Производство серной кислоты из колчедана

Курсовая работа

по общей химической технологии

на тему:

Производство серной кислоты из колчедана

Оглавление

Введение

1. Характеристика химического продукта (серная кислота и олеум)

2. Методы получения серной кислоты

3. Контактный способ получения серной кислоты из колчедана

3.1 Характеристика основного и вспомогательного сырья

3.2 Физико-химические характеристики основных стадий процесса

3.3 Описание технологической схемы процесса

3.4 Характеристика используемых химических реакторов

3.5 Характеристика отходов, проблемы их обезвреживания и полезного использования

3.6 Технологические расчеты

3.6.1 Расчет материального баланса производства (по стадиям и сводный баланс)

3.6.2 Расчет теоретических и практических расходных коэффициентов

4. Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта

Заключение

Библиографический список

Введение

Серная кислота является одним из основных продуктов химической промышленности и применяется в различных отраслях народного хозяйства. Существенное достоинство серной кислоты состоит в том, что она не дымит, не имеет цвета и запаха, при комнатной температуре находиться в жидком состоянии и в концентрированном виде не действует на черные металлы. Основная же особенность серной кислоты состоит в том, что она принадлежит к числу сильных кислот и является самой дешевой кислотой (она примерно в 2 раза дешевле азотной и соляной). Свыше 1500 промышленных установок во всем мире вырабатывают этот ценнейший продукт химической промышленности. Мировое производство серной кислоты достигает примерно 150 млн.т. в год. [7]

Серная кислота находит разнообразное применение в нефтяной, металлургической и других отраслях промышленности. Она широко используется в производстве различных солей и кислот, всевозможных органических продуктов, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ и др. Применяется в качестве водоотнимающего и осушающего средства, используется в процессах нейтрализации, травления и многих других. Наиболее важные области применения серной кислоты отражены на рис.1.

Особенно большое количество серной кислоты - свыше 40% всей вырабатываемой продукции - используется в производстве минеральных удобрений. Например, на получение 1 т. в концентрированных фосфорных удобрениях расходуется 2,2 - 2,5 т, а на получение 1 т. сульфата аммония - 0,75 т серной кислоты.

Одновременно с увеличением объема производства серной кислоты расширяется ассортимент продукции сернокислотных заводов, организуется выпуск особо чистой кислоты, 100% SO, высококачественного олеума и кислоты. А также увеличивается производство новых продуктов на основе SO. Кроме олеума, концентрированной серной кислоты и аккумуляторной кислоты, отечественные заводы выпускают также более чистую контактную кислоту улучшенного качества (для производства искусственного волокна, титановых белил и др.), чистый олеум, химически чистую и реактивную серную кислоту.

Сырьем для производства серной кислоты являются элементарная самородная сера, механически смешанная с другими минералами; сернистые металлы (сульфиды), такие, как пирит , медный колчедан , медный блеск , цинковая обманка , а также и др.; сульфаты: гипс, ангидрит, а также и др.

Соотношение между различными видами сырья, применяемого для производства серной кислоты, неодинаково в разных странах. В России в качестве основного сырья используют серу и серный колчедан ( 49,0 и 32, 0 % соответственно (данные 1980 года[3])). Большой процент производства серной кислоты из колчедана обуславливается в основном месторождениями руды на территории России.

Производят серную кислоту двумя способами: контактным и нитрозным (башенным). Оба метода имеют свои достоинства и недостатки. Но в современное время контактный метод вытесняет нитрозный. Это обусловлено тем, что благодаря усовершенствованию контактного способа производства себестоимости более чистой и высококонцентрированной контактной серной кислоты выше, чем башенной. Поэтому строят в России в основном контактные цехи. В настоящее время свыше 90% всей кислоты производится контактным способом [7].

Поэтому производство серной кислоты из колчедана контактным методом является основным производством.

В данной работе будут рассмотрены основы данного производства, его особенности и сравнение контактного и нитрозного способов производств.



Рис. 1. Области применения серной кислоты [7]

1. Характеристика химического продукта

Серная кислота и олеум

Основные константы:

Молекулярный вес: 98,078

Плотность при 20, г/см: 1,8305

Температура плавления 100% , %: 10,37±0,05

Температура кипения , :

100%: 275±5 (разл)

98,479%: 326±5 (макс) [4]

Химический состав серной кислоты выражается формулой ( молекулярная масса 98,08).

Серная кислота обладает типичными свойствами сильных кислот, а также окислительным, водоотнимающим и сульфирующим действием. Согласно ГОСТ 2184 - 84 выпускают:

башенную кислоту, содержащую 75% ;

контактную улучшенную - 92,5-94%;

контактную техническую - 92,5%;

олеум - серную кислоту с растворенным в ней серным ангидридом (18,5 - 24% свободной SO). [2]

Серную кислоту следует рассматривать как соединение одной молекулы ангидрида серной кислоты SO с одной молекулой воды; следовательно, безводная серная кислота содержит 81,63% SO и 18,37% .

Безводная серная кислота - тяжелая маслянистая бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой и ангидридом серы в любом соотношении. Физические свойства серной кислоты, такие, как плотность, температура кристаллизации, температура кипения, зависят от ее состава.

Безводная 100% кислота имеет сравнительно высокую температуру кристаллизации 10,7 С. Чтобы уменьшить возможность замерзания товарного продукта при перевозке и хранении, концентрацию технической серной кислоты выбирают такой, чтобы она имела достаточно низкую температуру кристаллизации. Промышленность выпускает три вида товарной кислоты.

Таблица 1- Товарные виды серной кислоты ( данные 1998г.) [7]

Виды серной кислоты	Концентрация	Температура кристаллизации,
Башенная кислота	75%	минус 29
Контактная кислота	92,5%	минус 22
Олеум	20% своб. SO	плюс 2

Серная кислота - одна из самых активных неорганических кислот. Она реагирует почти со всеми металлами и их оксидами, вступает в реакции обменного разложения, энергично соединяется с водой, обладает окислительными и другими важными химическими свойствами. Высокая химическая активность серной кислоты обусловила ее широкое применение в различных отраслях промышленности.

Водные растворы серной кислоты и олеум являются смесями соединений, приведенниых в табл. 2. Например, 80% серная кислота - это смесь соединений и ; обычный товарный олеум, содержащий 20% SO (своб), представляет собой смесь соединений и .

