Công nghệ sản xuất Axit sunfuric

1 Lời nói đầu Axit sunfuric là một axit vô cơ rất quan trọng đối với ngành công nghiệp hoá chất nói riêng, đối với nền kinh tế quốc dân nói chung. Chúng ta có thể bắt gặp axit này trong các ngành sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp, tơ sợi hoá học, chất dẻo, sơn màu, phẩm nhuộm, d−ợc phẩm, chế biến dầu mỏ, chế biến pin ắc qui Hàng năm các n−ớc trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4 (số liệu đ−ợc lấy từ sách giáo khoa hoá học lớp 10 năm 2006). Tuy nhiên, việc sản xuất một số l−ợng lớn axit nh− vậy cũng gây ra những tác hại to lớn đối với môi tr−ờng. Bởi vậy, trong giới hạn bài báo cáo chuyên đề này, chúng tôi sẽ trình bày một số vấn đề chính nh− sau: + Tình hình sản xuất axit sunfuaric trên thế giới. + Công nghệ sản xuất Axit sunfuric (bằng hai ph−ơng pháp: ph−ơng pháp tiếp xúc và ph−ơng pháp tháp đệm.Trọng tâm vẫn là ph−ơng pháp tiếp xúc). + Đặc tr−ng về dòng thải và các chất thải quan trọng nhất. + Một số ph−ơng pháp giải quyết ô nhiễm theo h−ớng: quản lý, giảm thiểu, xử lý. (T−ơng ứng với mỗi vấn đề sẽ là một phần lớn đ−ợc chúng tôi trình bày). TèNH HèNH SẢN XUẤT AXIT SULFURIC TRấN THẾ GIỚI --------------- 60% lượng axit sulfuric trờn thế giới được sử dụng để sản xuất phõn bún. Hiện nay, Mỹ tiờu thụ 25% thị trường axit sulfuric toàn cầu, tiếp theo là cỏc nước CNXH ở Chõu Á 2 chiếm 17%. Chõu Phi, Tõy Âu, Nga cũng là những nơi tiờu thụ lớn, mỗi nơi tiờu thụ khoảng 10% lượng axit trờn toàn thế giới. Năm 2002,cú khoảng 170 triệu metric tons axit sulfuric được sản xuất trờn toàn thế giới Năm 2001, cả thế giới sản xuất được 165 triệu tấn axit sulfuric tương đương 8 tỉ USD - Năm 1999, Chi Lờ sản xuất được 2,5 triệu tấn axit sulfuric trong một năm chiếm khoảng 1,7 tổng lượng sản xuất toàn thế giới.Năm 2005, sản xuất được 6 triệu tấn. - Bởi những đặc tớnh quan trọng, axit sulfuric được xem như là một chất chỉ thị cho một nền cụng nghiệo phỏt triển của một đất nước.Bờn dưới là tổng số axit sulfuric đó sản xuất ra ở Mỹ trong suốt 7 thập kỉ đầu tiờn của thế kỷ: Note: 1 short ton = 2000 lb. (whereas a metric ton = 2205 lb. and a long ton = 2240 lb.) Figure 1-1, Source: "US Bureau of the Census, Historical Statistics from Colonial Times to 1970." Việc sản xuất axit sulfuric đó yếu đi sau khi nước Mỹ bị cuốn vào cuộc chiến tranh thế giới lần thứ nhất (1917-1919) và sau khi khụi phục lại thị trường thương mại trờn 3 thế giới. Giai đoạn chiến tranh (1940-1965) là giai đoạn phỏt triển mạnh nhất của nền kinh tế Mỹ, kộo theo đú là sự gia tăng mạnh mẽ của ngành cụng nghiệp sản xuất axit sulfuric. - Giai đoạn 1990 – 1994 tình hình xuất nhập khẩu axit sulfuric của Mỹ là: Năm Nhập khẩu (triệu tấn) Xuất khẩu (triệu tấn) 1990 1,7 147 1991 1,8 139 1992 2,0 144 1993 2,4 