Das Kontaktverfahren ist das wichtigste industrielle Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure. Dieser Prozess umfasst im Wesentlichen vier Schritte: Hochtemperaturrösten von Schwefel oder Sulfiderz zur Herstellung von Schwefeldioxid; Schwefeldioxid und Sauerstoff katalysieren bei hoher Temperatur, um Schwefeltrioxid zu erzeugen; Verwenden Sie konzentrierte Schwefelsäure, um Schwefeltrioxid zu absorbieren und Schwefeldioxid zu erzeugen. Oleum; Zum Schluss wird das Oleum mit Wasser verdünnt, um die fertige Schwefelsäure zu erhalten.
Schritt eins: Schwefeldioxid vorbereiten Beim Verbrennen von Schwefel in der Luft entsteht Schwefeldioxidgas. Das Schwefeldioxid und die Luft werden zunächst gereinigt, um Verunreinigungen zu entfernen, die den im nächsten Prozess verwendeten Katalysator beeinträchtigen könnten.
Schritt 2: Katalytische Oxidation. Unter Normaldruck und 450 Grad Celsius werden Schwefeldioxid und Luft durch einen Vanadiumpentoxid (V2O5)-Katalysator geleitet, um eine katalytische Oxidationsreaktion zur Herstellung von Schwefeltrioxid durchzuführen. Diese Reaktion ist reversibel, daher ist eine genaue Kontrolle von Temperatur und Druck erforderlich, um die Ausbeute zu optimieren.
Schritt 3: Schwefeltrioxid absorbieren. Im Absorptionsturm löst sich Schwefeltrioxid in 98 %iger Schwefelsäure auf und bildet rauchende Schwefelsäure. Die Reaktion zwischen Schwefeltrioxid und Wasser ist sehr heftig. Wenn es direkt in Wasser gelöst wird, setzt es große Mengen an Wärmeenergie frei und bildet Schwefelsäurenebel, der den Auflösungsprozess behindert und schwer zu sammeln ist. Daher wird zur Absorption von SO3 üblicherweise 98,3 %ige Schwefelsäure verwendet und anschließend mit Wasser verdünnt.
Schritt 4: Verdünnen Sie das Oleum. Nachdem das Oleum mit einer entsprechenden Menge Wasser verdünnt wurde, entsteht 98 %ige Schwefelsäure. Die erzeugte Schwefelsäure wird gekühlt und gelagert. Da die Löslichkeit von Schwefeltrioxid in Schwefelsäure höher ist als die von Wasser, lösen Schwefeltrioxidhersteller Schwefeltrioxid nicht direkt in Wasser.
Während des gesamten Prozesses des Kontaktverfahrens sind die Auswahl der Katalysatoren und die Kontrolle der Reaktionsbedingungen entscheidend für die Ausbeute und Qualität der Schwefelsäure. Vanadiumpentoxid ist der am häufigsten verwendete Katalysator, da es die Umwandlung von Schwefeldioxid in Schwefeltrioxid wirksam fördert. Darüber hinaus ist der Sicherheitsschutz von Geräten und Bedienern während des gesamten Produktionsprozesses sehr wichtig, da Schwefelsäure stark ätzend ist.
Zu den Vorteilen des Kontaktverfahrens gehören die hohe Effizienz, die Fähigkeit zur kontinuierlichen Produktion und der geringe Energieverbrauch. Allerdings erfordert dieser Prozess auch ein hohes Maß an technischer Kontrolle, einschließlich einer präzisen Steuerung von Temperatur, Druck und Katalysatoren, um den reibungslosen Ablauf der Reaktion und die Produktqualität sicherzustellen. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie wird auch das Kontaktverfahren ständig verbessert, um die Produktivität zu steigern, Kosten zu senken und die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern.