Таблица 2. Температура кристаллизации ( Т. кр.) серной кислоты и ее соединений с водой и ангидридом серы [4]

Соединение	Содержание, %	Т кр.,
		SO(общ)	SO(своб)
	57,6	46,9	-	-28,36
	73,2	59,8	-	-39,6
	84,5	69,0	-	8,48
	100,0	81,6	-	10,37
	110,1	89,9	44,95	38,15
	113,9	93,0	62,0	1,2

С повышением концентрации водных растворов серной кислоты температура их кипения увеличивается, достигает максимума (336,5 ) при 98,3% , а затем понижается. Температура кипения олеума с увеличением содержания свободного SO снижается с 296,2 при 0% SO до 44,7 при 100% SO, т.е. температуры кипения серного ангидрида.

При увеличении концентрации водных растворов серной кислоты общее давление паров над растворами понижается и при 98,3% достигает минимума. При увеличении концентрации олеума общее давление паров над ним повышается.

Пары над растворами серной кислоты состоит из смеси паров воды, и SO; при этом состав паров отличается от состава жидкости. Только над 98,3% серной кислотой состав паров одинаков с составом жидкой фазы. Над растворами серной кислоты, содержащей менее 98,3% , в парах содержится больше , чем , и практически отсутствует SO. При концентрации серной кислоты, превышающей 98,3%, пары содержат больше ; пары над олеумом состоят главным образом из SO.

С увеличением содержания плотность водных растворов серной кислоты повышается и достигает максимума при 98,3% , затем несколько уменьшается и при 20 для 100% достигает 1,8305 г/см. плотность олеума возрастает с увеличением содержания SO до максимума при 62% SO(своб), а затем уменьшается. С повышением температуры плотность серной кислоты снижается.

С повышением концентрации растворов серной кислоты их теплоемкость уменьшается и достигает минимума для безводной серной кислоты 1,42 Дж/(г К), или 0,388 кал/(г ); теплоемкость олеума с повышением содержания SO (своб) увеличивается. С ростом температры теплоемкость водных растворов серной кислоты и олеума несколько увеличивается.

Взаимодействие с металлами

Разбавленная серная кислота взаимодействует с некоторыми металлами, например с железом, цинком, магнием, с выделением водорода. Процесс можно описать уравнением реакции

Fe + H2SО4 = FeSO4 + H2 (1.1)

Некоторые малоактивные металлы, такие как медь, серебро, золото, с разбавленной серной кислотой не реагируют. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. Она окисляет многие металлы. Продуктами восстановления кислоты обычно является оксид серы (IV), сероводород и сера (H2S и S образуется в реакциях кислоты с активными металлами - магнием, кальцием, натрием, калием и др.). Примеры реакций:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2+ 2H2O (1.2)

Mg + 2H2SO4 = Mg SO4 + SO2+ 2H2O или (1.3)

4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + H2S + 4H2O (1.4)

Серная кислота высокой концентрации (практически безводная) не взаимодействует с железом в результате пассивации металла. Явление пассивации связанно с образованием на поверхности металла прочной сплошной пленки, состоящей из оксидов или других любых соединений, которая препятствует контакту металла с кислотой. Благодаря пассивации можно перевозить и хранить концентрированную серную кислоту в стальной таре. Концентрированная серная кислота пассивирует также алюминий, никель, хром, титан.

Взаимодействие с неметаллами

Концентрированная серная кислота может окислять неметаллы. Процесс можно описать уравнением реакции

S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O (1.5)

Окислительные свойства концентрированной серной кислоты могут также проявляться с некоторыми сложными веществами - восстановителями. Процесс описывается уравнением

2KBr + 2H2SO4 = Br2 + SO2 + K2SO4 + 2H2O (1.6)

Взаимодействие с основными оксидами и основаниями

Серная кислота проявляет все типичные свойства кислот. Так, она реагирует с основными и амфотерными оксидами и гидроксидами с образованием солей. Как двусоставная кислота H2SO4 образует два типа солей: средние соли - сульфаты и кислые соли - гидросульфаты. Примеры реакций

Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O (1.7)

сульфат алюминия(2)

KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O (1.8)

сульфат калия

KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O (1.9)

гидросульфат калия

Гидросульфаты образуются, когда кислота берется в избытке. Многие соли серной кислоты выделяются из растворов виде кристаллогидратов. Например

Al2 (SO4)318H2ONa2SO4 10H2O

Взаимодействие с солями. С некоторыми солями кислота вступает в реакции обмена. Процесс описывается уравнением

CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2OBaCl2+ H2SO4 = ВаSO4 + 2HCl (1.10)

Последняя реакция является качественной на серную кислоту и ее соли: об их присутствии в растворе судят по образованию белого осадка BaSO4, который практически не растворяется в концентрированной азотной кислоте.

Взаимодействие с водой. При растворение в воде серная кислота активно взаимодействует с ней образуя гидраты. Процесс можно описать уравнением реакции

nH2O + H2SO4 = H2SO4 nH2O (1.11)

Благодаря способности связывать воду серная кислота является хорошим осушителем.

2. Методы получения серной кислоты

Еще в XIII в. cерную кислоту получали в незначительных количествах термическим разложением железного купороса , поэтому и сейчас одним из сортов серной кислоты называется купоросным маслом, хотя уже давно серная кислота не производится из купороса.

В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным, существующим более 200 лет, и контактным, освоенным в промышленности в конце XIX и начале XX. Контактный способ вытесняет нитрозный (башенный). Первой стадией сернокислотного производства по любому методу является получение диоксида серы при сжигании сернистого сырья. После очистки диоксида серы (особенно в контактном методе) ее окисляют до триоксида серы, который соединяется с водой с получением серной кислоты. Окисление в в обычных условиях протекает крайне медленно. Для ускорения процесса применяют катализаторы.

В контактном методе производства серной кислоты окисление диоксида серы в триоксид осуществляется на твердых контактных массах.

Контактным способом производится большое количество сортов серной кислоты, в том числе олеум, содержащий 20% , купоросное масло (92,5% и 7,5% ), аккумуляторная кислота примерно такой же концентрации, как и купоросное масло, но более чистая. Эту схему производства серной кислоты можно назвать классической.

Достоинства классической схемы производства контактной серной кислоты - абсолютная надёжность.

