104) Широко применяется для сжигания пирита (равио как и для проведения многих других технически важных процессов) метод «кипящего слоя». Работа по этому методу осуществляется путем продувания подаваемой снизу сильной струи

воздуха сквозь массу достаточно измельченного твердого вещества (нлн смеси веществ). Благодаря громадной общей реакционной поверхности поддерживаемых во взвешенном состоянии твердых частиц реакции протекают быстро и полностью. Печь для обжига пирита показана на рнс. VI11-24. Температура в кипящем слое поддерживается на уровне 900 °С; отходящий газ содержит до 14% S02.

Колчедан

Воздух

fOSJ В качестве исходного сырья для произвол-ства^серной кислоты может быть использован природный сульфат кальция. Прн сильном нагревании его в смеси с коксом протекает эндотермическая реакция: CaS04 -f С -f 94 ккал — СО -f SOj -f СаО. Процесс проводят в цилиндрических вращающихся печах, прогреваемых сжиганием угольной пыли. Температура в печи достигает 1500 °С, отходящий газ содержит около 8% S02. Если в состав исходной шихты дополнительно вводить нужные количества глины и песка, то одновременно с каждой тонной вырабатываемой серной кислоты можно получать более тонны цемента.

106) Общий ежегодный вынос S02 с отходящими газами металлургических заводов исчисляется многими миллионами тонн (из которых половина падает на серу). Газы эти содержат обычно не более 5% S02. Для извлечения нз них двуокиси серы предварительно охлажденные и обеспыленные газы пропускают сквозь раствор смеси сульфита с бисульфитом, содержащий соли алюминия. Такой раствор хорошо поглощает двуокись серы на холоду и вновь выделяет ее при нагревания. Роль солен алюминия сводится к повышению кислотности среды прн нагревании за счет резкого увеличения нх гидролиза.

В основе другого метода улавливания двуокиси серы нз отходящих газов (в том числе дымовых) лежит реакция (NH4)2S03 -f S02 + Н20 2NH4HS03, равновесие которой смещается вправо на холоду и затем влево при нагревании под вакуумом. Следует отметить очень значительное поступление двуокиси серы в атмосферу при сжигании содержащих серу топлнв. Так. годовой выброс S02 с дымовыми газами составил в Нью-Йорке около 1,5 млн. т (1954 г.).

pHC^Wri-i

Принципиальная схема башенного способа получения H2S04 показана на -25. Башни выкладываются нз кислотоупорных керамических плит с наруж-' ным кожухом из листовой стали. Внутри они неплотно заполнены насадкой нз кисло*' тоупорной керамики. Поступающий из печи для сжигания пирита (А) газ освобс-' ждается от пыли в электрофильтре (Б) и затем подается в продукционные башвн' (В и Г), где встречается со стекающей сверху «нитрозой», т. е. раствором окяслов азота в крепкой серной кнслотс^Раствор этот характеризуется следующими равное*' сиями:

NO + N02-f 2H2S04/

N203-f 2H2S0,

2SO2(OH)ONO + H20

Таким образом, нитроза содержит окислы азота и химически связанные (в виде S02(OH)ONO— т. н. интрозилсерной кислоты), и просто растворенные. Следует отметить, что окисление S02 осуществляется только последними. Прн нагревании приведенные равновесия смещаются влево, при охлаждении — вправо.

В продукционных башнях, куда поступает горячий газ (а также подается вода), нвтрозилсерная кислота полностью разлагается и происходит окисление практически всего вводимого сернистого газа. Готовая продукция отбирается из первой башни (В).

В поглотительных башнях (Д и Е) происходит улавливание окислов азота с образованием нитрозы, вновь подаваемой затем в продукционные башни. Выхлопные газы (свободный азот и др.) удаляются через верхнюю часть последней поглотительной башни (?). Движение газов в системе поддерживается при помощи мощного вентилятора. Для компенсации некоторой потерн окислов азота в продукционные башни вводится азотная кислота.

#10SV Принципиальная схема получения серной кислоты контактным способом по-казатт^^га рис. VIII-26. Образующиеся в печи (А) газы последовательно проходят сквозь сухой электрофильтр (Б), увлажнительную башню (В), влажный электрофильтр (Г), осушительную башню (Д), содержащий катализатор окислительного процесса контактный аппарат (Е) и поглотительную башню (Ж). Из нижней части последней отбирается полученный олеум, а из верхней удаляются выхлопные газы (азот и др.). Большинство контактных заводов работает в настоящее время не с платиновыми, а со значительно более дешевыми ванадиевыми катализаторами (V2Os. Ag3V04 и др.), активность которых прн реакции образования S03 также весьма велика (рис. VIU-27). Чаще всего применяют V205 с различными добавками (StOa. КОН и др.).

109) В продажу олеум обычно поступает с содержанием не более 25% растворенного S03, т. е. значительно меньшим, чем то отвечает пнросерной кислоте (45 вес.%).

Кристаллы последней плавятся при 35 °С и очень гигроскопичны. Накаливание пнро-сульфатов ведет к отщеплению ими S03, например, по схеме: Na2S207 = Na2S04 -f S03. Были получены также соли (К, Na, NH4) фторолиросерной кислоты — HS207F. МО) При взаимодействии S03 с НСЮ4 образуется, по-вндимому, чрез