Производство серной кислоты контактным способом включает четыре стадии: получение диоксида серы; очистку газа от примесей; получение триоксида серы; абсорбцию триоксида серы.
Первая стадия связана с получением диоксида из колчедана, который обжигают в печах, где протекает необратимая реакция.
4FeS2+llO2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
Ускорение этой реакции, а следовательно, интенсификация процесса обеспечивается тонким измельчением сырья, тщательным его перемешиванием и избытком воздуха или обогащением воздуха кислородом.
Измельченный серный колчедан обжигают в печах механических полочных, пылевидного обжига и со взвешенным (кипящим) слоем колчедана (рис. 2.1.). Последние печи более эффективны.
Образующийся при обжиге колчедана огарок характеризуется содержанием железа до 50% и после соответствующей подготовки может быть использован для производства чугуна. Из 1 т колчедана получается 0,72…0,75 т огарка.
Печные газы, получаемые при обжиге колчедана, содержат много пыли, для улавливания которой применяют циклоны и электрофильтры (вторая стадия производства серной кислоты). В циклонах пыль оседает под действием центробежных сил. Электрофильтры представляют собой конденсаторы высокого напряжения (60 000… 70 000 В). Запыленный газ проходит между пластинами электрофильтра, где пылинки заряжаются и оседают на противоположно заряженных пластинах. При встряхивании пластин осевшая пыль падает в бункер электрофильтра, из которого затем удаляется.
В электрофильтрах газ очищается до остаточного содержания пыли примерно 0,2 г/м3,чего вполне достаточно для переработки сернистых газов в серную кислоту нитрозным способом. Контактный способ требует более тщательной очистки не только от пыли, но и от газообразных примесей «отравляющих» катализатор, использующийся при окислении доксида серы.
Обжиговый газ после пылеочистки в электрофильтрах имеет температуру около 350 °C и содержит остатки пыли, а также газообразные примеси соединений мышьяка (As2O3), селена (SeO2) и других элементов, способные разрушать катализатор.
Рис. 2.1. Печь для обжига колчедана в кипящем слое