136 1994 2,1 170 - Cụng nghiệp sản xuất axit sulfuric ở Australia: Australia sản xuất được 500 tấn axit trong một ngày tương đương với 500.000 tấn axit trong một năm. - Trong những năm 1995- 2005, tiờu thụ axit sulfuric trờn thế giới đó tăng 29% bất chấp viờc giảm 20% trong những năm 1988-1993.Theo đỏnh giỏ của cỏc nhà chuyờn mụn thỡ tiờu thụ axit sulfuric trờn thế giới sẽ tăng khoảng 2,6% trong giai đoạn 2005 – 2010 nếu tỡnh hỡnh phỏt triển kinh tế trờn thế giới vẫn ổn định như hiện nay. Cỏc nước XHCN ở Chõu Á vẫn là thị trường chớnh, chiếm khoảng 23% lượng tiờu thụ trờn thế giới, tiếp theo là Mỹ tiờu thụ khoảng 20%. Cỏc nước ở Chõu Phi, Trung và Nam Mỹ, Tõy Âu tiờu thụ khoảng 10%. Trong năm 2005, cả thế giới tiờu thụ hết khoảng 190 triệu tần axit sulfuric tương đương với giỏ trị là 10 tỉ USD. Đồ thị tiờu thụ axit sulfuric trờn thế giới trong năm 2005: 4 5 6 World production, Reserves and Reserve Base: Country Production-All forms Reserves Reserve Base 1999 2000 United States 11.300 10.400 140.000 230.000 Canada 10.100 10.300 160.000 330.000 Chile 1.040 1.100 NA NA China 5690 5.200 100.000 250.000 Finland 725 730 NA NA France 1.100 1.100 10.000 20.000 Germany 1.190 1.200 NA NA Iran 910 920 NA NA Italia 678 700 NA NA Japan 3.460 3.500 5.000 15.000 Kazakhstan 1320 1.400 NA NA Kuwait 675 680 NA NA Mexico 1.310 1.300 75.000 120.000 Netherlands 574 580 NA NA Poland 1.510 1.300 130.000 300.000 Russia 5.270 5.500 NA NA Saudi Arabia 2.400 2.400 100.000 130.000 Spain 955 900 50.000 300.000 United Arab Emirates 1.030 1.200 NA NA Other countries 6.700 700 630.000 1.800.000 World total 57.100 57.400 1.400.000 3.500.000 (may be rounded) 7 - Hiện nay, giỏ bỏn axit sulfuric trờn thế gới đang cú xu hướng sụt giảm, điều này được thể hiện trờn đồ thị sau: Phần một Công nghệ sản xuất Axit sunfuaric -------------------- Để tìm hiểu đ−ợc công nghệ sản xuất axit sunfuaric, tr−ớc hết chúng ta đề cập tới một số tính chất hoá học cơ bản nhất của axit sunfuric với mục đích chọn đ−ợc vật liệu thích hợp chế tạo thiết bị sản xuất, bảo quản và vận chuyển nó: - Axit sunfuric khan là chất lỏng không màu, sánh ( khối l−ợng riêng ở 200C là 1,8305 gam/cm3), kết tinh ở 10,37 0C. ở áp suất th−ờng nó sôi ở 296,2 0C. - Trong hoá học axit sunfuric đ−ợc xem là hợp chất của anhydrit sunfuric với n−ớc. Công thức hoá học: SO3H2O. 8 - Trong kỹ thuật: hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO3 với H2O đều gọi là axit sunfuric. + Nếu tỷ lệ SO3/H2O 1 gọi là dung dịch của SO3 trong axit sunfuric hay oleum hoặc axit sunfuric bốc khói . - Mặc dù có các ph−ơng pháp khác nhau để sản xuất axit sunfuric tuy nhiên chúng có điểm chung là đều có 4 giai đoạn chính: + Đốt nguyên liệu sản xuất SO2. + Tinh chế khí SO2. + O xy hoá SO2 thành SO3. + Hấp thụ SO3để tạo thành H2SO4 . Bởi vậy công nghệ mà chúng tôi trình bày ở đây cũng đ−ợc chia thành 4 giai đoạn chính nh− trên.Chúng ta có thể tham khảo sơ đồ công nghệ của phân x−ởng sản xuất H2SO4 của nhà máy supe photphat LONG THàNH (Hình 1) I- Giai đoạn I: Đốt nguyên liệu để sản xuất SO2 . 