Mokhoa oa ho Etsa Sulfuric Acid
Asiti ea sulfuric (H₂SO₄) ke e 'ngoe ea lik'hemik'hale tsa bohlokoa ka ho fetisisa tsa indasteri lefatšeng. Hangata e bitsoa "mokokotlo oa indasteri ea lik'hemik'hale" ka lebaka la lits'ebetso tsa eona tse pharaletseng: ho tloha tlhahisong ea manyolo a phosphate le ammonium sulfate, ka ts'ebetso ea peterole, ho hloekisa tšepe, tlhahiso ea betri ea lead-acid, ho ea indastering ea masela le ea meriana. Tlhokahalo e phahameng ea sulfuric acid e lebisitse nts'etsopele ea lits'ebetso tsa tlhahiso tse sebetsang hantle, tse theko e tlase le tse mosa tikolohong. Hona joale, mokhoa o tloaelehileng haholo o sebelisoang ka tekanyo ea indasteri ke Mokhoa oa ho Kopana, o nkang sebaka sa mekhoa ea khale joalo ka Mokhoa oa Lead Chamber.
Kakaretso ea Tlhahiso ea Asiti ea Sulfuric
Ka kakaretso, tlhahiso ea asiti ea sulfuric ka Mokhoa oa ho Kopana e kenyelletsa mekhahlelo e 'maloa e meholo: (1) ho thehoa ha sulfur dioxide (SO₂), (2) ho hloekisoa le ho omisoa ha khase, (3) ho oxidation ha SO₂ ho trioxide ea sulfur (SO₃) ka catalyst, (4) ho monngoa ha SO₃ ka har'a asiti e teteaneng ea sulfuric ho theha oleum, le (5) ho hlapolloa ha oleum ho asiti ea sulfuric ka mahloriso a lakatsehang. Mohato ka mong o hloka taolo e tiileng ea mocheso, khatello le motsoako oa khase ho fumana chai e phahameng le ho fokotsa mesi e kotsi ea khase.
1. Sebopeho sa Sulfur Dioxide (SO₂)
Lisebelisoa tse tala tse ka sehloohong tlhahisong ea sulfuric acid e ka ba sebabole sa elemental, khase ea H₂S e tsoang libakeng tsa ho hloekisa oli, kapa li-ore tsa tšepe tsa sulfide (mohlala, pyrite FeS₂). Mokhoa o tloaelehileng haholo ke ho chesa sebabole sa elemental moeeng o omileng:
S(s) + O₂(g) → SO₂(g) + matla
Karabelo ena ke exothermic (e lokolla mocheso). Mocheso o hlahang hangata o sebelisetsoa ho hlahisa mouoane, kahoo limela tsa sulfuric acid hangata li kopanngoa le litsamaiso tsa ho hlaphoheloa ha matla. Haeba phepelo ea lijo e le sulfide ore, ore e besoa ho hlahisa SO₂. Leha ho le joalo, tšebeliso ea sebabole sa mantlha e atisa ho hlahisa khase e hloekileng le ho nolofatsa ts'ebetso ea tlhoekiso.
2. Ho Hloekisa le ho Omisa Khase
Likhase tse tukang ha li na SO₂ le N₂ feela tse tsoang moeeng, empa li ka boela tsa jara lerōle, mouoane oa metsi, le litšila tse ling tse kang metsoako ea arsenic kapa likaroloana tsa catalyst haeba li tsoa oli. Litšila tsena li kotsi hobane li ka chefo catalyst nakong ea mohato oa oxidation. Ka hona, khase e tlameha ho sebetsoa ka yuniti ea tlhoekiso, mohlala:
– Sehahi sa sefefo kapa sesebelisoa sa motlakase se laolang lerōle/likaroloana tse tšesaane
– Sehlatsoa ho fokotsa litšila tse itseng tse qhibilihang
– Sesebelisoa sa ho omisa (tora ea ho omisa) se sebelisang asiti e matla ea sulfuric ho monya mouoane oa metsi
Ho omisa khase ho bohlokoa haholo hobane boteng ba metsi bo ka baka ho thehoa ha moholi oa asiti, ba sitisa ts'ebetso ea ho monya SO₃, 'me ba eketsa ts'enyeho lisebelisoa.
3. Ho oxidation ha SO₂ ho SO₃ (Mokhahlelo oa Bohlokoa oa Ts'ebetso ea ho Kopana)
Mohato oa mantlha oa Tsamaiso ea ho Kopana ke ho oxidation ha sulfur dioxide ho ba sulfur trioxide:
2 SO₂ (g) + O₂ (g) ⇌ 2 SO₃ (g)
Karabelo ena ke ea exothermic 'me ke karabelo ea tekano. Ka khopolo-taba, mocheso o tlase o rata ho thehoa ha SO₃ (hobane karabelo ke ea exothermic). Leha ho le joalo, mocheso o tlase haholo o liehisa sekhahla sa karabelo. Ka hona, indasteri e khetha maemo a matle ka ho fetisisa: mocheso oa hoo e ka bang 400–450°C le khatello e haufi le khatello ea sepakapaka (kapa e phahameng hanyane). Ho potlakisa karabelo, ho sebelisoa catalyst ea vanadium(V) oxide (V₂O₅), e behiloeng ka har'a bethe ea catalyst ka har'a converter.
Hangata di-converter di na le dibethe tse ngata tsa di-catalyst tse nang le sistimi ya ho phodisa. Sena se netefatsa hore mocheso o dula o le ka hara tekanyo e nepahetseng: haeba ho chesa haholo, tekano e kgutlela ho SO₂, athe catalyst e ka boela ya ba le ts'ebetso e fokotsehileng maemong a feteletseng a mocheso.
