ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы обжига серосодержащего сырья из "Производство серной кислоты Издание 2" В технике сернистым газом называется газовая смесь, содержащая сернистый ангидрид, концентрация компонентов сернистого газа (SOj, Oj, N h др.) различна в зависимости от состава исходного сырья и методов его обжига. [c.67] Сульфид железа FeS также сгорает, но точный механизм этого процесса не установлен, и пока предложено несколько схем промежуточных реакций. По одной из них первой стадией окисления FeS является образование сульфатов железа, далее разлагающихся до окислов железа. По другим представлениям, FeS непосредственно окисляется до окислов железа. [c.67] Благоприятными условиями для образования Feg04 являются высокая температура, повышенное содержание сернистого ангидрида в газе и относительно большое содержание несгоревшего колчедана. Присутствующие в колчедане сульфаты свинца, магния, кальция, бария при обжиге не разлагаются. Карбонаты металлов при обжиге выделяют двуокись углерода и образуют окислы соответствующих металлов, которые затем превращаются в сульфаты. [c.68] В этом случае уменьшается содержание кислорода в обжиговом газе, что понижает скорость дальнейшего процесса окисления сернистого ангидрида на катализаторе. [c.68] Суммарный тепловой эффект реакций (3-6) и (3-7) положителен и состав ляет 828,4 кдж (197,7 ккал), что обеспечивает аутотермичность процесса получения сернистого газа таким способом. [c.68] Понизить температуру разложения aS04 можно также при добавлении в шихту кремнезема, окислов алюминия и железа. [c.68] Температура обжига серосодержащего сырья. Медленное окисление пирита с выделением сернистого ангидрида начинает происходить уже при 170—260 °С, температура же воспламенения колчедана различных optoB колеблется от 375 до 420 °С. При этом чем тоньше измельчен колчедан, тем ниже температура его воспламенения. Примеси кремнезема к колчедану повышают температуру воспламенения, а примеси органических продуктов понижают ее. [c.69] По-видимому, на поверхности частиц колчедана образуется защитная пленка сульфата железа, тем более плотная, чем выше содержание кислорода в газе. [c.70] В механических печах (стр. 79) большое количество тепла теряется в окружающую среду через стенки печей и отводится воздухом, охлаждающим валы и гребки печи, что следует учитывать при определении истинной температуры горения колчедана. Гораздо меньше потери тепла в окружающую среду в печах пылевидного обжига и кипящего слоя (КС), так как их поверхность, через которую происходит теплообмен, относительно невелика кроме того, в таких печах отсутствуют детали, охлаждаемые воздухом, отводящим значительное количество тепла. [c.70] На рис. 3-1 показана приближенная зависимость между температурой и концентрацией SO в обжиговом газе, образующемся при адиабатическом сжигании серы в различном количестве воздуха, имеющего температуру О °С. В практических условиях возможности повышения температуры в печи и получения газа с высокой концентрацией сернистого ангидрида ограничены тем, что при температуре выше 1300 °С быстро разрушается футеровка печи и газоходов. Поскольку размеры печей для сжигания серы сравнительно невелики, то и потери тепла в окружающую среду незначительны, поэтому графиком, приведенным на рис. 3-1, можно пользоваться для ориентировочных расчетов. [c.70] При существующих методах очистки горючих газов жидкими поглотителями (мокрые методы) получаемый сероводородный газ в большинстве случаев характеризуется высокой концентрацией Н 5. Поэтому при сжигании такого газа, даже в смеси с возду-хо м, содержащим большое количество балластного азота, развивается высокая температура. Температура тем выше, чем больше концентрация сероводорода в сжигаемом газе и меньше избыток воздуха. Сжигание сероводорода при высокой температуре целесообразно, так как в этом случае увеличивается скорость горения и улучшаются условия использования тепла. Однако при температуре сжигания выше 1200 °С возникают трудности, связанные с подбором материалов, из которых выполняются печи. [c.71] Смеси сероводорода с кислородом или воздухом при определенных соотношениях компонентов способны самовоспламеняться при нагревании. Температура воспламенения смеси сероводорода с кислородом составляет 220—235 °С, смеси с воздухом 346— 379 °С (по некоторым данным 290 °С). [c.71] Скорость горения серосодержащего сырья. Скорость горения колчедана зависит от,скорости разложения FeS на серу и FeS, а также от скорости окисления сульфида железа FeS и серы с образованием SO,. С повышением температуры и содержания кислорода в газовой смеси и с уменьшением размера кусков колчедана скорость указанных процессов возрастает и, следовательно, увеличивается скорость горения колчедана. Существенное влияние на скорость горения колчедана оказывают его химический и минералогический состав, а также кристаллическое строение и наличие различных примесей. [c.71] При обжиге колчедана большие затруднения вызывает спекание (шлакование) горящего материала. С повышением температуры спекание колчедана увеличивается, оно зависит также от состава (сорта) колчедана. Колчедан, богатый серой (около 35% S), спекается уже при 800 °С, большинство колчеданов спекается при 900 °С. В механических печах спекание колчедана приводит к уменьшению интенсивности его горения, так как уменьшается поверхность соприкосновения колчедана с кислородом воздуха. [c.71] Образование спекшихся кусков колчедана приводит к поломке гребков печи кроме того, увеличиваются потери серы с огарком. [c.72] При сжигании колчедана в печах пылевидного обжига и кипящего слоя (печи КС) спекание колчедана недопустимо, так как образующиеся при этом комки спекшегося колчбдана нарушают процесс его горения во взвешенном состоянии. Вследствие того, что в печах КС в кипящем слое находится огарок с незначительным содержанием серы, спекание материала в таких печах происходит при более высокой температуре, чем в механических печах и печах пылевидного обжига. [c.72] Во всех случаях для уменьшения возможности спекания колчедана понижают температуру обжига. [c.72] Состав обжигового газа. В процессе сжигания серосодержащего сырья кислород расходуется не только на образование сернистого ангидрида, но и на окисление других компонентов серного сырья (например, железа при обжиге колчедана, водорода при сжигании сероводорода). Поэтому состав обжигового газа зависит от вида обжигаемого сырья и концентрации кислорода в газе, поступающем в печь. [c.72] Сзог—содержание ЗОз обжиговом газе, объемн. [c.72] Если не учитывать образования ЗОд в процессе обжига сырья, то уравнение (3-19) упрощается ,. [c.72] Вернуться к основной статье