1- Nguyên liệu để sản xuất a xit sun fu ric. 1.1- Quặng pyrit - Có 3 loại quặng py rit th−ờng dùng để sản xuất a xit sun fu ric đó là : + Py rit th−ờng: thành phần chủ yếu là sắt sunfua FeS2 chứa khoảng 53,44% S và 46,56% Fe.Trong quặng có lẫn nhiều tạp chất của các hợp chất của đồng, chì, kẽm, niken, bạc, vàng, coban, selen, telu, silic, các muối cacbonat, sunfat canxi, magie Vì vậy hàm l−ợng thực tế của l−u huỳnh trong quặng dao động trong khoảng từ 30- 52%. ở miền bắc n−ớc ta mới chỉ phát hiện một số mỏ pyrit, nh−ng nói chung hàm l−ợng l−u huỳnh thấp (khoảng 20- 30 % l−u huỳnh), trữ l−ợng nhỏ. + Pyrit tuyển nổi: trong quá trình đem luyện đồng, th−ờng dùng ph−ơng pháp tuyển nổi để làm giàu đồng của quặng lên khoảng 15-20% đồng ( gọi là tinh quặng đồng ). Phần bã thải của quá trình tuyển nổi chứa khoảng 32-40 % S gọi là quặng pyrit tuyển nổi. Thông th−ờng cứ tuyển 100 tấn quặng thu đ−ợc 80- 85 pyrit tuyển nổi . + Py rit lẫn than: than đá ở một số mỏ có lẫn cả quặng pyrit, có loại chứa tới 3-5 % S làm giảm chất l−ợng của than. Vì vậy phải loại bỏ các cục than có lẫn pyrit. Phần than 9 cục loại bỏ này chứa tới 33-42% S và 12-18% C gọi là pyrit lẫn than. ở miền bắc n−ớc ta, mỏ than Na D−ơng (Lạng Sơn) than chứa nhiều l−u huỳnh (có mẫu tới 6-8% S). Việc nghiên cứu tách đ−ợc S khỏi than có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật rất lớn vì tăng đ−ợc chất l−ợng than, đảm bảo an toàn, đồng thời tận dụng đ−ợc S. 1.2- L−u huỳnh nguyên tố (S). - L−u huỳnh đ−ợc sử dụng chủ yếu trong các ngành công nghiệp sản xuất axit sunfuaric (chiếm khoảng 50% tổng l−ợng S sản xuất ra), công nghiệp giấy-xen lu lo ( chiếm khoảng 25% tổng l−ợng S sản xuất ra), trong nông nghiệp (10-15%) - Để điều chế S nguyên tố chúng ta đi từ quặng S thiên nhiên chứa khoảng 15-20% S hoặc tách các tạp chất từ khí thải của các ngành công nghiệp luyện kim màu, gia công dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ 1.3- Thạch cao: đây là một nguồn nguyên liệu phong phú để sản xuất axit sunfuaric vì nhiều n−ớc trên thế giới có mỏ thạch cao ( CaSO4.2H2O hoặc CaSO4). Ngoài ra quá trình sản xuất axit photphoric, supe photphat kép cũng thải ra một l−ợng lớn Ca SO4. Thông th−ờng từ thạch cao ng−ời ta sản xuất liên hợp cả axit sunfuaric và xi măng . 