Ho ntlafatsa bokgoni le taolo ya mesi e tswang kgase, dimela tse ngata tsa sejwalejwale di sebedisa moralo wa Double Contact Double Absorption (DCDA). Sebopehong sena, kgase e feta ka hara converter, moo karolo e nngwe ya SO₃ e monyelwang, mme kgase e kgutlisetswa ho converter bakeng sa oxidation e eketsehileng pele e monyelwa ka ho qetela. Sephetho ke phetoho e hodimo ya SO₂ le mesi e fokolang.
4. Ho Monya ha SO₃ le ho Theha Oleum
Mohato o latelang ke ho hapa SO₃. Ha o sheba ka lekhetlo la pele, ho bonahala ho le bonolo ho arabela SO₃ ka metsi:
SO₃ (g) + H₂O (l) → H₂SO₄ (l)
Leha ho le jwalo, mesebetsing ya diindasteri, karabelo e tobileng le metsi e baka bothata bo boholo: SO₃ e arabela ka potlako haholo mme e hlahisa moholi wa sulfuric acid o thata ho o kopanya le ho monya, ka hona o eketsa tahlehelo ya dihlahiswa le dikotsi tsa ho ntsha mosi. Ka hona, SO₃ ha e monyelwe ke metsi, empa e monyetswe ke sulfuric acid e matla (hangata 98%) ho theha oleum (sulfuric acid e fetang SO₃):
SO₃ (g) + H₂SO₄ (l) → H₂S₂O₇ (l)
Oleum (H₂S₂O₇) e boetse e bitsoa pyrosulfuric acid. Ke "mofuta oa polokelo" oa SO₃ o bonolo ho o sebetsana le litsamaisong tsa metsi. Ho monya SO₃ ka har'a sulfuric acid e matla ho boetse ho thusa ho thibela ho thehoa ha moholi oa asiti le ho eketsa katleho ea ho monya.
5. Ho qhibiliha ha Oleum ho ba Sulfuric Acid
Hang ha oleum e se e thehilwe, mohato wa ho qetela ke ho hlahisa sulfuric acid ka tekanyo e loketseng tlhoko ya mmaraka, jwalo ka 98% bakeng sa tshebediso ya indasteri ka kakaretso kapa maemo a tlase bakeng sa ditshebediso tse itseng. Ho qhala ho fihlellwa ka ho eketsa metsi ka tsela e laolehileng:
H₂S₂O₇ (l) + H₂O (l) → 2 H₂SO₄ (l)
Ho hlapolloa hona le hona ke karabelo e tsoang ho exothermic, kahoo e tlameha ho etsoa ka taolo e tiileng ea mocheso le mekhoa ea polokeho. Mokhoa o tsebahalang oa polokeho ke ho eketsa asiti metsing, eseng ka tsela e 'ngoe, ho thibela ho fafatsa ka lebaka la ho futhumatsa ka tšohanyetso. Ka tekanyo ea indasteri, litsamaiso tsa ho kopanya li entsoe ka li-chiller, li-stirrer le li-sensor tsa mocheso ho laola ho lokolloa ha mocheso ho tsoa karabelong.
Lintlha tsa Polokeho le Tikoloho
Tlhahiso ea sulfuric acid e kenyelletsa likhase tse kotsi (SO₂, SO₃) tse ka bakang ho teneha ho hoholo ha phefumoloho le ho kenya letsoho puleng ea asiti haeba e lokolloa sepakapakeng. Ka hona, semela se kenya tšebetsong:
1. Sistimi ea DCDA le yuniti ea ho monya ho eketsa phetoho ea SO₂ ho SO₃ le ho fokotsa likhase tse kotsi.
2. Sesebelisoa sa ho tlosa moholi ho hapa moholi oa asiti ho tsoa molapong oa khase pele o lokolloa ka chimney.
3. Thepa e sa senyeheng ke mafome (mohlala, litšepe tse itseng, metsoako e khethehileng, kapa liaparo tse sireletsang) hobane H₂SO₄ e senya haholo, haholo-holo maemong a itseng a mocheso le mocheso.
4. Tlhokomelo e tsoelang pele ea mosi o tsoang ho netefatsa hore ts'ebetso ea tikoloho e latela melaoana.
Ho phaella moo, mocheso oa liketso tsa exothermic hangata o sebelisoa lits'ebetsong tsa ho hlaphoheloa ha matla, e leng se etsang hore ts'ebetso e be le matla a mangata le ho fokotsa carbon footprint.
Ho koala
Mekhoa ea sejoale-joale ea tlhahiso ea asiti ea sulfuric e laoloa ke Mokhoa oa ho Kopana ka lebaka la bokhoni ba eona bo phahameng, boleng bo botle ba sehlahisoa, le mesi e ka laoloang ka mahlale a kang DCDA. Mehato ea bohlokoa e kenyelletsa ho chesoa ha sebabole ho hlahisa SO₂, ho hloekisa le ho omisa khase, ho oxidation ea catalytic ho SO₃, ho monya SO₃ ka har'a asiti e teteaneng ea sulfuric ho theha oleum, ebe ho hlapolloa ha oleum ho ea ho asiti ea sulfuric ha ho hlokahala. Ka liparamente tse laoloang tsa ts'ebetso, moralo o loketseng oa fektheri, le litsamaiso tse matla tsa polokeho le tikoloho, indasteri e ka hlahisa asiti ea sulfuric e ngata ka mokhoa o tšepahalang ho tšehetsa makala a fapaneng a moruo.
Haeba o lakatsa, nka etsa mofuta wa sengoloa sena ka sebopeho se seholoanyane sa thuto (ka dihloohoana tse reng “selelekela–mokgwa–diphetho–puisano”) kapa ka eketsa chate ya tsamaiso ho etsa hore ho be bonolo ho e utlwisisa.