Недостатки:

Громоздкость схемы;

Большие материальные затраты на строительство в целом и очистного отделения в частности.

На установках большой производительности невозможно достичь 100% степени переработки сернистого ангидрида в серный. Это связано с тем, что полученный серный ангидрид продолжает оставаться в зоне реакции, что смещает равновесие реакции, окисление в сторону исходных веществ.

В нитрозном способе катализатором служат оксиды азота. Окисление происходит в основном в жидкой фазе и осуществляется в башнях с насадкой. Поэтому нитрозный способ по аппаратному признаку называют башенным. Сущность башенного способа заключается в том, что газ, полученный при сжигании сернистого сырья и содержащий примерно 9% и от девяти до десяти % , очищается от частиц колчеданного огарка и поступает в башенную систему, которая состоит из нескольких (четырех - семи) башен с насадкой. Башни с насадкой работают по принципу вытеснения при политермическом режиме. Температура газа на входе в первую башню около 350. В башнях протекает ряд абсорбционно-десорбционных процессов, осложненных химическими превращениями. В первых двух - трех башнях насадка орошается нитрозой, в которой растворенные оксиды азота химически связанны в виде нитрозилсерной кислоты .

При высокой температуре нитрозилсерная кислота гидролизуется. Процесс описывается уравнением реакции

(2.1)

Диоксид серы абсорбируется водой и образует сернистую кислоту. Процесс можно описать уравнением

(2.2)

Последняя реагирует с оксидами азота в жидкой фазе. Процесс описывается уравнением реакции

(2.3)

Частично может окисляться в газовой фазе. Процесс можно описать уравнением реакции

(2.4)

, абсорбируясь водой, также дает серную кислоту. Процесс описывается уравнением реакции

(2.5)

Оксид азота десорбируется в газовую фазу и окисляется до диоксида азота кислородом воздуха. Процесс описывается уравнением реакции

(2.6)

Оксиды азота

поглощаются серной кислотой в последующих трех - четырех башнях. Для этого в башни подают охлажденную серную кислоту с малым содержанием нитрозы, вытекающую из первых башен. При абсорбции оксидов получается нитрозилсерная кислота. Таким образом, оксиды азота совершают кругооборот и теоретически не должны расходоваться. На практике же из-за неполноты абсорбции имеются потери оксидов азота. Расход оксидов азота в пересчете на составляет 10-20 кг на тонну моногидрата . Нитрозным способом получают загрязненную примесями и разбавленную 75 - 77%-ную серную кислоту, которая используется в основном для производства минеральных удобрений.

Недостатки нитрозного метода:

С его помощью невозможно получить олеум и затруднено получение кислоты с концентрацией выше 75%;

Кислота загрязнена окислами азота, которые резко изменяют её коррозионные свойства;

Из-за отсутствия системы очистки, кислота загрязнена окислами As и Se.

Поэтому, в данной работе будет рассмотрено получение серной кислоты контактным способом.

3. Контактный способ производства серной кислоты

Контактным способом производится большое количество сортов серной кислоты, в том числе олеум, содержащий 20% свободной SO3, купоросное масло (92,5% Н2SO4 и 7,5% Н2О), аккумуляторная кислота, примерно такой же концентрации, как и купоросное масло, но более чистая.

Контактный способ производства серной кислоты включает три стадии: очистку газа от вредных для катализатора примесей; контактное окисление сернистого ангидрида в серный; абсорбцию серного ангидрида серной кислотой. Главной стадией является контактное окисление SO2 в SO3; по названию этой операции именуется и весь способ. [7]

Контактное окисление сернистого ангидрида является типичным примером гетерогенного окислительного экзотермического катализа. Это один из наиболее изученных каталитических синтезов.

Равновесие обратимой реакции, описываемое уравнением

2SO2 + O2 >< 2 SO3 + 2* 96,7 кдж (500 ) (3.1)

в соответствии с принципом Ле-Шателье сдвигается в сторону образования SO3 при понижении температуры и повышении давления; соответственно увеличивается равновесная степень превращения SO2 в SO3.

Следует отметить, что повышение давления естественно увеличивает и скорость реакции (3.1). Однако повышенное давление в этом процессе применять нерационально, так как кроме реагирующих газов пришлось бы сжимать балластный азот, составляющий обычно 80 % от всей смеси и поэтому в производственном цикле активно используют катализаторы. [7]

Наиболее активным катализатором является платина, однако она вышла из употребления вследствие дороговизны и легкой отравляемости примесями обжигового газа, особенно мышьяком. Оксид железа дешевый, но при обычном составе газа - 7% SO и 11% Оон проявляет каталитическую активность только при температурах выше 625 , т.е. когда хр 70%, и поэтому применялась лишь для начального окисления SOдо достижения хр от 50 до 60%. Ванадиевый катализатор менее активен, чем платиновый, но дешевле и отравляется соединениями мышьяка в несколько тысяч раз меньше, чем платина; он оказался наиболее рациональным, и только он применяется в производстве серной кислоты. Ванадиевая контактная масса содержит в среднем 7% ; активаторами являются оксиды щелочных металлов, обычно применяют активатор КО; носителем служат пористые алюмосиликаты. В настоящий момент катализатор применятся в виде соединения SiO, K и/или Cs, V в различных пропорциях. Такое соединение оказалось наиболее устойчивым к кислоте и наиболее стабильным. Во всем мире его более корректное названия «ванадий - содержащий». Такой катализатор разработан специально для работы с невысокими температурами, что приводит к меньшим выбросам в атмосферу. Кроме того - такой катализ дешевле нежели калий/ванадиевый. Обычные ванадиевые контактные массы представляют собой пористые гранулы, таблетки или кольца (Рис. 2). [7]

При условиях катализа оксид калия превращается в , а контактная масса в общем представляет собой пористый носитель, поверхность и поры которого смочены пленкой раствора оксида ванадия (V) в жидком пиросульфате калия. Ванадиевая контактная масса эксплуатируется при температурах от 400 до 600. При увеличении температуры выше 600 начинается необратимое снижение активности катализатора вследствие спекания компонентов с образованием неактивных соединений, не растворимых в пиросульфате калия. При понижении температуры активность катализатора резко снижается вследствие превращения пятивалентного ванадия в четырехвалентный с образованием малоактивного ванадила VOSO.

