A kémiai lecke a témában - a kénsav előállítása
Az alapanyag előállítására kénsav kén, fém-szulfidok, hidrogén-szulfid, a kipufogógázok hőerőművek, vas-szulfátok, medi.Iskhodnym alapanyag előállítására kénsav lehet kén, hidrogén-szulfid, fém-szulfidok. Úgy véljük, a termelés egy érintkező kénsav folyamat, amelyben a nyersanyag pirit (pirit) FeS2
Az üzemanyag kémiai feldolgozása során kedvezőbb feltételeket adnak. Kőszén-kokszban a kén nagy része a kokszolókemencébe vezet, főként hidrogén-szulfid formában. A hidrogén-szulfid kénsav-termelésének technológiája, amely nem tartalmaz a katalizátorra mérgező szennyeződéseket, sokkal egyszerűbb, mint a szulfidérceké. A legolcsóbb a hidrogén-szulfidból nyert sav.
1. Pirit égése, Kén-oxid (II) előállítása. A kemence gáz tisztítása.
Az első szakaszbeli reakcióegyenlet:
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
A zúzott, tisztított, nedves (fenékeltávolítás után) pirid felett töltöttük a sütő kemencét a "fluid ágyban". Az alsó rész (az ellenáramlás elve) lehetővé teszi az oxigénnel dúsított levegőt, hogy tökéletesebb legyen a pirite égetése. A kemence hőmérséklete eléri a 800 ° C-ot. A pirit pirosra melegszik, és felfüggesztett állapotban van az alulról felszívott levegő miatt. Úgy tűnik, hogy forró piros színű forró folyadék.
A kialakuló hő miatt a reakció fenntartja a kemencében a hőmérsékletet. Túlzott mennyiségű hő kerül átirányításra: a kemence átmérője mentén vezet vízzel, amely felmelegszik. A melegvizet a központi fűtéshez több helyiségben is használják.
A kénsav előállításában keletkező Fe2O3 (cinder) vasoxidot nem használják. De összegyűjtjük, és küldött egy kohászati üzem, amelyben a vas-oxidot kapunk fém vas és ötvözetei szén - acél (2% szén C a ötvözet) és öntöttvas (4% szén-C az ötvözet).
Így teljesül a vegyipari termelés elve - hulladékmentes gyártás.
A kemence gáz tisztítása
A kemencéből jön a kemence, amelynek összetétele: SO2. O2. egy pár vizet (pirit nedves volt!) és a legkisebb szemcse-részecskéket (vas-oxid). Az ilyen kemence gázokat meg kell tisztítani a szilárd szemes részecskék és a vízgőz szennyeződésétől.
A tisztítást kemence gáz szilárd részecskéket kalcináljuk van két szakaszban végzik - a ciklon (a centrifugális erő szilárd részecskék kalcináljuk ütközik fel a falon a ciklon és öntünk le) és elektrosztatikus (elektrosztatikus vonzás, a részecskék kalcinált tapadnak villámosított lemezeket az elektrosztatikus porleválasztó, egy elegendő alatt felgyülemlő saját súlya azok ömlött), hogy eltávolítsuk a vízgőzt a kemencében gáz (szárítási kemence gáz), tömény kénsav, ami egy nagyon jó szárítószer, ecause felszívja a vizet.
A kemence gázának szárítása szárító toronyban történik - a kemence gáz emelkedik alulról felfelé, és a koncentrált kénsav lefelé áramlik. A szárítótorony kijáratánál a kemence gáz már nem tartalmaz semmiféle porosodott részecskét, sem vízgőzt. A kemence gáz most kén-oxid SO2 és oxigén O2 keveréke.
A kémiai termelés alapelvei.
2. SO2 oxidálása oxigénnel SO3-ban. A kontaktusban áramlik.
A reakcióegyenlet ebben a szakaszban:
2SO 2 + O 2 2SO 3 + Q
A második lépés komplexitása az, hogy egy oxid oxidációs folyamata egy másikban reverzibilis. Ezért a közvetlen reakciófolyamat (SO3-termelés) optimális feltételeit kell választani:
A közvetlen reakció exotermikus + Q, a kémiai egyensúly elmozdulásának szabályai szerint, a reakció egyensúlyának az exoterm reakció felé való elmozdítása érdekében a rendszer hőmérsékletét csökkenteni kell. De másrészt alacsony hőmérsékleten a reakciósebesség jelentősen csökken. Kísérleti úton a vegyész-technológusok megállapították, hogy az optimális hőmérséklet a közvetlen reakcióhoz és a maximális SO3 képződéshez 400-500 ° C hőmérséklet. Ez egy meglehetősen alacsony hőmérséklet a kémiai termelésben. A reakciósebesség ilyen alacsony hőmérsékleten való növelése érdekében katalizátort vezetünk be a reakcióba. Kísérletileg azt találtuk, hogy a legjobb katalizátor a vanádium-oxid (V) V2O5.
