ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы обжига серосодержащего сырья из "Технология серной кислоты" В технике сернистым газом называют газовую смесь, содержащую диоксид серы концентрация компонентов сернистого газа (ЗОг, Ог, Нг и др.) различна в зависимости от состава исходного сырья и методов его обжига. [c.58] Такая реакция протекает и при сжигании элементной серы. [c.58] Сульфид железа РеЗ также сгорает, однако точный механизм этого процесса не установлен предложено лишь несколько примерных схем. По одной из них первой стадией окисления РеЗ является образование сульфатов железа, далее разлагающихся до оксидов железа. По другим схемам РеЗ непосредственно окисляется до оксидов железа. [c.58] Благоприятными условиями для образования Рез04 являются высокая температура, повышенное содержание ЗОг в газе и относительно большое количество несгоревшего колчедана. Присутствующие в колчедане сульфиды цветных металлов образуют оксиды или сульфаты в зависимости от условий обжига (температуры, содержания в газе кислорода и др.). При обжиге карбонатов металлов выделяется диоксид углерода и образуются оксиды соответствующих металлов, которые затем превращаются в сульфаты. [c.58] При этом уменьшается содержание кислорода в обжиговом газе, что понижает скорость дальнейшего процесса окисления SO2 на катализаторе. [c.59] Суммарный тепловой эффект реакций (3-6) и (3-7) составляет 828,4 кДж (197,7 ккал), что обеспечивает автотермичность процесса получения SO2 таким способом. [c.59] Понизить температуру разложения aS04 можно также путем добавления в шихту кремнезема, оксидов алюминия и железа. [c.59] Температура обжига серосодержащего сырья. Медленное окисление пирита с выделением SO2 начинается уже при 170— 260°С, температура же воспламенения колчедана различных сортов колеблется от 290 до 420 °С. При этом, чем тоньще измельчен колчедан, тем ниже температура его воспламенения. Например, по некоторым данным, при размере зерен 0,00—0,05, 0,08—0,1 и 1—2 мм температура воспламенения соответственно равна 290, 405 и 428 °С. Примеси кремнезема к колчедану повышают температуру его воспламенения, а примеси органических продуктов понижают ее. [c.60] Следует отметить, что при увеличении содержания кислорода в газовой смеси температура воспламенения сырья несколько повыщается. По-видимому, на поверхности частиц колчедана образуется защитная пленка сульфата железа тем более плотная, чем выше содержание кислорода в газе. [c.60] При существующих методах очистки горючих газов жидкими поглотителями (мокрые методы) получаемый сероводородный газ в большинстве случаев характеризуется высокой концентрацией НгЗ. При сжигании такого газа даже в смеси с воздухом, содержащим большое количество балластного азота, развивается высокая температура, которая 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 изготовляются печи. [c.61] Смеси сероводорода с кислородом или воздухом при определенных соотношениях 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.61] Скорость горения серосодержащего сырья. При горении колчедана протекают следующие процессы 1) разложение РеЗг по реакции (3-1) 2) подвод Ог из газовой фазы к поверхности зерен колчедана 3) окисление серы по реакции (3-2) 4) окисление Ре5 с образованием 50г и РегОз 5) отвод тепла, выделяющегося при окислении, от зерен колчедана к газу 6) отвод 50г из зоны реакции в газовую фазу. [c.62] В зависимости от условий обжига (температуры, размера зерен, скорости газового потока и др.) влияние этих процессов на общую скорость процесса различно. В большой степени скорость горения колчедана зависит от его химического и минералогического состава, а также от кристаллического строения. При низкой температуре скорость химических реакций (процессы 1, 3, 4) ниже скорости диффузионных процессов (2, 5 и 6), поэтому общая скорость процесса определяется протеканием реакций 1, 3 и 4, т. е. процесс проходит в кинетической области. [c.62] При обжиге колчедана в неподвижном слое наиболее медленными являются процессы 2, 5, и 6, т. е. процессы массо- и теплоотдачи (процесс протекает в диффузионном режиме). [c.62] Степень окисления колчедана существенно изменяется во времени (рис. 3-2), а также зависит от температуры и содержания кислорода. Так, при повышении температуры обжига в кипящем слое от 600 до 750 °С интенсивность окисления колчедана увеличивается в 1,8 раза, а халькоперита в 2,3 раза. С увеличением содержания кислорода в дутье скорость окисления колчедана в кипящем слое (в диффузионной области окисления) увеличивается прямолинейно (рис. 3-3). [c.62] При обжиге в производственных условиях большие затруднения вызывает спекание (шлакование) горящего материала. С повышением температуры спекание колчедана увеличивается, оно зависит также от состава (сорта) колчедана. Колчедан, содержащий около 35% 5, спекается уже при 800 °С большинство колчеданов спекается при 900 °С. [c.62] При сжигании колчедана в печах пылевидного обжига и кипящего слоя спекание колчедана недопустимо, так как образующиеся комки пека нарушают процесс горения колчедана во взвешенном состоянии. Вследствие того, что 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.62] Во всех случаях для уменьшения возможности спекания колчедана снижают температуру обжига. [c.62] В табл. 3-1 приведены полученные по этому уравнению формулы для вычисления содержания кислорода в обжиговом газе из различного сырья. Если в уравнении, помещенном в табл. 3-1, приравнять Со нулю (что соответствует отсутствию кислорода), можно определить теоретическое содержание ЗОг в обжиговом газе. [c.63] На рис. 3-4 показана зависимость между содержаниями ЗОг и кислорода в обжиговом газе, получаемом при горении различного серосодержащего сырья в воздухе. [c.63] Вернуться к основной статье