Процесс катализа слагается из стадий: диффузии реагирующих компонентов из ядер газового потока к гранулам, а затем в порах контактной массы; сорбции кислорода катализатором (передача электронов от катализатора к атомам кислорода); сорбции молекул SO с образованием комплекса SO-О-катализатор; перегруппировки электронов с образованием комплекса SO-катализатор; десорбции SO из пор контактной массы и от поверхности зерен.

При крупных гранулах контактной массы суммарная скорость процесса определяется диффузией реагентов (1-я и 6-я стадии). Обычно стремятся получить гранулы не более 5 мм в поперечнике; при этом процесс идет на первых стадиях окисления в диффузионной, а на последних (при х 80%) в кинетической области.

Наиболее легкий теплоотвод и наивысшая активность катализатора достигаются в контактных аппаратах с четырьмя или пятью кипящими слоями катализатора и с холодильниками, помещенными непосредственно в слоях катализатора.

Вследствие разрушения и слеживания гранул, загрязнения слоя, отравления катализатора соединениями мышьяка и температурной порчи его при случайных нарушениях режима ванадиевая контактная масса заменяется в среднем через 4 года. Если же нарушена очистка газа, получаемая обжигом колчедана, то работа контактного аппарата нарушается вследствие отравления первого слоя контактной массы через несколько суток. Для сохранения активности катализатора применяется тонкая очистка газа мокрым способом.

Таким образом, схема производства контактной H2SO4 из колчедана включает в себя четыре основных стадии:

- Получение сернистого газа;

- Очистка газов от примесей;

- Окисление сернистого ангидрида в серный ангидрид на катализаторе;

- Абсорбция серного ангидрида. В данном проекте рассмотрено отделение абсорбции олеума. Это завершающая стадия процесса получения серной кислоты.

3.1 Характеристика основного и вспомогательного сырья

Сырьем для получения серной кислоты служат: S, сульфиды металлов, , отходящие газы теплоэлектростанций, сульфаты Fe, Ca и др. Выбор сырья определяется его дешевизной и доступностью.

Таблица. 3.Объем производства серной кислоты из различных видов серосодержащего сырья(%) [7]

Сырье	1985 г.	2000г.
Колчедан	46	47
Сера элементарная	26	20
Отходящие газы печей цветной металлургии	21	25
Газы, содержащие , и др.	7	8

В данной работе рассматривается получение серной кислоты из железного колчедана (пирита)

Основные константы:

Молекулярный вес: 119,975

Температура плавления (размягчения) пирита, : 642(разл.)

Плотность пирита, г/см:

Чистого: 5,02

Природного ( серного колчедана): 4,9 - 5,2

Теплота горения по реакции:

[4]

Флотационный колчедан получается как отход при флотационном обогащении сернистых руд содержащих медь. Главной составной частью серного колчедана является сульфид железа (II), содержащий 53,46% серы и 46,54% железа. Сернокислотная промышленность потребляет следующие виды колчедана: рядовой, флотационный и углистый.

Рядовой колчедан добывается непосредственно из его залежей попутно при разработке комплексных сульфидных руд.

Серный колчедан встречается в виде двух минералов: пирита, кристаллизующегося в кубическом системе, и марказита, кристаллизующегося в ромбической системе.

Практически в добываемом рядовом колчедане содержится от 25 до 52% серы и от 35 до 44% железа. Содержание других примесей в рядовом колчедане различных месторождений колеблется в больших пределах. К основным примесям относятся: сернистые соединения меди, цинка, свинца, мышьяка, никеля, кобальта, селена, теллура; углекислые и сернокислые соли кальция, магния и др.; тальк, кварц и часто в незначительных количествах серебро и золото. [2] К серному колчедану по свойствам близки пирротины, в состав которых входят сернистые соединения железа типа . Содержание серы в пирротинах (например, карело-финских месторождений) колеблется от 32 до 40% [2].

Температура воспламенения пирита около 400, марказита 380 и пирротина 420. Температура воспламенения колчедана зависит от его химического состава и размера частиц.

Флотационный колчедан получается в виде отходов при обогащении руд цветных металлов (меди, цинка и др.) и называется также флотационными хвостами.

Таблица 4. Данные о насыпной плотности и угле естественного откоса флотационного колчедана при его различной влажности [4]

Содержание влаги, %	0,8	2,8	3,4	4,0	8,2
Насыпная плотность, кг/л	2,12	1,90	1,80	1,80	1,85
Угол естественного откоса, градусы	Около 30	Около 45	Около 45	Более 45	Более 45

Физические свойства флотационных колчеданов зависят от их химического и гранулометрического состава, а также от влажности.

Углистый колчедан получается путем отбора от добываемого угля, а также при его обогащении. Необогащенный углистый колчедан содержит 30 - 40% серы и 12 - 15% угля; при обогащении содержание серы увеличивается до 40 - 48%, а угля понижается до 6 - 8%.

3.2 Физико-химические основы процесса

Обжиг колчедана

Процесс горения колчедана складывается из стадий:

- термического разложения . Процесс описывается уравнением

(3.2.1)

- горения серы. Процесс можно описать уравнением реакции

(3.2.2)

- окисления , которое суммарно может быть описано уравнениями:

(3.2.3)

Окончательно горение колчедана представляют общими уравнениями:

- при образовании окиси железа процесс описывается уравнением реакции

 (3.2.4)

- при образовании процесс описывается уравнением реакции

(3.2.5)

Реакция горения колчедана простая, необратимая, число фаз - 2, реакция гетерогенная, некаталитическая, экзотермическая, тепловой эффект высокий. Скорость реакции заметна при t = 400 . Если t не отводить, то t начнет повышаться, что может привести к спеканию частиц. Поэтому оптимальная температура t = 800 . Для повышения скорости необходимо увеличивать концентрацию кислорода, для этого используется воздух, обогащенный кислородом. Пористость слоя оксида железа такова, что реакция может дойти до конца. Уменьшение размеров частиц при обжиге благоприятно влияет на скорость реакции, но если частицы очень малы, то слой становится плотным и кислороду трудно проникать в сферу реакции, скорость реакции будет падать. Поэтому обжиг целесообразно вести в «кипящем» слое.

