RU2110474C1

RU2110474C1 - Method for production of sulfuric acid

Info

Publication number: RU2110474C1
Application number: RU96103481A
Authority: RU
Inventors: Андрей Михайлович Черников
Original assignee: Андрей Михайлович Черников
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1998-05-10

Abstract

FIELD: chemical technology, namely, purification of gaseous waste comprising sulfurous anhydride during production of sulfuric acid by nitrose method. SUBSTANCE: method involves oxidation of sulfurous acid with the help of pure oxygen, the process is carried out in the presence of nitrogen oxides under pressure in 1-2 atm and at 30-120 C. Said parameters of the process are maintained by controlling concentration of sulfurous acid being fed for oxidation. Rate of reaction is controlled by variation in concentration of gaseous mixture inside reactor. EFFECT: improved efficiency of the method.

Description

Изобретение относится к способам получения серной кислоты и может использоваться для очистки отходов, содержащих сернистый ангидрид. The invention relates to methods for producing sulfuric acid and can be used for the treatment of waste containing sulfur dioxide.

Известен нитрозный способ получения серной кислоты. Known nitrous method for producing sulfuric acid.

Из известных способов наиболее близким является способ получения серной кислоты окислением сернистого газа кислородом, отличающийся тем, что с целью увеличения производительности процесса, повышения концентрации получаемой серной кислоты, использования в качестве сырья газа с низким содержанием сернистого газа процесс ведут при повышенном давлении в водной среде или слабой серной кислоте в присутствии окислов азота (а.с. N 220242, кл. C 01 B 17/82, 1979). Осуществление этого способа предусматривает сжижение или сжатие сернистого ангидрида. Процесс ведут при температуре 80-180^oC и давлении 10-80 атм.Of the known methods, the closest is the method of producing sulfuric acid by oxidizing sulfur dioxide with oxygen, characterized in that in order to increase the productivity of the process, increase the concentration of sulfuric acid obtained, use gas with a low content of sulfur dioxide as a raw material, the process is carried out at elevated pressure in an aqueous medium or weak sulfuric acid in the presence of nitrogen oxides (and.with. N 220242, class C 01 B 17/82, 1979). The implementation of this method involves the liquefaction or compression of sulfur dioxide. The process is carried out at a temperature of 80-180 ^o C and a pressure of 10-80 atm.

Недостатком его являются жесткие условия протекания, что ограничивает возможности применения этого способа для утилизации сернистого ангидрида из мелких и средних техногенных источников. Its disadvantage is the harsh flow conditions, which limits the possibility of using this method for the disposal of sulfur dioxide from small and medium-sized man-made sources.

Цель изобретения - утилизация сернистого ангидрида и использование его для получения серной кислоты из техногенных источников, в которых применение других способов экономически нецелесообразно, а также уменьшение теплового загрязнения атмосферы. The purpose of the invention is the utilization of sulfur dioxide and its use to obtain sulfuric acid from industrial sources, in which the use of other methods is not economically feasible, as well as reducing thermal pollution of the atmosphere.

Цель достигается тем, что процесс ведут при давлении 1-2 атм и температуре 30-120^oC, указанные условия протекания поддерживают, регулируя концентрацию сернистой кислоты, поступающей на окисление (за счет энергии, выделяющейся в результате осуществления реакций), скоростью реакции управляют посредством изменения концентрации компонентов газовой смеси внутри реактора.The goal is achieved in that the process is carried out at a pressure of 1-2 atm and a temperature of 30-120 ^o C, the indicated flow conditions are maintained by controlling the concentration of sulfuric acid supplied to oxidation (due to the energy released as a result of the reactions), the reaction rate is controlled by changes in the concentration of the components of the gas mixture inside the reactor.