1.4- Các chất thải có chứa l−u huỳnh : - Khí lò luyện kim màu: khí lò trong quá trình đốt các kim loại màu nh− quặng đồng, chì, thiếc, kẽm có chứa nhiều SO2. Đây là một nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất a xit sunfuric vì cứ sản xuất 1 tấn đồng có thể thu đ−ợc 7,3 tấn SO2 mà không cần lò đốt. - Khí hydrosunfua (H2S): trong quá trình cốc hoá than khoảng 50% tổng l−ợng S có trong than sẽ đi theo khí cốc, chủ yếu ở dạng H2S ( chiếm khoảng 95%). L−ợng H2S trong khí cốc hàng năm trên thế giới có thể lên tới hàng triệu tấn. Việc thu hồi l−ợng H2S này không những có ý nghĩa về kinh tế mà còn có ý nghĩa về mặt vệ sinh môi tr−ờng. - Khói lò: Hàng năm trên thế giới đốt hàng tỷ tấn than, trong đó khói lò đã thải vào khí quyển hàng chục triệu tấn S. Đây cũng là nguồn nguyên liệu đáng kể để sản xuất axit sunfuric. 10 - Axit sunfuric thải: Sau khi dùng axit sunfuric làm tác nhân hút n−ớc, tinh chế dầu mỏ, sunfo hoá các hợp chất hữu cơ sẽ thu đ−ợc chất thải chứa nhiều H2SO4 (20-50%). Việc thu hồi axit sunfuric này cũng có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế và bảo vệ môi tr−ờng. 2- Chuẩn bị nguyên liệu tr−ớc khi đốt. Tr−ớc khi đốt phải trải qua giai đoạn gia công cơ, nhiệt tuỳ theo dạng nguyên liệu. Ví dụ: + Quặng pyrit thông th−ờng có kích th−ớc 50-200 mm vì vậy phải qua các công đoạn đập, nghiền, sàng để có kích th−ớc nhất định (tuỳ thuộc vào loại lò) chẳng hạn trong lò đốt tầng sôi ng−ời ta cần loại bỏ những hạt quặng có kích th−ớc > 3 mm, hạn chế các hạt quặng có kích th−ớc < 44x1O-3 mm. Bởi vì những hạt quá to hay quá nhỏ đều ảnh h−ởng tới bụi xỉ pyrit cuốn theo khí lò và quá trình đốt nguyên liệu do tất cả các hạt rắn có tốc độ tới hạn nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ làm việc của khí đều bị cuốn theo khí lò vào hệ thống sản xuất phía sau khiến chúng ta phải đi xử lý khí SO2 thu đ−ợc. + Quặng tuyển nổi phải sấy sơ bộ để giảm hàm ẩm, S đốt trong lò phun phải nấu chảy lắng, tách cặn 3- Đốt nguyên liệu. 3.1- Các phản ứng hoá học trong quá trình đốt nguyên liệu. - Đối với quặng py rit: 4 FeS2 + 11 02 --------> Fe2O3 + 8 SO2 + Q 2 FeS2 --------> 2 FeS + S2.(nhiệt độ vào khoảng 500 0C). S2+ 2 O2-----> 2 SO2 4 FeS + 7 O2 --------> 2 Fe2O3 + 4 SO2 Hoặc 3 FeS +5 O2 ----------> Fe3O4 + 3 SO2 - Qúa trình cháy của quặng không những chỉ xảy ra giữa pyrit và Oxy mà còn xảy ra giữa các pha rắn: FeS2 + 16 Fe2O3 = 11 Fe3O4 + 2 SO2 FeS + 10 Fe2O3 = 7 Fe3O4 + SO2 FeS2 + 5 Fe3O4 = 16 FeO + 2 SO2 FeS + 3 Fe3O4 = 10 FeO + SO2 11 - Đối với Pyrit lẫn than có thêm phản ứng : C + O2 = CO2 Phản ứng trên sẽ cung cấp thêm một phần nhiệt l−ợng cần thiết cho quá trình đốt nguyên liệu. - Đối với thạch cao : CaSO4 = CaO + SO2 (Phản ứng diễn ra ở 1400 – 1500 0C). Khi có C, SiO2, Al2O3, Fe2O3 nhiệt độ của phản ứng trên giảm xuống 2 CaSO4 + C = 2 CaO + 2 SO2 + CO2 - Đối với khí thải S + O2 = SO2 2 H2S + 3 O2 = 2 SO2 + 2H2O Thông th−ờng thành phần của khí lò bao gồm SO2, O2 ,N2,, hơi n−ớc và một số tạp chất khác nh−: