Browsing by Author "Баранович, Дмитро Сергійович"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 1 of 1
  • No Thumbnail Available
    Item
    Одержання полімерної і дисперсної сірки кислотним розкладом натрію тіосульфату в закритій системі
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2008) Баранович, Дмитро Сергійович
    У дисертації наведено результати досліджень, спрямованих на розроблення теоретичних основ і технології полімерної та дисперсної сірки новим методом, яка відрізняється від існуючої тим, що процес здійснюється в закритій системі. В дисертаційній роботі встановлено закономірності та кількісні залежності впливу основних технологічних параметрів на процес розкладу натрію тіосульфату хлоридною кислотою в закритій системі. Визначено закономірності та кількісні залежності впливу різноманітних чинників на поглинальну здатність розчину, якісний і кількісний склад рідкої фази в процесі абсорбції SO2 водним розчином Na2S2O3 та фізико-хімічні характеристики одержаної сірки. Запропоновано механізм кислотного розкладу натрію тіосульфату з участю сірки (IV) оксиду з отриманням полімерної та інших видів сірки. На базі одержаних закономірностей та залежностей створено новий технологічний процес одержання полімерної сірки розкладом натрію тіосульфату хлоридною кислотою під тиском і дрібнодисперсної як продукту абсорбції SO2 водним розчином Na2S2O3 і розкладу політіонових кислот, а також додаткового продукту – мірабіліту. Виконані узагальнені техніко-економічні розрахунки переконливо свідчать про економічність і екологічність розробленої технології полімерної і дисперсної сірки. На основе обзора литературы и существующих методов получения полимерной серы сделан вывод, что наибольший интерес представляет получение ее на базе натрия тиосульфата, который является многотоннажным отходом многих производств и в большей части не используется, а накапливается, имеет низкую стоимость. Привлечение этих отходов для производства полимерной серы дало бы возможность не только удешевить этот продукт, но и имеет экологическое значение. Существующей технологии получения полимерной серы свойственный существенный недостаток – половина серы, введенной вместе с Na2S2O3, преобразуется в SO2, который необходимо утилизировать. Кроме того, снижается степень использования тиосульфатной серы. Проведение данного процесса в закрытой системе даст возможность задействовать SO2, который выделяется в результате реакции, в сферу основного процесса, а также для разложения дополнительных количеств Na2S2O3. При этом возможно образование как полимерной, так и дисперсной серы, потребности в которых являются значительными. Для проведения исследований и анализов подобраны методики, спроектированы и смонтированы установки. Установлено, что натрия тиосульфат характеризуется высокой сорбционной способностью по отношению к сере (IV) оксиду – больше как 1,3 (моль SO2)/(моль Na2S2O3). Полученными экспериментальными данными показано, что хемосорбированный SO2 взаимодействует с ионами S2O32- с образованием других ионов, которые содержат атом серы. На базе проведенных исследований предложен механизм взаимодействия SO2 и Na2S2O3 в процессе образования серы через стадию образования политионовых кислот. Установлено, что без сильного кислотного агента политионаты разлагаются достаточно медленно и этот процесс происходит с образованием не полимерной серы, а ромбической модификации в виде дисперсных частиц. Установлено, что в поле действия ультразвуковых колебаний политионовые кислоты интенсивно деструктируют с образованием дисперсной серы с размером частиц 5-10 мкм. На основании выполненных исследований сделано вывод, что серы (IV) оксид, который образуется при разложении Na2S2O3 хлоридной кислотой, можно утилизировать хемосорбцией раствором натрия тиосульфата. Установлено что проводить абсорбцию целесообразно при температуре 40-450С и необходимо, чтобы количество SO2, которое абсорбируется водным раствором Na2S2O3, было больше чем 1,2 (моль SO2)/(моль Na2S2O3). Проведенными исследованиями получения полимерной серы в закрытой системе установлено, что оптимальное соотношение реагентов равно Na2S2O3 : HCl = 1,3-1,35 : 1 от стехиометрии основной реакции, а оптимальной скоростью подачи водного раствора натрия тиосульфата (390 г/л) является 50-100 дм3 Na2S2O3/хв. на 1 м3 HCl. Также на базе экспериментальных исследований установлено, что высокий выход серы и содержание полимерной модификации в ней достигается при температуре 60-650С и гидродинамических условиях, которым отвечает Reпр.=7000-11000. Экспериментально доказано, что увеличение давления в системе до момента пока не начинает скрапливатся SO2 позитивно влияет на выход серы и содержание полимерной модификации в ней. Введение в закрытую систему ПАР (синтанола ДС-10), в отличие от открытой системы, не способствует увеличению выхода серы и содержания полимерной модификации в ней, но имеет позитивный эффект, влияя на размер частиц, уменьшая дисперсность полученного продукта, облегчая отделение продукта от стенок реактора, размалывание и измельчение полученной твердой фазы. Наилучшие результаты были достигнуты при введении в систему синтанола в количестве 0,5-3,6 мл на 1 м3 водного раствора натрия тиосульфата (концентрация 390г/л). Анализ рентгенограммы серы, полученной в результате разложения натрия тиосульфата хлоридной кислотой в закрытой системе, показал, что твёрдофазный продукт состоит из ω- и μ-модификаций и содержит незначительные примеси α-серы. Но преобладающей является ω-сера. Выполненые теоретические и экспериментальные исследования, результаты которых изложены в диссертационной работе и анализ литературы послужили основой для разработки технологической схемы производства полимерной и дисперсной серы разложением натрия тиосульфата хлоридной кислотой в закрытой системе. Опираясь на предложенную технологическую схему, результаты исследований, провели материально-тепловые и технико-экономические расчеты, определили расходные коэффициенты за сырьем и энергией. Полученные результаты убедительно свидетельствуют, что осуществление процесса кислотного разложения натрия тиосульфата в закрытой системе является экономически целесообразным и дает возможность получать два ценных продукта – полимерную и дисперсную серу и дополнительный продукт – мирабилит. In dissertation the results of researches are directed on develop of theoretical bases and technology of polymeric and dispersible sulphur by a new method which differs from existing that process is carried out in the closed system. In dissertation are established laws and quantitative dependence of influences the basic technological parametres on process of decomposition of sodium thiosulfate by acid hydrochloric in the closed system. Laws and quantitative dependences of influence of various factors on absorbing ability of a solution, qualitative and quantitative composition of a liquid phase in the course of absorption SO2 by water solution Na2S2O3 and physical and chemical characteristics of the received sulphur are defined. The mechanism of acid decomposition of sodium thiosulfate with participation of sulfur (IV) oxide with obtaining polymeric and other kinds of sulphur is offered. On the basis of the received laws and dependences new technological process of obtaining of polymeric sulphur by decomposition of sodium thiosulfate by hydrochloric acid under pressure and dispersible sulphur as product of absorption SO2 of water solution Na2S2O3 and decomposition polition acids, and also an additional product – mirabilit is created. The executed technical and economic calculations convincingly testify to profitability and ecological compatibility of the developed technology of polymeric and dispersible sulphur.