვაბში 4, ღუმელიდან გამოსული გაზის ტემპერატურა მცირდება 1000-დან 450 °C-მდე, რის შემდეგაც გაზი შედის კონტაქტურ აპარატში 5. კონტაქტის მასის ფენებიდან გამომავალი გაზის ტემპერატურა მცირდება აფეთქებით. მშრალი ცივი ჰაერი. საკონტაქტო აპარატიდან, SO 3 შემცველი გაზი შედის კონდენსატორულ კოშკში 7, რომელიც არის სკრაბერი მჟავით მორწყული საქშენით. კოშკის შესასვლელში სარწყავი მჟავას ტემპერატურა 50-60°С, გასასვლელში 80-90°С. ამ რეჟიმში, კოშკის ქვედა ნაწილში, H 2 O და SO 3 ორთქლის შემცველი გაზი სწრაფად გაცივდება, ხდება მაღალი ზეგაჯერება და წარმოიქმნება გოგირდის მჟავის ნისლი (მთელი გამომავალი 30-35% -მდე მიდის ნისლში. ), რომელიც შემდეგ იჭერს ელექტროსტატიკურ ნალექში 8. ნისლის წვეთების საუკეთესო დეპონირებისთვის ელექტროსტატიკურ ნალექებში (ან სხვა ტიპის ფილტრებში), სასურველია ეს წვეთები იყოს დიდი. ეს მიიღწევა შესხურების მჟავას ტემპერატურის გაზრდით, რაც იწვევს კოშკიდან გამომავალი მჟავის ტემპერატურის მატებას (კონდენსაციის ზედაპირის ტემპერატურის მატებას) და ხელს უწყობს ნისლის წვეთების გახეთქვას. სუსტი გოგირდწყალბადის გაზიდან გოგირდმჟავას წარმოების სქემა განსხვავდება 1.1 ნახატზე ნაჩვენები სქემისგან იმით, რომ ღუმელში მიწოდებული ჰაერი წინასწარ თბება სითბოს გადამცვლელებში კატალიზატორის ფენებიდან გამომავალი აირით და კონდენსაციის პროცესი ხორციელდება Chemiko კონცენტრატორის ტიპის ბუშტუკოვანი კონდენსატორი.

გაზი მჟავას შრეში ზედიზედ გადის ბუშტუკების აპარატის სამ კამერაში, მათში არსებული მჟავის ტემპერატურა კონტროლდება წყლის მიწოდებით, რომლის აორთქლება შთანთქავს სითბოს. პირველ პალატაში მჟავის მაღალი ტემპერატურის გამო (230-240°C) მასში ნისლის წარმოქმნის გარეშე კონდენსირდება H 2 SO 4 ორთქლი.

1-ფილტრი, 2-ვენტილატორი, 3-ღუმელი, 4-ორთქლის ნარჩენი-სითბოს ქვაბი, 5-პინიანი აპარატი, 6-მაცივარი, 7-ანძ-კონდენსატორი, 8-ელექტრო ფილტრი, 9-ტირკულაციის კოლექტორი, 10-ტუმბო.

სურათი 1.1 გოგირდმჟავას წარმოების სქემა მაღალი კონცენტრაციის გოგირდწყალბადის გაზიდან:

ორ მომდევნო კამერაში (მათში მჟავის ტემპერატურა, შესაბამისად, დაახლოებით 160 და 100 °C) წარმოიქმნება ნისლი. თუმცა, მჟავის საკმაოდ მაღალი ტემპერატურისა და გაზში წყლის ორთქლის დიდი რაოდენობით გამო, რაც შეესაბამება გაჯერებული წყლის ორთქლის წნევას მჟავაზე კამერებში, ნისლი წარმოიქმნება დიდი წვეთების სახით, რომლებიც ადვილად იშლება. დეპონირებულია ელექტროსტატიკურ ნალექში.

პროდუქტიული მჟავა გამოდის პირველი (გაზის გასწვრივ) კამერიდან, გაცივდება მაცივარში და იკვებება საწყობში. ასეთ შთანთქმის განყოფილებაში მაცივრების ზედაპირი 15-ჯერ უფრო მცირეა, ვიდრე კონდენსატორული კოშკის მქონე შთანთქმის განყოფილებაში, იმის გამო, რომ სითბოს ძირითადი რაოდენობა ამოღებულია წყლის აორთქლების შედეგად. მჟავის კონცენტრაცია პირველ პალატაში (წარმოების მჟავა) არის დაახლოებით 93,5%, მეორე და მესამე პალატაში, შესაბამისად, 85 და 30%. .