урок 26 Химические реакции, лежащие в основе промы

1.

Химические реакции, лежащие в основе
промышленного способа получения
серной кислоты. Химическое загрязнение
окружающей среды соединениями серы.
9 класс

2.

Серная кислота — один из важнейших продуктов химической промышленности. Она
применяется в производстве многих неорганических веществ и минеральных удобрений, в
органическом синтезе и в металлургии.
Рассмотрим контактный способ получения серной кислоты.
Сырьё.
В качестве сырья используются разные серосодержащие природные соединения: пирит
(серный колчедан), сульфиды металлов, самородная сера, сероводород.
Первая стадия: обжиг пирита.
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
Измельченный очищенный пирит сверху засыпают в печь
для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип
противотока) пропускают воздух, обогащенный
кислородом, для более полного обжига пирита.
Температура в печи для обжига достигает 800оС

3.

Очистка и осушка печного газа.
Следующий этап — очистка и осушка газа, образовавшегося в печи для обжига. В циклоне
из печного газа удаляются крупные частицы, а в электрофильтре — мелкие. Затем газ
подаётся снизу в сушильную башню, в которую сверху противотоком поступает
концентрированная серная кислота. Башня заполнена керамическими кольцами. Кислота
растекается по их поверхности и поглощает всю воду из газа. Из сушильной башни выходят
очищенный сухой газ и кислота меньшей концентрации.

4.

Вторая стадия — окисление сернистого газа.
2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q
Очищенный газ (смесь сернистого газа и
воздуха) попадает в теплообменник, где
подогревается до необходимой температуры, а
затем поступает в контактный аппарат и
проходит сквозь слои катализатора. Сернистый
газ окисляется на катализаторе до серного
ангидрида. Нагретая за счёт экзотермической
реакции газовая смесь поступает опять в
теплообменник, где охлаждается.

5.

Третья стадия — взаимодействие серного ангидрида, т. е. оксида серы(VI) с водой:
nSO3 + H2SO4 → H2SO4·nSO3
Поглотительная башня по своему устройству похожа на
сушильную башню, она тоже заполнена керамической
насадкой, а вещества в ней движутся противотоком.
Охлаждённый газ, содержащий серный ангидрид,
поступает в поглотительную башню снизу. Сверху в
башню подаётся концентрированная серная кислота,
содержащая несколько процентов воды. Ангидрид
реагирует с водой. Образуется 100%-ная серная кислота,
в которой растворяется часть ангидрида, получается
олеум (раствор оксида серы(VI) в серной кислоте).

6.

Общие научные принципы химического производства:
Непрерывность
Противоток
Катализ
Увеличение площади соприкосновения
реагирующих веществ.
Теплообмен
Рациональное использование сырья

7.

Химическое загрязнение окружающей среды соединениями серы.
Химическое загрязнение окружающей среды
соединениями серы является одной из
экологических проблем современности.
Соединения серы, такие как сернистый
газ SO2 и сероводород H2S, образуются в
результате сжигания топлива, а также в
процессе промышленного производства. Эти
выбросы приводят к ряду негативных
последствий, самыми заметными из которых
являются кислотные дожди и загрязнение
воздуха и водоёмов.
Завод по производству серной кислоты.

8.

Кислотные дожди возникают, когда сернистый газ взаимодействует с парами воды в
атмосфере, образуя кислоту. Эти дожди причиняют вред памятникам, зданиям,
металлическим конструкциям. Они могут нанести значительный урон экосистемам.
Кислотные дожди приводят к гибели растений и ухудшают качество почвы, что в конечном
итоге может вызвать проблемы с сельским хозяйством.

9.

Загрязнение воздуха также представляет собой угрозу для здоровья человека и
экосистем. Сернистый газ может вызывать заболевания органов дыхания, обострять астму
и другие хронические болезни. Вдыхание воздуха с примесью сероводорода вызывает
отравление. Кроме того, контакт с серосодержащими соединениями может приводить к
общему ухудшению качества жизни.
Загрязнение водоёмов является ещё
одной проблемой, вызванной
выбросами соединений серы. При
попадании кислых осадков в реки и
озёра ухудшается качество воды, что
негативно сказывается на обитателях
водных объектов. Рыбы и другие
животные могут погибнуть от
токсического воздействия.

10.

Для предотвращения загрязнения окружающей среды соединениями серы можно
применять несколько методов.
Снижение выбросов. Одним из основных способов является сокращение
использования ископаемых видов топлива и переход на более чистые и
возобновляемые источники энергии. Развитие солнечной, ветровой и
гидроэнергетики позволит значительно снизить количество выбросов
серосодержащих веществ.
Технологии очистки. Установка систем очистки выбросов на промышленных
предприятиях помогает снизить содержание вредных веществ в воздухе.
Государственное регулирование. Создание строгих норм и правил для
контроля выбросов серосодержащих соединений является важным шагом к
улучшению ситуации.