При окислении сульфида образуется пленка оксидов железа, и дальнейшее выгорание серы лимитируется обычно скоростью диффузии кислорода воздуха к неокисленному ядру FeS и обратной диффузией диоксида серы из глубины частицы. Именно этот процесс внутренней диффузии и лимитирует общую скорость обжига колчедана. До 5% всей серы колчедана переходит в газ в виде . Триоксид серы получается вследствие окисления при каталитическом действии огарка, а также за счет разложения сульфатов, которые могут содержаться в колчедане или образуются при окислении пирита. [7] При высоких температурах выходящего из печи огарка и при малом избытке кислорода, например в печах кипящего слоя, суммарный процесс обжига пирита характеризуется уравнением

(3.2.6)

При обжиге окисляются также сульфиды других металлов, содержащихся в колчедане, разлагаются карбонаты, в газовую фазу из сырья поступают также и вся влага колчедана. Оксиды железа, сульфаты и оксиды других металлов, кварц и алюмосиликаты, а также неокисленный FeS составляют огарок. В огарке остается от 0,5 до 2% серы. [7]

Продуктом обжига является сернистый газ, состоящий из диоксида серы, кислорода, азота и примесей.

Выходящие из печей обжига колчедана газы содержат от десяти до пятнадцати процентов (об.) и примерно 0,5% (об.) . Сера выгорает из колчедана не полностью и в огарке остается небольшое количество неразложившегося колчедана. В огарок переходят также сопровождающие колчедан примеси ( и др.). [7]

Газ, полученный обжигом колчедана, подвергают тонкой очистке от вредных примесей - соединений мышьяка, селена, тумана серной кислоты и остатков огарковой пыли. Вначале газ очищают от механических примесей в циклонах и электрофильтрах, а затем в процессе тонкой очистки газ охлаждают, увлажняют и пропускают через мокрые электрофильтры, где улавливают частички мышьяково-сернокислотного тумана.

Из последнего мокрого электрофильтра газ поступает в сушильные башни, затем, пройдя брызгоуловители, поступает в турбокомпрессор.

Содержание влаги в обжиговом газе зависит от влажности колчедана и воздуха, подаваемого на обжиг.

Обычно принимают, что из промывного отделения газ выход насыщенным водяным паром при температуре, средней между температурой орошающей кислоты и выходящего газа.

Окисления сернистого газа

Процесс описывается уравнением реакции

(3.2.7)

Реакция простая, обратимая, гетерогенно - каталитическая, экзотермическая, с неблагоприятным смещением равновесия.

При повышении t равновесие смещается в сторону исходных веществ. При t = 400 равновесие практически полностью смещено в сторону продукта.

При повышении давления равновесие смещается в сторону продукта, т.к. реакция протекает с уменьшением объема.

Повышение концентрации исходных веществ смещает равновесие в сторону образования .

Поэтому обжиговый газ перед окислением дополнительно насыщают воздухом и доводят газовую смесь до следующего состава: 7 % , 11 % и 82 % N. [7]

Катализаторы: опытными данными подтверждено, что реакция протекает с достаточной скоростью на платине при t = 350 , на при t = 550 , на при t = 400 - 450 [2]. Оксид ванадия легко отщепляет кислород , сорбируется на катализаторе, окисляется кислородом. Получившейся легко десорбируется.

Для увеличения скорости имеет значение размер частиц катализатора. При

t = 400 скорость реакции ничтожно мала, поэтому требуется увеличение температуры.

Оптимальные условия: нагреть до 620 - 670 , а затем доводить до 400 - 450, катализатор , атмосферное давление, необходим отвод тепла. [7]

В современных контактных аппаратах с целью приближения температуры к оптимальной, газовая смесь проходит последовательно несколько слоев контактной массы, между которыми в специальных теплообменниках газ охлаждается. Используют и аппараты, в которых после контакта в отдельных слоях газ охлаждается вводимым холодным воздухом или печным газом.

Контактное окисление диоксида серы является типичным примером гетерогенного окислительного экзотермического катализа.

Поглощение серного ангидрида и образование

Процесс описывается уравнением реакции

(3.2.8)

Последней стадией процесса производства серной кислоты контактным методом является извлечение триоксида серы из газовой смеси и превращение его в серную кислоту. В зависимости от того, подвергается газ осушки перед контактным аппаратом или нет, механизм процесса выделении различен. В первом случае он абсорбируется серной кислотой, во втором происходит конденсация серной кислоты.

Реакция (3.2.8) гетерогенная, экзотермическая, простая, при повышении температуры обратима.

В зависимости от количественного соотношения воды и получают серную кислоту различной концентрации. При n > 1 образуется олеум, при n = 1 - моногидрид (100% серная кислота), а при n < 1 - водный раствор серной кислоты, т.е. разбавленная серная кислота. [4]

Осуществление данной реакции наряду с водой имеет недостатки: реагирует не только с водой, но и с водяным паром, находящимся над ней. Температура конденсации высока, поэтому образующейся пар немедленно превращается в мельчайшие капли (образуется туман ). Для реакции используется 98 % [4]

Серный ангидрид абсорбируется в двух аппаратах - олеумном и моногидратном абсорберах. В первом поглощается до 70% серного ангидрида, а окончательно он улавливается в моногидратном абсорбере. Таким путем удается достичь весьма полной абсорбции и одновременно получить в качестве продукта олеум. За счет циркуляции кислот между моногидратным и олеумным абсорберами вся продукция из контактной системы выводится в виде олеума. Воду, необходимую для образования продукта, добавляют в сборник моногидратного абсорбера. Ее вводят обычно в моногидратный абсорбер в составе сушильной кислоты.

Весьма важно соблюдать температурный режим процесса. При определенной температуре поглощение прекращается. Например, для обеспечения выпуска продукции в виде двадцати процентного олеума при переработке газа, содержащего семь процентов (об.) , необходимо, чтобы температура в абсорбере была не выше 70 [4].

3.3 Технологическая схема получения серной кислоты

Химико-технологические системы, применяемые в производстве серной кислоты, значительно различаются в зависимости от вида используемого сырья и, соответственно, концентрации диоксида серы, а также наличия контактных ядов в газе, поступающем из печей. Наиболее сложная технологическая схема соответствует переработке газовой смеси, получаемой обжигом колчедана и сульфидов цветных металлов, поскольку эти газы на выходе из печей кипящего слоя содержат много пыли, влаги, триоксида серы и контактных ядов в виде оксида мышьяка, диоксида селена, мельчайших золей соединений меди, свинца и других металлов. [4]

Производство серной кислоты контактным методом из колчедана состоит в том, что очищенный от пыли обжиговый газ подвергается специальной очистке от примесей, после чего полученный диоксид серы, проходя через катализатор (контактную массу), окисляется до триоксида, который, соединяясь с водой, образует серную кислоту. При избытке или недостатке воды получают соответственно водный раствор серной кислоты или олеум.