A közvetlen reakció a gázok térfogatának csökkenésével folytatódik: a baloldali 3V gázok (2V SO2 és 1V O2), és jobbra - 2V SO3. Miután a gázok térfogatának csökkenésével közvetlen reakció következik be, a kémiai egyensúly elmozdulásának szabályai szerint növelni kell a rendszerben lévő nyomást. Ezért ezt a folyamatot emelt nyomáson végezzük.
Mielőtt az SO2 és O2 keveréke a kontaktus eszközbe kerülne, 400-500 ° C-ra kell melegíteni. A keverék fűtése a hőcserélőben kezdődik, amely a kontaktor elé kerül. A keverék áthalad a hőcserélő csövek között, és ezekből a csövekből felmelegszik. A csövek belsejében forró SO3 halad át a kontaktus eszközről. Amikor a SO2 és O2 keveréke belép a kontaktóberendezésbe, tovább melegszik a kívánt hőmérsékletre, és áthalad a kontaktusban lévő csövek között.
A kontaktusszerkezet 400-500 ° C-os hőmérsékletét a SO2-SO3-átalakítási reakció során a hő felszabadulása biztosítja. Miután a kén-oxid és az oxigén keveréke eléri a katalizátorrétegeket, elkezdődik az SO2 oxidálásának folyamata az SO3-hoz.
Az előállított SO3 kén-oxid az érintkező eszközbői kiürül és a hőcserélőn átáramlik az abszorpciós toronyba.
A kémiai termelés alapelvei.
A kénsavat gondosan kell szállítani, különben az ember halálához vezethet, a légkör, a hidrosféra és a lithosphere szennyezésével.
Ökológiai szempontból a kénsav termelése "piszkos" termelés, amely az emberi egészség megsértését, a légkör, a hidroszféra, a litoszféra szennyezését eredményezi. A H2SO4 SO2 a kemencéből égő szénbe jut. Az abszorpciós toronyból kilépő gázok SO2-t tartalmaznak, savas esőformákat, a talajt megsavanyították, a műemlékek megsemmisültek, a kénsav elpárolog a süllyedő tartályokból. A savasított vizet természetes forrásokba engedik át.
Ez érdekes ... A Columbia River ott El Rio vinaigrette (sáv. „Savas”), a víz annyira savas, hogy nem hal nem található (V1L víz- 11 g konc. Kénsav). Indonéziában, a tetején egy kialudt vulkán van 3 kis tavak, az egyik tele fényes vörös víz, a második - a kék, a harmadik - a tejfehér. A piros vasionokat tartalmaz, és két másik oldatot különböző sósav- és kénsavkoncentrációban oldunk. A "halott" nem a Holt-tenger, hanem a Szicília szigetén fekvő Halál Tava. A partján nincs növényzet, és minden teremtmény, amely belép, meghal. A tó aljától két koncentrált kénsav forrázik és a víz mérgező.
A kénsav vulkán kráterében
Az osztályt 4 csoportba osztja.
A tanár munkát szervez az új téma tartalmának megértésében, közvetlen kapcsolat révén új információkkal. Olvassa el a 9.12. Bekezdést (314. Oldal) és a javasolt erőforrásokat, és végezze el a javasolt feladatokat a "Klaszter" CM stratégiával és az animáció bemutatásával.
A diákok csoportokban dolgoznak, olvassák el a szöveget, alkotnak egy klasztert.
A csoportok hangszórói más csoportokba költöznek, bemutatják az új anyagot animációs prezentációval és klaszterrel.
Munka egy csoportban
Önszabályozott tanulás (önirányítás a feladatok elvégzésében). ICT.
A csoportos munka eredményeinek megvitatása
a tanár magas rendű kérdéseket tesz fel (nyitott kérdések).
Hogyan érti a kifejezést: a pirite égése a "fluidizált ágyban"?
Magyarázza el, mely kémiai reakciók a kénsav termelés minden egyes szakaszának középpontjában állnak.
Miért használnak kénsavat a kemencében a víz eltávolítására?
Magyarázza el, miért nem a kénsav (VI) adszorpció a víz, hanem a koncentrált kénsav?
A kénsavtermelés Kazahsztánban is létrejött.
A diákok aktív, interaktív kommunikációban tanulják az információkat, szóbeli beszédmódok, viták, érvelések felhasználásával. A megvitatott eszmék szerepelnek a "proximális fejlődés zónájában".
Új megközelítések a tanuláshoz: párbeszédes beszélgetés.