bụi, SO3, AS2O3, SeO2; HF; S F4 3.2- Các loại lò đốt th−ờng dùng . Ngày nay công nghệ sản xuất axit sunfuric có nhiều loại lò dùng đốt nguyên liệu nh−: lò nhiều tầng, lò đốt quặng bột, lò lớp sôi, lò xyclon; lò dốt l−u huỳnh (loại nằm ngang, loại đứng), lò đốt hyđrosunfua H2S Do giới hạn bài viết chúng tôi trình bày loại lò lớp sôi để đốt nguyên liệu. Bởi vì thiết bị lớp sôi có nhiều −u điểm nổi bật và ngày càng đ−ợc sử dụng rộng rãi không chỉ trong công nghệ sản xuất axit sunfuric mà còn trong các ngành khác nh−: luyện kim, gia công dầu mỏ, thực phẩm, y học, năng l−ợng hạt nhân + Theo báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà n−ớc KC- 06-06 chúng ta có bảng cân bằng vật liệu cho 1 tấn quặng py rit hàm l−ợng 33% l−u huỳnh đối với lò lớp sôi (dựa trên tính toán lí thuyết) nh− sau: Bảng 1 12 L−ợng vào L−ợng ra Thông số Trọng l−ợng(kg) Thể tích m3/tấn Thông số Trọng l−ợng(kg) Thể tích m3/ tấn Quặng 1000 Xỉ 750,8 Quặng khô 940 khí lò 2821,35 1999 Quặng ẩm 60 Khí SO2 638,4 223,4 không khí 2571,5 2010,27 Khí SO3 6,8 1,9 Không khí khô 2526 1953,67 O2 141,4 99 Hơi n−ớc 45,5 56,6 N2 1929,25 1543,4 Hơi n−ớc 105,5 131,3 Tổng 3571,5 3572,15 Nhiệt l−ợng cần thiết cho quá trình đốt Bảng 2 L−u huỳnh 33% L−u huỳnh 35% Nhiệt vật lý của quặng (kcal /h ) 12729,2 12729,2 Nhiệt của ẩm trong quặng (kcal /h ) 6250 6250 Nhiệt của không khí khô (kcal /h ) 6285,4 66887 Nhiệt của ẩm trong không khí (kcal /h ) 2114,2 2249,7 Nhiệt toả ra khí đốt (kcal /h ) 4266670 4533337 Tổng l−ợng nhiệt cần cung cấp (kcal /h ) 4350620,8 4621453 Cấu tạo lò lớp sôi (hình 2) gồm 1 hình trụ bằng thép, bên trong lót vật liệu chịu lửa. ở phần d−ới của lò đặt 1 bảng để phân phối không khí đều trên toàn tiết diện của nó. Quặng đ−ợc đ−a vào buồng nạp. Không khí qua các lỗ ở ghi ống thổi quặng vào lò. Không khí chính qua các mũ gió trên bảng phân phối khí giữ cho lớp quặng ở trạng thái sôi. Để quặng cháy triệt để, ng−ời ta bổ xung không khí vào trên lớp sôi (khoảng 20% tổng l−ợng không khí). ống tháo sỉ đặt ở ngang mức lớp sôi. Tốc độ không khí qua lỗ mũ gió khoảng 13 8- 10 m/s. Tổng diện tích lỗ của tất cả các mũi gió chỉ chiếm chừng 2% diện tích bảng phân phối khí. Khi đốt quặng tuyển nổi, tốc độ khí trong lò 1-1,1 m/s, c−ờng độ lò 8-10 tấn quặng 45% l−u huỳnh/m2/ ngày. Nếu đốt quặng pyrit thì tốc độ khí lớn hơn (1,9-2 m/s) và do đó c−ờng độ lò cũng cao hơn (16- 20 tấn quặng/m2/ngày). Lò lớp sôi có −u điểm : + Đốt đ−ợc các quặng nghèo l−u huỳnh nh−ng hiệu suất tạo ra SO2 vẫn cao . + Cấu tạo thiết bị t−ơng đối đơn giản dễ cơ khí hoá và tự động hoá . + Hệ số truyền nhiệt, dẫn nhiệt từ lớp sôi đến bề mặt trao nhiệt rất lớn. + Trở lực của lớp sôi không lớn lắm và trong giới hạn tồn tại lớp sôi thì không phụ thuộc vào tốc khí. Tuy nhiên nó có một số nh−ợc điểm: + Hàm l−ợng bụi trong khí ra rất lớn cho nên phải có thiết bị để xử lý bụi trong SO2 tạo ra. D−ới đây là bảng l−ợng bụi cuốn theo khí lò đối với l−u huỳnh 33% Bảng 3 Uop(m/s) 0,85 0,9 1,02 1,08 1,14 Rt(kg/s) 0,2124 0,26 0,392 0,434 0,506 Cp(%) 18,5 22,4 33,82 37,41 43,6 Trong đó: L−ợng quặng vào lò : FO =1,16kg/s. Kích th−ớc trung bình của hạt: Dp = 84x 10-3 mm Uop: tốc độ làm việc của khí Rt: khối l−ợng bụi . Cp: phần trăm bụi cuốn theo khí lò + Thành lò vùng lớp sôi bị bào mòn rất mạnh cho nên phải th−ờng xuyên kiểm tra và bảo d−ỡng. Do có nhiều −u điểm nổi bật nên lò lớp sôi đang dần thay thế loại cơ khí và tiếp tục đ−ợc nghiên cứu để có năng suất cao hơn và nhiều tính −u việt hơn. D−ới đây là chỉ tiêu 14 làm việc của một lò lớp sôi đối với các hạt có kích th−ớc khác nhau (đ−ợc tính toán dựa trên lý thuyết). Bảng 4 Dp (10-6 m) 69 84 155 274 382 474- 500 Umf (m/s) 0,002 0,0044 0,015 0,047 0,08 0,143 Ut (m/s) 0,84 1,02 1,91 4,14 4,65 6,09 Uop (m/s) 0,9 0,9 0,9 0,95 1,14 1,3 d T ( m ) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,11 0,13 Ub (m/s) 1,6 1,6 1,6 1,5 1,8 1,96 H ( m ) 1,14 1,14 1,13 1,14 1,24 1,22 Trong đó : Dp: kích th−ớc trung bình của tập hợp hạt. Umf: tốc độ sôi tối thiểu . Ut: tốc độ tới hạn của hạt rắn. Uop: tốc độ làm việc của khí. dT : Đ−ờng kính trung bình cua bọt khí trong lớp sôi. Ub: tốc độ nâng của bọt khí . H: chiều cao lớp sôi cho các mẫu nguyên liệu 3.3 Sử dụng xỉ và nhiệt: - Khi đốt quặng pi rit thải ra một l−ợng xỉ khá lớn (khoảng 70% l−ợng quặng khô) với thành phần chủ yếu là sắt oxit, ngoài ra còn có một số kim loại màu và quí nh−: Cu, Co , Zn , Au , Ag , Ta .Đây là nguồn nguyên liệu quí cho ngành công nghiệp luyện kim . 15 - Nếu sử dụng tổng hợp đ−ợc xỉ thì cứ 1000 tấn xỉ có thể thu đ−ợc 800 tấn tinh quặng sắt (với hàm l−ợng 55- 63 % Fe); 3,3 – 4 tấn đồng; 3,3 – 4,3 tấn kẽm; 0,8-1 kg vàng; 10 kg bạc; 80 kg coban; 70 tấn natri sunfat - L−ợng nhiệt toả ra khi đốt nguyên liệu chiếm từ 52 – 65 % tổng l−ợng nhiệt. Chúng ta có thể tận dụng l−ợng này để sản xuất điện tự cung cấp cho nhà máy (tính đến hiệu suất nhiệt của nhà máy điện) hoặc nhà máy sản xuất có thể trở thành nơi cung cấp năng l−ợng. II. Tinh chế khí SO2 1. Sơ l−ợc về quá trình tinh chế khí: - Đối với sơ đồ cổ điển của quá trình sản xuất axit sunfuric theo ph−ơng pháp tiếp xúc: + Khí lò từ lò đốt quặng đ−ợc làm nguội trong nồi hơi, tách bụi trong xyclon, lọc điện khô có nhiệt độ 300-400o C đi vào công đoạn làm sạch khí để tách các tạp chất có hại đối với xúc tác. Khí SO2 thu đ−ợc sau khi đốt nguyên liệu chứa nhiều tạp chất có hại nh− : - Bụi: làm tăng trở lực của thiết bị và đ−ờng ống, làm giảm hệ số truyền nhiệt, chuyển chất - AS2O3: làm xúc tác bị ngộ độc vĩnh viễn, làm giảm hiệu suất chuyển hoá SO2. - SeO2, TeO2 , Re2O7 