Принципиальная схема производства серной кислоты из колчедана может быть оформлена различно; на схеме, приведенной на рис.3, раскрыто технологическое содержание производства. В частности, видно, что оно представляет собой схему с открытой цепью, т.е. является проточной схемой, где газ последовательно проходит все аппараты. [2]

Рис.3. Принципиальная схема производства серной кислоты контактным методом из колчедана: 1 - обжиг флотационного колчедана и получение обжигового газа; 2 - охлаждение газа в котле-утилизаторе; 3 - очистка газа от пыли; 4 - промывка и осушка газа; 5 - подогрев газа; 6 - окисление в на катализаторе; 7 - абсорбция с образованием серной кислоты ( - получение ; - окисление до ; - получение ).

Схема включает 7 основных операций

В начале происходит обжиг сырья. В процессе обжига содержащийся в флотационном колчедане пирит вступает во взаимодействие с кислородом воздуха. В результате образуются диоксид серы, содержащий от 12 до 15% , и огарок .

Далее диоксид серы охлаждают с использованием тепла для получения пара. Полученный диоксид серы освобождают от пыли. Далее диоксид серы подвергают специальной очистке (охлаждение, промывка, сушка). Очищенный нагревают теплом отходящих газов. В присутствии катализатора очищенный окисляется до . После окисления газ охлаждают (операция 5) и направляют на абсорбцию 98,3%-ной серной кислотой. При этом триоксид серы реагирует с водой, образующуюся серную кислоту выводят из процесса в качестве готового продукта. [2]

Схематически процесс получения серной кислоты из колчедана можно представить в виде схемы (рис.4) [7]

Рис.4. Технологическая схема получения серной кислоты из колчедана

Существуют и другие технологические схемы производства серной кислоты из колчедана. В частности, одна из них приведена на рис.5. [7]

Рис. 5 Схема производства серной кислоты: 1-печь для обжига; 2,3-пылеулавливатели; 4-осушительная башня; 5-контактный аппарат; 6-поглотительная башня.

Печь для обжига (рис.6) представляет собой аппарат грушевидной формы, выложенный изнутри огнеупорным кирпичом. Сверху загружают пирит, снизу вдувается воздух, обогащенный кислородом для создания эффекта «кипящего слоя». подается непрерывно, температура вследствие кипящего слоя везде одинакова. Для поддержания оптимальной температуры в нижней части печи расположен холодильник. Продукты обжига идет на дальнейшее окисление, идет на получение цемента, микроудобрений, минеральных красок. [7]

Рис.6. Печь для обжига колчедана

Очистка печного газа происходит в циклонах, электрофильтрах и сушильной башне.

Циклон (рис.7а) состоит из двух цилиндров, вставленных один в другой. Газ входит по трубе в верхнюю часть аппарата в пространство между наружным и внутренним цилиндром. В результате такого движения развивается центробежная сила, отбрасывающая пылинки к наружным стенкам. Они ударяются о стенки и падают вниз. В циклон-аппарате удается очистить газ на 60-70%. [7]

Метод электроочистки (рис.7б) основан на способность электрического тока высокого напряжения стекать с заряженного проводника и ионизировать воздух. Пылинки, попадая в такое поле приобретают заряд. В электрофильтре электроды в виде проволок подвешивают на специальной раме. К ним подводиться ток через кварцевую трубку для обеспечения изоляции. Частички пыли приобретают отрицательный заряд. Осадительный электроды в виде металических сеток рсположены между электродами. Они заряжены положительно. Осевшая пыль время от времени стряхивается механическим способом, ударами молоточка. Содержание пыли в печных газах, прошедших электрофильтр - 0,1-0,2 г/м. В печном газе после электрофильтра содержатся пары воды, огарковая пыль, соединения мышьяка и селена. Огарковая пыль засоряет газопроводы и, отлагаясь на катализаторе, снижает его активность. Пары воды могут в контактном аппарате взаимодействовать с , образуя туман серной кислоты. Соединения мышьяка и селена являются ядами катализатора, поэтому из электрофильтра газ отправляется в сушильную башню. [7]

Сушильная башня (рис.7в) - цилиндрический аппарат, выложенный изнутри кислотоустойчивым кирпичом и заполненный внутри керамическими кольцами для увеличения поверхностного соприкосновения газ-жидкость. Газ поступает снизу, а серная кислота противотоком сверху для увеличения степени очистки. [7]



Рис. 7. Приборы для очистки печного газа: а) циклон; б) электрофильтр; в) сушильная башня

При контактном окислении до печной газ предварительно перед окислением попадает в теплообменник (рис.8а) проходя между трубками, где нагревается за счет тепла отходящего газа , а затем попадает в контактный аппарат (рис.8б), проходя между трубок теплообменника, расположенного под полками с катализатором. Температура газа для окисления на верхней полке катализатора увеличивается до 620 . Реакция происходит быстро и достигается высокий процент контактирования. В последующих слоях температура газа снижается за счет отдачи тепла новым порциям обжигового газа. Оптимальная температура на выходе 420. В промышленном производстве используется 4-5 полок, а продолжительность окисления 3-4 секунды. [7]



Рис.8. Приборы для контактного окисления до : а) теплообменник; б) контактный аппарат

Поглощение серного ангидрида в серную кислоту или олеум происходит в специальной поглотительной башне (рис.9), устройство которой аналогично устройству сушильной башни. [7]

Рис.9. Поглотительная башня

3.4 Характеристика используемых химических реакторов

Характеристику используемых химических реактивов рассмотрим на примерах печи для обжига колчедана и контактного аппарата.

Печь для обжига колчедана обладает следующими характеристиками: по способу подвода и отвода реагента печь является реактором непрерывного действия. По режиму движения среды печь представляет собой реактор полного смешения, то есть режим смешения по твердой фазе, поскольку реактор с кипящим слоем твердого зернистого материала. По тепловому режиму в печи преобладает экзотермические процессы. По фазовому состоянию печь для обжига колчедана представляет собой гетерогенный реактор.

