Quy trình sản xuất axit sulfuric trong công nghiệp như thế nào ?

Meraki Center

Quy trình công nghiệp sản xuất axit sulfuric là gì? Quá trình sản xuất axit sulfuric là gì? Và những vấn đề liên quan đến công nghệ thì sao? Tham khảo đầy đủ thông tin về nó qua bài viết dưới đây.

Với nhiều ứng dụng hữu ích trong sản xuất, xử lý nước thải và trong phòng thí nghiệm, axit sulfuric không còn xa lạ với chúng ta. Nhưng bạn đã hiểu rõ về quy trình, công nghệ và những tiến bộ trong sản xuất axit sunfuric chưa? Tham khảo thông tin nghiên cứu chi tiết qua bài viết dưới đây cùng Vũ Hoàng nhé!

Quy trình công nghiệp sản xuất axit sulfuric là gì?

Quy trình sản xuất axit sunfuric:

Công nghệ sản xuất axit sunfuric có 3 công nghệ: công nghệ tiếp xúc, công nghệ NOx và công nghệ CaSO4. Cả ba công nghệ đều có nguyên lý chung là thu giữ SO2 từ các nguyên liệu đầu vào khác nhau. Chẳng hạn như lưu huỳnh, pyrit, chalkopyrit, sphalerit, galena, CaSO4, khí rửa, khí thải có chứa oxit lưu huỳnh… Công nghệ sản xuất axit sunfuric đều hoạt động theo quy luật thu SO2. Từ một số vật liệu khác nhau: CaSO4, khí thải có chứa sunfua oxit, lưu huỳnh,… Sau đó khi sử dụng các thiết bị tiếp xúc có sử dụng thêm chất xúc tác thì SO2 bị oxy hóa thành SO3. Cuối cùng, qua hấp thụ trong axit loãng, SO3 sẽ trở thành H2SO4. Ngày nay công nghệ sản xuất này bao gồm công nghệ tiếp xúc, công nghệ NOx và công nghệ CaSO4.

Axit sunfuric được sử dụng rất nhiều trong đời sống hiện nay

Công nghệ tiếp xúc hiện nay là công nghệ sản xuất axit sunfuric hiện đại nhất được sử dụng trên thế giới để sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp. Theo công nghệ sản xuất H2SO4 này, chúng ta có 2 loại dây chuyền sau:

• Tiếp điểm đơn (chuỗi tiếp xúc và hấp thụ 1 lần):

Dòng này được áp dụng rất phổ biến trước những năm 1970. Hiệu suất chuyển đổi SO2 thành SO3 đạt 98%. Khi đó lượng SO2 chưa được chuyển hóa thải vào khí quyển sẽ gây ô nhiễm môi trường. Đường tiếp xúc đơn còn được gọi là đường tiếp xúc và hấp thụ đơn. Đây là dòng được sử dụng rộng rãi trước những năm 1970. Hiệu suất của quá trình đạt 98% trong việc chuyển SO2 thành SO3. Tuy nhiên, lượng SO2 còn lại không được chuyển hóa sẽ gây ô nhiễm môi trường. Bởi vì nó được thải vào khí quyển.

• Tiếp điểm kép (chuỗi tiếp xúc và hấp thụ hai lần):

Do các quy định nghiêm ngặt về bảo vệ môi trường. Từ năm 1970, đường dây tiếp xúc đơn dần dần bị loại bỏ. Thay vào đó là dây chuyền sản xuất kép giúp hiệu suất chuyển hóa SO2 lên tới 99,9%. Chuỗi tiếp xúc kéo còn được gọi là chuỗi tiếp xúc kép và chuỗi hấp thụ. Đường dây này đã khắc phục được điểm yếu của đường truyền tiếp xúc đơn. Tỷ lệ chuyển hóa SO2 khi sử dụng dòng này lên tới 99,9%. Đường này đảm bảo lượng khí thải SO2 vào không khí nằm trong giới hạn cho phép là 500 mg/m3. Một số quy trình sản xuất axit sunfuric sử dụng công nghệ tiếp xúc kép điển hình như MONSANTO, NORAM – CECEBE…

Xem thêm: >>> Axit H2SO4 là gì? Tính chất và ứng dụng của axit sunfuric là gì?

Quy trình sản xuất axit sunfuric:

Bước sản xuất axit sunfuric

Quá trình sản xuất axit sulfuric trải qua nhiều bước và phản ứng hóa học khác nhau. Tóm tắt toàn bộ quá trình, chúng ta có thể trình bày các giai đoạn sản xuất axit sulfuric như sau:

Quy trình sản xuất axit sunfuric đầu tiên là điều chế SO2:

Đốt pyrit trong lò dùng để sản xuất khí SO2. Kết quả khi đốt sẽ sinh ra SO2, O2 và một số tạp chất khác. Khi đó hỗn hợp khí SO2 sẽ thu được ở đầu lò. Để loại bỏ tạp chất và O2, chúng tôi tinh chế hỗn hợp thu được để thu được SO2. Tinh chế bằng cách tách tạp chất ra khỏi hỗn hợp bằng hệ thống chuyên dụng. Chẳng hạn như tách bụi lốc xoáy, tách asen, tách H2SO4 “mù”, tách hơi nước,…

Quy trình sản xuất axit sunfuric thứ hai:

SO2 sẽ bị oxy hóa thành SO3 bằng chất xúc tác rắn (V2O5). Mức độ chuyển hóa SO2 thành SO3 phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc và nhiệt độ. Sau đó nếu thời gian tiếp xúc của các chất liên quan. Và khi chất xúc tác tăng lên thì tỷ lệ chuyển đổi cũng tăng lên.

