Метод производства жидкого диоксида серы на основе серы и кислорода. Разработка и исследование рентабельного способа

Автор: Зеленова-гюльалиева М.А., Игин В.В., Аксенчик К.В.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Химическая технология

Статья в выпуске: 2 (88), 2021 года.

Бесплатный доступ

В статье обсуждается актуальность промышленного производства жидкого диоксида серы, а также области его применения. В статье приведена краткая характеристика известных способов производства жидкого диоксида серы: применение обжигового газа; сероолеумный способ; многоступенчатая конденсация; низкотемпературный криогенный процесс; окисление серы кислородом при его стехиометрическом недостатке. В ходе проведенного анализа были выявлены основные недостатки рассмотренных методов, которые позволили разработать инновационный вариант технологической схемы производства. На основании полученных данных, в АО «НИУИФ» был разработан и запатентован способ получения жидкого диоксида серы, основным сырьём которого является сера и кислород в стехиометрическом недостатке. Принципиальным отличием предлагаемой промышленной схемы является применение технического кислорода вместо воздушного дутья и использование в аппаратурной схеме серной печи и конденсатора паров серы, совмещённых в одном корпусе. Предложенное решение значительно снижает энергозатраты и исключает возможность кристаллизации жидкой серы в оборудовании. Поэтому, данную схему можно считать более надежной и целесообразной по сравнению с существующими. Также, в технологической схеме разработанной установки, на производство 1 т жидкого диоксида серы требуются существенно меньшие энергозатраты, чем в существующих технологиях. Для определения конструктивных параметров оборудования и отработки процессов, в статье приведено описание лабораторной установки получения жидкого диоксида серы, разработанной и уже смонтированной в АО «НИУИФ». В настоящий момент на установке проводятся эксперименты с целью наладки режима работы и наработки физико-химических данных процесса.

Еще

Жидкий диоксид серы, сера, кислород, конденсация, сжигание

Короткий адрес: https://readera.org/140261146

IDR: 140261146   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2021-2-217-223

Список литературы Метод производства жидкого диоксида серы на основе серы и кислорода. Разработка и исследование рентабельного способа

  • Сергеева Я.А. Использование диоксида серы в технологии виноделия // Приоритетные направления развития пищевой индустрии. Ставрополь. 2016. С. 517-520.
  • Пищевая добавка Е 220: бокал вина с диоксидом серы. URL: https://vkusologia.ru/dobavki/konservanty/e220.html
  • Маслова С.А., Соколов А.С. Преимущества сжигания серы в циклонных печах // Научн. конф. молодых студентов и учебных МГУИЭ. М.: Московский государственный университет инженерной экологии. 2009. С. 7.
  • Селиванов Н.В., Яковлев П.В. Исследования теплообмена при плавлении серы // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2005. № 2. С. 204-212.
  • Гумбатов М.О. Сжигание жидкой серы в атмосфере сухого воздуха и утилизация тепла с получением насыщенного пара // Проблемы современной науки и образования. 2018. № 11. С. 28-31. https://doi.org/10.20861/2304-2338-2018-131
  • Холмуминов А.А., Шерниёзов Б.Ш.У., Ходжаева Н.К., Ахадов А.А.У. и др. Влияние потока воздуха на теплоту сгорания очищенной расплавленной серы // Химия и химическая технология. 2018. №. 1. С. 56-59.
  • Qing M., Su S., Wang L., Liu L. et al. Getting insight into the oxidation of SO2 to SO3 over V2O5-WO3/TiO2 catalysts: reaction mechanism and effects of NO and NH3 // Chemical Engineering Journal. 2019. V. 361. P. 1215-1224. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.12.165
  • Verri M., Baldelli A. Integrated production of liquid sulphur dioxide and sulphuric acid via a low-temperature cryogenic process // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2013. V. 113. №. 8. P. 602-609.
  • Spo?rl R., Walker J., Belo L., Shah K. et al. SO3 emissions and removal by ash in coal-fired oxy-fuel combustion // Energy & Fuels. 2014. V. 28. №. 8. P. 5296-5306. https://doi.org/10.1021/ef500806p
  • Boyadjiev C.B. On the SO2 problem in power engineering // Proceedings of Energy Forum. 2011. Р. 114-125.
  • Zhang F., Heidarifatasmi H., Harth S., Zirwes T. et al. Numerical evaluation of a novel double-concentric swirl burner for sulfur combustion // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2020. № 133. 110257. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110257
  • Зеленова-Гюльалиева М.А., Игин В.В., Аксенчик К.В. Инновационная установка по производству жидкого сернистого ангидрида // Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности: cб. тр. XI международной научной конференции. Казань: ООО «Конверт», 2020. С. 117-120.
  • Игин В.В., Зеленова М.А, Грабун Е.М. Технология производства жидкого сернистого ангидрида на основе серы и кислорода // Химия и материаловедение: cб. тр. Кольского научного центра. 2019. № 3. С. 106-113. https://doi.org/10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.106-112
  • Игин В.В., Зеленова-Гюльалиева М.А. Перспективные разработки в области производства жидкого сернистого ангидрида на основе серы и кислорода // 100 лет развития науки и производства. Секция 3. Череповец. 2020. С. 172-179.
  • Игин В.В., Зеленова-Гюльалиева М.А., Аксенчик К.В. Промышленная и лабораторная установки по производству жидкого сернистого ангидрида на основе серы и кислорода // Химия и материаловедение: сб. тр. Кольского научного центра. 2020. Т. 11. № 3-4. С. 68-72. https://doi.org/10.37614/2307-5252.2020.3.4.014
  • Ad?nez J., Abad A., Mendiara T., Gay?n P. et al. Chemical looping combustion of solid fuels // Progress in Energy and Combustion Science. 2018. № 65. P. 6-66. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2017.07.005
  • Garcia-Labiano F., de Diego L.F., Cabello A., Gayan P. et al. Sulphuric acid production via Chemical Looping Combustion of elemental Sulphur // Applied Energy. 2016. № 178. Р. 736-745. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.06.110.
  • Аксенчик К.В. Эволюция и перспективы энерго- и ресурсосберегающих подходов в технологии аммиака // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2021. Т. 64. № 1. С. 4-21. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20216401.6310
  • Johnsson J. E., Glarborg P. Sulphur chemistry in combustion I // Pollutants from Combustion. 2000. P. 263-282. https://doi.org/10/1007/978-94-011-4249-6_13
  • Рябчиков М.Ю., Рябчикова Е.С., Обухова Т.Г. Система оптимизации управления сжигания топливом на основе информации о содержании кислорода в отходящих дымовых газах // Электротехнические системы и комплексы. 2012. № 20. С. 316-320.
  • Babak V., Mokiychuk V., Zaporozhets A., Redko O. Повышение эффективности сжигания топлива с учетом неопределенности измерения концентрации кислорода // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2016. Т. 6. № 8. С. 54-59.
  • King M., Moats M., Davenport W. G. Sulfuric acid manufacture: analysis, control and optimization. Newnes, 2013. 425 р. https://doi.org/10.1016/B978-008044428-4/50050-6
  • Wegerhoff S., Engell S. Simulation and control of the oxidation of sulfur dioxide in a micro-structured reactor // IFAC Proceedings Volumes. 2013. V. 46. № 32. P. 803-808. https://doi.org/10.3182/20131218-3IN2045.00154.
Еще
Статья научная