Дной из основных экологической проблемой производства является обжиговый газ, получаемый после обжига железного колчедана, содержащий пыль, туман серной кислоты и влагу.
Содержание пыли в обжиговом газе - до 300 г/м3, в то время как остаточная запыленность газа не должна превышать 0,1-0,2 г/м3. Разброс размеров частиц пыли и капелек тумана очень широк: от 1 мкм до 500 мкм.
При производстве серной кислоты из различного сырья экологические проблемы не одинаковы. Так, при получении кислоты из серы или сероуглерода не возникают вопросы утилизации пыли и огарка. Но такие вредные вещества, как туман серной кислоты и сернистый ангидрид SO2, есть в каждом производстве серной кислоты. Более того, в газовой сере, являющейся отходом процесса очистки газов нефтепереработки, цветных металлов, попутных нефтяных и природных, содержится мышьяк и другие вредные примеси, поэтому схема ее очистки приблизительно такая же, как и у колчедана. Ниже приведен детальный обзор методов и требуемой аппаратуры для очистки обжигового газа, на котором демонстрируется решение основных экологических проблем сернокислотного производства.
Дано: m(MnO₂)=52,2г V(HCl)=400мл w(HCl)=30% p=1,155г/мл Найти: V(Cl₂) Решение: Для решения надо посчитать молекулярные массы MnO₂, HCl и Cl₂ (по таблице Менделеева): Mr(MnO₂)=55+16*2=87г/моль Mr(HCl)=1+35,5=36,5г/моль Mr(Cl₂)=35,5*2=71г/моль m(HCl)=V(HCl)*p*w(HCl)=400мл*1,155г/мл*0,30=138,6г Составляем уравнение реакции: MnO₂+4HCl=MnCl₂+Cl₂+2H₂O Составляя пропорцию, определим, что в избытке: Если с 1 моль MnO₂ массой 87г (m=n*Mr=1*87=87г) реагирует 4 моль HCl массой 146г (4*36,5), то для реакции с 52,2г MnO₂ требуется Х г HCl , из этого следует, что HCl дан в избытке. Расчет Cl₂ введем по MnO₂. По такому же принципу составим пропорцию: Зная массу хлора, можем найти его объем: ответ к первому вопросу: V(Cl₂) = 13,44 л
Второй вопрос:
Дано: n(Cl₂) = 0,3 моль (из данных сверху ) Найти: m (KOH) Уравнение реакции в холодном растворе: Cl₂+2KOH=KCl+KClO+H₂O так же составляем пропорцию, используя число моль хлора: 0,6 моль KOH переведем в массу: m(KOH)=n(KOH)*Mr(KOH)=0,6*56=33,6г ответ: 33,6г KOH прореагирует в холодном растворе с кол-вом хлора из первого вопроса.
Содержание пыли в обжиговом газе - до 300 г/м3, в то время как остаточная запыленность газа не должна превышать 0,1-0,2 г/м3. Разброс размеров частиц пыли и капелек тумана очень широк: от 1 мкм до 500 мкм.
При производстве серной кислоты из различного сырья экологические проблемы не одинаковы. Так, при получении кислоты из серы или сероуглерода не возникают вопросы утилизации пыли и огарка. Но такие вредные вещества, как туман серной кислоты и сернистый ангидрид SO2, есть в каждом производстве серной кислоты. Более того, в газовой сере, являющейся отходом процесса очистки газов нефтепереработки, цветных металлов, попутных нефтяных и природных, содержится мышьяк и другие вредные примеси, поэтому схема ее очистки приблизительно такая же, как и у колчедана. Ниже приведен детальный обзор методов и требуемой аппаратуры для очистки обжигового газа, на котором демонстрируется решение основных экологических проблем сернокислотного производства.
Дано:
m(MnO₂)=52,2г
V(HCl)=400мл
w(HCl)=30%
p=1,155г/мл
Найти:
V(Cl₂)
Решение:
Для решения надо посчитать молекулярные массы MnO₂, HCl и Cl₂ (по таблице Менделеева):
Mr(MnO₂)=55+16*2=87г/моль
Mr(HCl)=1+35,5=36,5г/моль
Mr(Cl₂)=35,5*2=71г/моль
m(HCl)=V(HCl)*p*w(HCl)=400мл*1,155г/мл*0,30=138,6г
Составляем уравнение реакции:
MnO₂+4HCl=MnCl₂+Cl₂+2H₂O
Составляя пропорцию, определим, что в избытке:
Если с 1 моль MnO₂ массой 87г (m=n*Mr=1*87=87г) реагирует 4 моль HCl массой 146г (4*36,5), то для реакции с 52,2г MnO₂ требуется Х г HCl
Зная массу хлора, можем найти его объем:
ответ к первому вопросу: V(Cl₂) = 13,44 л
Второй вопрос:
Дано:
n(Cl₂) = 0,3 моль (из данных сверху
Найти:
m (KOH)
Уравнение реакции в холодном растворе:
Cl₂+2KOH=KCl+KClO+H₂O
так же составляем пропорцию, используя число моль хлора:
0,6 моль KOH переведем в массу:
m(KOH)=n(KOH)*Mr(KOH)=0,6*56=33,6г
ответ: 33,6г KOH прореагирует в холодном растворе с кол-вом хлора из первого вопроса.