Quy trình sản xuất axit sunfuric cuối cùng:

Nó hấp thụ SO3 để tạo ra axit sulfuric. Lúc này SO3 sẽ được xử lý bằng nước bằng cách phản ứng với H2O tạo thành H2SO4.

Một số cải tiến công nghệ trong quy trình sản xuất axit sunfuric

Với yêu cầu sản xuất ngày càng cao và các yếu tố môi trường. Yêu cầu về công nghệ sản xuất H2SO4. Các cải tiến phải được thực hiện để giải quyết các yêu cầu và vấn đề đó như:

Vấn đề thu hồi nhiệt thải

Trong quy trình sản xuất H2SO4 bằng phương pháp đốt lưu huỳnh. Chúng ta có tới 98% năng lượng hóa học vốn có của chất phản ứng đi kèm. Khi đốt lưu huỳnh tạo ra H2SO4. Chúng ta có tới 98% hàm lượng hóa học của các chất tham gia phản ứng. Lượng nhiệt còn lại sẽ được đưa vào dưới dạng nén thông qua hệ thống quạt.

Với quy trình sản xuất thông thường, khoảng 57,5% tổng năng lượng được thu hồi dưới dạng hơi nước áp suất cao. 3% bị thất thoát theo khí thải qua ống khói, 0,5% bị thất thoát dưới dạng nhiệt, 39% bị thất thoát dưới dạng nhiệt thải. Khi áp dụng vào quy trình sản xuất thông thường. Phần tổng năng lượng thu hồi dưới dạng hơi nước áp suất cao là 57,5%. Chúng ta mất thêm 3% qua ống khói cùng với khí và 0,5% bị mất dưới dạng nhiệt. Khi đó chúng ta sẽ còn lại tổng cộng 39% ở dạng nhiệt thải.

Ứng dụng hệ thống xử lý khí thải lò hơi trong sản xuất axit sunfuric

Thách thức ở đây là cải tiến công nghệ sản xuất axit sulfuric. Là thu hồi và sử dụng 39% năng lượng dưới dạng nhiệt thải. Và hiện nay lượng nhiệt thải này được thu hồi và sử dụng để sản xuất nước nóng cho:

• Sản xuất nước nóng cho hệ thống cấp nước nóng sinh hoạt tại các địa phương. Hệ thống cấp nước nóng sinh hoạt tại các địa phương.
• Sản xuất nước nóng trong quy trình dùng để cô đặc H2SO4 trong nhà mát. Ứng dụng trong quá trình cô đặc H2SO4 trong nhà máy.
• Sản xuất nước nóng cung cấp cho cơ sở sản xuất. Cơ sở sản xuất.

Cải thiện quá trình hấp thụ và làm mát Quá trình hấp thụ và làm mát được tối ưu hóa

Cải thiện quá trình hấp thụ và làm mát. Sẽ giúp sử dụng axit nhiệt độ cao mà không làm giảm hiệu suất hấp thụ của nó. Bởi vì khi nhiệt độ tăng lên, trong các tháp hấp thụ thông thường. Chúng cũng sẽ đạt đến giới hạn hoạt động, làm giảm hiệu quả hấp thụ khi hoạt động. Hiện nay, các nhà máy áp dụng tháp hấp thụ venturi cho phép.

Đồng thời, nó cải thiện hiệu quả hấp thụ và làm mát. Khi cả hai khâu hấp thụ và làm mát đều được tối ưu hóa. Điều này sẽ giúp axit được sử dụng ở nhiệt độ cao nhưng vẫn đảm bảo không làm giảm hiệu suất hấp thụ. Bởi vì tháp hấp thụ thông thường chưa cải thiện được hai bước này. Sẽ đạt tới giới hạn vận hành khi nhiệt độ tăng quá cao và liên tục. Điều này sẽ làm giảm hiệu suất hấp thụ của toàn bộ quá trình trong quá trình vận hành. Việc áp dụng những cải tiến công nghệ mới trong cả hấp thụ và làm mát mang lại nhiều lợi ích. Khi đó công suất điện tạo ra sẽ lớn hơn mà không thải ra khí (CO2). Gây hiệu ứng nhà kính góp phần đáng kể vào việc bảo vệ môi trường.

Xem thêm bài viết: >>> Khắc phục sự cố với H2SO4 – Axit Sunfuric

Cải thiện hệ thống an toàn

Vấn đề an toàn trong sản xuất axit sunfuric luôn được các doanh nghiệp đặt lên hàng đầu. Hệ điều hành đòi hỏi mức độ an toàn ngày càng cao hơn. Vì vậy, các nhà máy mới hiện nay có một số hệ thống an toàn được cải tiến như: Một số hệ thống an toàn cải tiến được sử dụng trong các nhà máy mới hiện nay như:

• Hệ thống đo tốc độ ăn mòn liên tục Hệ thống đo tốc độ ăn mòn liên tục.
• Hệ thống giám sát rò rỉ, còi và hệ thống đèn tín hiệu có còi. Và đèn tín hiệu khi phát hiện rò rỉ.
• Hệ thống đo độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt và độ pH kết hợp với hệ thống khóa liên động tương ứng. Hệ thống khóa liên động
• Hệ thống đo độ dẫn điện.
• Hệ thống đo độ dẫn nhiệt
• Hệ thống đo pH

Quy trình sản xuất H2SO4

Kết luận về quy trình sản xuất axit sunfuric:

Hy vọng bài viết trên đã mang đến cho các bạn nhiều thông tin tham khảo hữu ích liên quan đến sản xuất axit sunfuric. Nếu có thắc mắc bạn có thể liên hệ qua HOTLINE hoặc Website: https://vuhoangco.com.vn để nhận được câu trả lời tốt nhất từ ​​đội ngũ Công ty Vũ Hoàng!