Контактный аппарат для окисления в обладает следующими показателями. Контактный аппарат является реактором полного смешения. По фазовому состоянию контактный аппарат является гетерогенно-каталитическим реактором. По тепловому режиму контактный аппарат является экзотермическим. По способу подвода и отвода реагента контактный аппарат является непрерывным реактором.

3.5 Характеристика отходов, проблемы их обезвреживания и полезного использования.

Диоксид серы SO2 оказывает сильное токсическое действие уже при концентрации в воздухе 0,25 - 0,50 мг/м3, а при средней концентрации более 0,50г/м3 отмечается повышение смертности и числа госпитализаций. [7] В нашей стране на SO2 установлены следующие предельно допустимые концентрации:

ПДКр.з. - 10мг/м3,

ПДКм.р. - 0,3мг/м3,

ПДКс.с. - 0,005 мг/м3.

ПДКр.з. - предельно допустимая концентрация рабочей зоны;

ПДКм.р. - максимально - разовая;

ПДКс.с. - среднесуточная. [8]

Отходящие газы производства серной кислоты, как и других производств, не должны содержать вредных примесей больше установленных для каждой примеси пределов по санитарным нормам.

Для улавливания брызг серной кислоты в контактных системах устанавливают брызгоуловители - насадочные башни, по конструкции аналогичные второму абсорберу. На некоторых заводах отдельный насадочный брызгоуловитель заменен неорошаемым слоем насадки в верхней части последнего абсорбера. Вместо насадочных брызгоуловителей применяются также циклоны. Если степень контактирования недостаточна, приходится сооружать специальную установку для улавливания из отходящих газов или направлять их в высокую трубу для рассеивания в верхних слоях атмосферы. При улавливании содовым или аммиачным раствором присутствующие в газе остатки образуют сернокислотный туман, для улавливания которого требуется мокрый электрофильтр. [8]

Органам и санитарной инспекции в России для вредных веществ установлены предельно допустимые концентрации (ПДК), которые являются основной характеристикой их опасности для живых организмов.

В табл.7 приведены предельно допустимые концентрации вредных веществ, выделяющихся в воздух при производстве серной кислоты, и некоторых других токсичных соединений (для сравнения).

Для определения допустимого по санитарным нормам выброса вредного вещества в атмосферу нужно оценить его возможную концентрацию на местности, окружающей источник выброса газа, и сравнить ее с ПДК.

Таблица 7. Предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК) в атмосферном воздухе населенных мест и в рабочей зоне производственных помещений (данные 2000г) [7]

Вещества	Предельно допустимые концентрации в воздухе,
	Населенных мест	Рабочей зоны производственных помещений
	Максимальная разовая	Среднесуточная
Серный ангидрид	0,50	0,15	1,0
Серная кислота	0,30	0,10	1,0
Окислы азота	0,085	0,085	5,0
Соединения фтора (в пересчете на F)	0,03	0,01	0,5
Фосфорный ангидрид	0,15	0,05	1,0
Хлор	0,10	0,03	1,0
Хлористый водород HCl	0,05	0,015	5,0
Сероводород	0,008	0,008	10,0
Пыль нетоксичная	0,50	0,15	10,0
Окись углерода СО	3,0	1,0	20,0

Рассеивание газового потока в атмосфере определяется в основном высотой трубы, скоростью газа в ее устье, силой ветра, изменением его направления, градиентом температуры, рельефом местности, а также рядом других факторов. При полном отсутствии ветра возле устья трубы, что бывает редко, выбрасываемые газы поднимаются расширяющейся струей вертикально вверх до тех пор, пока газ не охладится до температуры окружающего воздуха, потеряет первоначальную скорость и полностью смешается с воздушной массой. В этих условиях концентрация газа в приземных слоях атмосферы крайне незначительна.

В большинстве случаев, при наличии ветра, струя газа поднимается на некоторую высоту, а затем ее движение приобретает почти горизонтальное направление. Струя газа принимает при этом форму расширяющегося конуса и, двигаясь по направлению ветра, нижним краем достигает поверхности земли. Место соприкосновения струи с землей является началом зоны загрязнения, в которой концентрация примесей максимальна. [8]

При расчете максимальной концентрации вредных газов в приземном слое следует учитывать, что на химических предприятиях одиночные выбросы газа весьма редки. Чаще всего выбросы из нескольких источников накладываются друг на друга, поэтому для достижения ПДК в приземном слое высота выброса каждой примеси должна быть значительно увеличена. В таких случаях целесообразно предварительно извлекать из газов основную массу вредных примесей (на 90 - 95%) и выбрасывать очищенные газы на более низкой высоте.

В последние годы приняты эффективные меры к значительному снижению содержания вредных веществ ( и тумана серной кислоты) в отходящих газах как на действующих, так и на проектируемых контактных сернокислотных заводах. Содержание в выхлопных газах должно быть не выше 0,05 объемн. % [8]. Это достигается при двойном (двухстадийном) окислении с промежуточной абсорбцией или путем извлечения из отходящих газов в специальных абсорберах. Абсорбция из отбросных газов реализована на ряде действующих заводов и находится в процессе освоения на ряде других сернокислотных систем.

Применимы следующие способы абсорбции:

Аммиачный - с получением сульфит-бисульфитного раствора аммония, который далее используется как товарный продукт или разлагается кислотой с образованием высококонцентрированного и соответствующего удобрения, или же регенерируется с получением высококонцентрированного сернистого газа. Высококонцентрированный возвращается в контактную систему или перерабатывается в товарную жидкую двуокись серы;

Содовый - с получением сульфитов;

Кислотно-каталитический (окисление в растворе серной кислоты в присутствии ионов марганца) - с получением слабой серной кислоты, используемой на этом же заводе, например в производстве удобрений. Конкретный поглотитель выбирают с учетом местных условий. После абсорбции отходящие газы должны очищаться в мокром электрофильтре (или другом фильтре) от брызг и тумана. При строительстве новых заводов в тех случаях, когда установка абсорбера для улавливания нецелесообразна, следует предусматривать двойное контактирования и после моногидратного абсорбера устанавливать только мокрый электрофильтр. [8]

3.6 Технологические расчеты

3.6.1 Расчет материального баланса производства серной кислоты из колчедана

Исходные данные для расчета следующие

Продукт - олеум концентрации 20 % (своб.);

Производительность 80 т/сут по колчедану;

Колчедан (флотационный);

Сера в колчедане 38 % (масс.);

Влага 0,5 % (масс.) ();

Сера в огарке 1,0 % (масс.);

Обжиговый газ (на сухое) 13,5 % (об.)