hoà tan vào các axit t−ới làm bẩn sản phẩm. Mặt khác chúng còn là nguồn nguyên liệu quý cho các ngành công nghiệp bán dẫn, thuỷ tinh màuBởi vậy phải tìm cách thu hồi chúng . - FLo( ở dạng HF và SiF4) : ăn mòn các vật liệu có chứa Silic trong điều kiện thuận lợi có thể giảm hoạt tính của chất xúc tác. + Để làm sạch hỗn hợp khí,ng−ời ta cho khí đi qua hàng loạt các tháp rửa, lọc điện, sấy Tuy nhiên sơ đồ làm việc của chúng khá phức tạp, và có một nh−ợc điểm là các tạp chất chủ yếu trong khí lò chuyển thành dạng mù axit sau đó lại phải tách chúng trong các lọc điện −ớt. Hiện nay có 2 h−ớng giải quyết đơn giản hơn nh− sau: - Ph−ơng pháp hấp thụ: Làm nguội khí bằng dung dịch axit sunfuric có nồng độ và nhiệt độ sao cho các tạp chất trong khí bị hấp thụ trên bề mặt axit t−ới mà không tạo mù. Nếu trong khí lò, ngoài hơi H2SO4 còn có cả hơi SeO2 và As2O3 thì tăng nhiệt độ axit t−ới, hiệu suất tách 2 chất trên khỏi khí lò cũng tăng. Sở dĩ nh− vậy vì chúng hoà tan trong cả 16 axit t−ới và mù axit. Khi tăng nhiệt độ l−ợng mù sẽ giảm, do đó l−ợng SeO2 và As2O3 trong mù theo khí cũng giảm. - Ph−ơng pháp hấp phụ: dùng chất rắn hấp phụ tạp chất ở nhiệt độ cao mà không cần phải làm nguội và rửa hỗn hợp khí. Chất hấp phụ As2O3 t−ơng đối tốt là silicagel. Thực tế nó có thể hấp phụ hoàn toàn As2O3 khỏi khí lò. Chất hấp phụ có khả năng hấp phụ cao hơn và rẻ hơn là zeolit nhân tạo (thành phần gần đúng 10SiO2..O,5AL2O3). Nó có thể hấp phụ đ−ợc l−ợng As2O3 bằng 5-7% khối l−ợng của nó. 2- Thiết bị làm sạch khí gồm: + Tháp rửa I: có nhiệm vụ làm nguội hỗn hợp khí từ 350-400o C xuống 80-90oC. Tách hầu hết l−ợng bụi còn lại trong khí sau lọc điện khô. Tách một phần SeO2 và As2O3 và các tạp chất khác. Hấp thụ một phần mù a xit tạo thành trong tháp. + Tháp rửa II: có nhiệm vụ làm nguội hỗn hợp khí từ 80-90oC xuống 30-40oC. Hấp thụ một phần mù a xit trong khí sau tháp rửa I. Tách một phần các tạp chất ( Asen, telu) khỏi hỗn hợp khí. + Tháp tăng ẩm: có nhiệm vụ tăng hàm ẩm của hỗn hợp khí để tăng kích th−ớc hạt mù a xit. Tiếp tục làm nguội hỗn hợp khí xuống vài độ nữa (3-5oC). Nếu trong hỗn hợp khí có Flo thì ở tháp tăng ẩm ng−ời ta còn cho thêm Na2SO4 vào a xit t−ới để tách chúng theo phản ứng: 3 SiF 4 + 2 Na2SO4 + 2 H2O = 2 Na2SiF6 + 2 H2 SO4 + SiO2 + Lọc điện −ớt: để lọc mù axit ng−ời ta th−ờng dùng loại lọc cơ khí: lọc sợi . Nguyên tắc làm việc của loại này là cho hỗn hợp khí có mù axit đi qua lớp sợi mảnh chịu axit, khi va chạm với các sợi, do lực ỳ các hạt mù axit sẽ bị giữ lại trên đó. Đ−ờng kính hạt mù càng lớn, tốc độ dòng khí càng cao thì hiệu suất tách mù càng lớn. + Tháp sấy: Nhiệm vụ tách hoàn toàn l−ợng hơi n−ớc trong hỗn hợp khí thông th−ờng bao gồm 2 tháp với mục đích để đề phòng 1 trong 2 tháp có h− hỏng và tăng l−ợng Oleum sản xuất