Способ включает стадии охлаждения отходящего газа, растворение сернистого ангидрида в воде и окисления образовавшейся сернистой кислоты в серную путем подачи в реактор кислорода и азотной кислоты. The method includes the steps of cooling the exhaust gas, dissolving the sulfur dioxide in water and oxidizing the resulting sulfur dioxide into sulfur by supplying oxygen and nitric acid to the reactor.

Заявленный способ получения серной кислоты осуществляется с использованием химических реакторов с механическим диспергированием газа в жидкости (группа РМ) периодического действия двух типов: 1 ГРМС (с мешалкой в свободном объеме); 2 ГРМЦ (с мешалкой в циркуляционном корпусе). The claimed method for producing sulfuric acid is carried out using chemical reactors with mechanical dispersion of gas in a liquid (PM group) of two types of periodic action: 1 GRMS (with a stirrer in free volume); 2 SRMTs (with an agitator in a circulating housing).

Осуществление заявленного способа требует герметизации химических реакторов с целью поддержания определенного состава газовой фазы реагирующих веществ. Поэтому в конструкции обоих реакторов внесены незначительные изменения, связанные с необходимостью предотвращения утечки газа. В реакторе ГРМС (с мешалкой в свободном объеме) закрыто отверстие в крышке. В реакторе ГРМЦ (с мешалкой в циркуляционном контуре) удален узел выносного сепаратора. The implementation of the claimed method requires sealing chemical reactors in order to maintain a certain composition of the gas phase of the reacting substances. Therefore, minor changes were made to the design of both reactors related to the need to prevent gas leakage. In the GRMS reactor (with a stirrer in the free volume), the hole in the lid is closed. A remote separator assembly has been removed in the SRMC reactor (with a stirrer in the circulation circuit).

Условия проведения реакции находятся в диапазоне указанных давлений и температур. Конкретный режим проведения действий рассчитывается с учетом термодинамических параметров реактора и следующих переменных: а) концентрация сернистой кислоты, поступающей на окисление; б) концентрация компонентов газовой фазы внутри реактора; в) время пребывания веществ в химическом реакторе. The reaction conditions are in the range of the indicated pressures and temperatures. The specific mode of action is calculated taking into account the thermodynamic parameters of the reactor and the following variables: a) the concentration of sulfurous acid supplied to oxidation; b) the concentration of the components of the gas phase inside the reactor; c) the residence time of substances in a chemical reactor.

Пример. В закрытый сосуд, заполненный кислородом, влили 5 мл концентрированной азотной кислоты, а затем 1 л раствора сернистого ангидрида в воде (сернистая кислота) с массовой долей SO₂, равной 10,1%. Реакционную смесь перемешивали магнитной мешалкой и одновременно вводили в сосуд кислород до тех пор, пока газовая фаза не приобрела устойчивую желто-коричневую окраску, что свидетельствует о полном окислении сернистой кислоты. Образовавшаяся жидкость являлась серной кислотой (не обеспечивала бромную воду и перманганат калия) и имела плотность d= 1,08, что соответствует концентрации 12,96%.Example. In a closed vessel filled with oxygen, 5 ml of concentrated nitric acid was poured, and then 1 l of a solution of sulfur dioxide in water (sulfur dioxide) with a mass fraction of SO ₂ equal to 10.1%. The reaction mixture was stirred with a magnetic stirrer and oxygen was simultaneously introduced into the vessel until the gas phase acquired a stable yellow-brown color, indicating complete oxidation of sulfuric acid. The resulting liquid was sulfuric acid (did not provide bromine water and potassium permanganate) and had a density of d = 1.08, which corresponds to a concentration of 12.96%.

Claims

The method of producing sulfuric acid by oxidation of sulfurous acid with pure oxygen in the presence of nitrogen oxides, characterized in that the process is carried out at a pressure of 1 to 2 atm and a temperature of 30 - 120 ^o C, these conditions are supported by controlling the concentration of sulfuric acid supplied to the oxidation, the reaction rate is controlled by changing the concentration of the components of the gas mixture inside the reactor.