0,3 % (об.) ;

Степень абсорбции 98,5 %;

Степень контактирования 98,0 %

Расчет материального баланса производства серной кислоты из колчедана осуществляется в три стадии. Это обжиг колчедана, с целью получения сернистого газа и последующей очистки газов от примесей; окисление сернистого ангидрида в серный ангидрид на катализаторе; абсорбция серного ангидрида для получения олеума.

Обжиг колчедана

Обжиг флотационного колчедана происходит по уравнению реакции

[4] (3.6.1)

В материальном балансе обжига колчедана рассчитаем статьи прихода и расхода.

К статьям прихода относятся следующие.

В начале переведем производительность колчедана 80 т/сут в производительность в единицах измерения кг/ч. Рассчитаем по следующей формуле

,

где 1000 кг - перевод единиц измерения тонн колчедана в килограммы;

24 ч - перевод единиц измерения суток в часы.

Тогда количество сухого колчедана, поступающего на обжиг будет равно

3333 • 0,995 = 3316 кг/ч,

где 0,995 кг - количество колчедана, не учитывающее 0,5% (масс.)

Так как колчедан влажный рассчитаем количество влаги поступающей с колчеданом по следующей формуле

3333 • 0,005 = 16,67 кг/ч,

где 0,005 кг - перевод заданной 0,5% (масс.) влаги на кг.

Рассчитаем объем воздуха, необходимый для горения колчедана. Для того чтобы его рассчитать, определим прежде содержание серы в сухом колчедане, которое необходимо для расчета выхода огарка .

Содержание серы в сухом колчедане рассчитывается по формуле

, [4] (3.6.2)

где 38 % (масс.) - заданная сера в колчедане.

Тогда выход огарка на 1 т сухого колчедана рассчитаем по формуле

, [4] (3.6.3)

где - фактическое содержание серы в сухом сырье, %;

- содержание серы в огарке, %

Подставим данные в формулу (3.6.1) и получим следующие значение выхода огарка

Поскольку количество сухого колчедана 3316 кг/ч, то выход огарка буде равен

0,766 • 3316 = 2540 кг/ч

Рассчитаем количество серы, которое выгорело при обжиге колчедана по следующей формуле

= - • , [4] (3.6.4)

где - содержание серы в огарке, % (масс.)

Подставим данные в формулу (3.6.1) и рассчитаем количество выгоревшей серы

= 38,19 - 0,766 • 1 = 37 % (от массы сухого колчедана)

Рассчитаем расход воздуха на 1 т сухого колчедана по формуле

, [4] (3.6.5)

где - заданная концентрация диоксида серы в обжиговом газе, % (об.);

- заданная концентрация триоксида серы в обжиговом газе, % (об.);

- стехиометрическое отношение числа молекул кислорода к числу молекул диоксида серы (по уравнению реакции

)

Подставим данные в формулу (3.6.3) и определим расход воздуха на 1 тонну сухого колчедана

Поскольку количество сухого колчедана 3316 кг/ч, то определим следующим образом

Поскольку колчедан влажный, то рассчитаем расход воздуха на 1 т влажного колчедана

 = 1974 • 0,995 = 1964

Поскольку количество влажного колчедана 3333 кг/ч, то определим следующим образом

Определим количество кислорода и азота, которые поступают с воздухом по следующим выражениям

,

где 21 % - содержание кислорода в воздухе

Переведем единицы измерения в килограммы по следующему соотношению

= ,

где 32 г/моль - молярная масса кислорода;

22,4 л - молярный объем

где 79 % - содержание азота в воздухе

Переведем единицы измерения в килограммы по следующему соотношению

= ,

где 28 г/моль - молярная масса азота

Рассчитаем количество влаги, приносимой воздухом. Для этого принимаем, что воздух поступает с температурой 20 и степень насыщения его влагой равна 0,5. [4]

Тогда содержание водяного пара в воздухе при 20 равно 17,29 . [4]

[4]

Определим содержание флотационного колчедана. 1 т колчедана содержит по заданным данным

0,5 %

995 кг сухого колчедана

Основным элементом флотационного колчедана является дисульфид железа . Определим его содержание в колчедане по следующему выражению

= ,

где 120 г/моль - молярная масса ;

64 г/моль - молярная масса

Тогда одна тонна колчедана содержит

712,50 кг

5,00 кг

282,50 кг примеси

Поскольку количество влажного колчедана 3333 кг/ч, то данное количество колчедана будет содержать

=

=

Примеси =

Рассчитанные статьи прихода по обжигу флотационного колчедана занесем в таб.9

К статьям расхода относятся ниже перечисленные расчеты.

В начале рассчитаем количество полученного огарка по следующему выражению

2540 • 0,995 = 2527 кг (на 80 т/сут колчедана),

где 2540 кг - выход огарка

Огарок содержит в своем составе образовавшийся , не прореагировавший , примеси. Для определения их содержания определим степень выгорания серы из колчедана по выражению

, [4] (3.6.6)

где - содержание серы в колчедане, %

Подставим данные в формулу (3.6.4) и определим степень выгорания серы из колчедана

Определим количество , которое невыгорело

2375 • 0,02=48 кг,

где 0,02 кг - количество невыгоревшей серы из колчедана.

Тогда состав и вес огарка будет следующим

48 кг

942 кг примеси

1537 кг

В огарок переходят также сопровождающие колчедан примеси ( , пыль и др.). Для простоты расчета не учитываем их в расчете материального баланса.

Определим количество образовавшегося сухого обжигового газа по формуле

[4] (3.6.7)

Подставим данные в формулу (3.6.5) и получим

В обжиговом газе содержится кислород, азот, диоксид серы, триоксид серы. Определим их содержание следующим образом.

Количество кислорода рассчитываем по формуле

[4] (3.6.8)

Подставим данные в формулу (3.6.6) и получим

Количество азота определим по разности

Переведем количество кислорода и азота в килограммы следующим образом

= ,

где 1867 - количество образовавшегося сухого обжигового газа

Тогда

=

=

Тогда

=

=