Wo wird Schwefelsäure verwendet? Schwefelsäure und ihre Verwendung. Salpetriges Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure

Was ist ein Modem und warum wird es benötigt?

Der Name setzt sich aus zwei Wörtern zusammen: MODulator und DEmodulator. Diese beiden Wörter spiegeln perfekt die Essenz der Arbeit des Modems wider. Es moduliert das an die Telefonleitung übertragene Signal mit den vom Computer empfangenen Informationen und überträgt umgekehrt das, was es von der Leitung demoduliert hat, an den Computer. Warum ist das notwendig? - wird ein sorgfältiger Leser sofort fragen. Aber warum! Wie Sie wahrscheinlich wissen (und wenn Sie es nicht wissen, lesen Sie es genauer!), werden alle Informationen auf dem Computer in Form von Nullen und Einsen dargestellt. Nullen und Einsen wiederum werden durch Spannung kodiert: keine Spannung – Null, Spannung – Eins. Natürlich können Computer Informationen nur über Nullen und Einsen austauschen. Wenn die Distanz, über die Daten übertragen werden müssen, klein ist, wie zum Beispiel in einem Computer, werden sie einfach durch Drähte von einer Mikroschaltung zur anderen verbunden. Was ist, wenn Sie etwas auf den Computer eines Freundes übertragen möchten, der sich beispielsweise in einer anderen Gegend befindet? Schon allein beim Kauf des Kabels gehen Sie pleite, ganz zu schweigen davon, dass Sie für dieses Kabel einen Graben ausheben oder es an Masten aufhängen müssen (sonst gehen sie verloren!).

Glücklicherweise ist das Telefon vielerorts weit verbreitet – und dabei handelt es sich nicht mehr als um ein fertiges Adernpaar. Allerdings sind diese Leitungen nicht so gut, wie wir es gerne hätten, da sie immer noch für die Übertragung von Sprache und nicht für Nullen und Einsen gedacht sind. Hier kommt das Modem ins Spiel: Es wandelt die Nullen und Einsen in ein Signal um, das in seinen Eigenschaften einer Stimme mehr oder weniger ähnelt und sich daher für die Übertragung per Telefon eignet. Gleichzeitig führt das Modem auch typische Funktionen eines normalen Telefons aus: Wählen einer Nummer, Abnehmen des Hörers beim Anruf usw.

Um alle ihm zugewiesenen Funktionen ausführen zu können, muss das Modem sehr intelligent sein, und das ist selbst für Menschen nicht einfach. Im Wesentlichen ist ein Modem ein kleiner Computer. Es verfügt über einen Prozessor, einen Speicher und alle möglichen anderen dafür notwendigen Teile normale Operation. Es wird an einem Ende mit der Telefonleitung und am anderen Ende mit dem Computer verbunden. Wenn wir die Telefonleitung ein wenig geklärt haben, lohnt es sich, ein paar Worte zum Anschluss an einen Computer zu sagen. Computer – auch sie sind unterschiedlich, groß und klein, schnell und nicht so schnell. Um nicht für jeden Computertyp ein anderes Modem zu erstellen, schlaue Menschen Wir beschlossen, eine Einigung zu erzielen und in allen Computern das gleiche Gerät zu installieren – einen Kommunikationsport (COM-Port).

Wenn der Computer über einen solchen Kommunikationsanschluss verfügt (der Standard dafür heißt in Amerika RS232C und in Europa V24), kann jedes Standardmodem daran angeschlossen werden. Natürlich müssen wir sofort klarstellen, was wir meinen, wenn wir von einem „Standard“-Modem sprechen. Modems als solche unterliegen drei Arten von Standards: Einer davon kennen Sie bereits – er beschreibt die Interaktion des Modems mit einem Computer (RS232C/V24), der andere bestimmt, wie Daten für die direkte Übertragung über das Telefon umgewandelt werden , und der dritte beschreibt Befehle an das Modem (auch über das Modem können Sie Befehle ausführen!).

Schauen wir uns die Standards für Datenübertragungsprotokolle genauer an Telefonnetz. Die Geschwindigkeit, mit der es arbeitet, sowie die Möglichkeit des Betriebs mit jedem anderen Modem hängen davon ab, welche Protokolle Ihr Modem unterstützt. Generell ähnelt das Prinzip der Informationsübermittlung per Telefon ein wenig dem Funk. Das Modem erzeugt eine sogenannte Trägerfrequenz („Unser Radiosender arbeitet auf dieser Frequenz...“) und moduliert diese mit den vom Computer empfangenen Informationen nach den Regeln eines bestimmten Protokolls. (Sehr oft werden Sie stoßen englisches Wort TRÄGER – seien Sie nicht beunruhigt, es handelt sich um die Trägerfrequenz. Die gebräuchlichsten Protokolle sind V21, V22 und V22bis. Sie bestimmen, wie Signale moduliert werden müssen, um Informationen über Telefonleitungen mit Geschwindigkeiten von bis zu 300, 1200 bzw. 2400 Bit pro Sekunde zu übertragen. Hierbei ist zu beachten, dass die Daten über das Telefon sequentiell, Stück für Stück, übertragen werden und zusätzlich zu den Basisinformationen, mit denen alles gestartet wird, auch Serviceinformationen übertragen werden, die zur „Aufrechterhaltung des Gesprächs“ erforderlich sind. Typischerweise werden zusätzlich zu den 8 Bits jedes Datenbytes 2 Bits hinzugefügt: eines am Anfang (Startbit) und eines am Ende (Stoppbit). Insgesamt: Ein Byte besteht in unserem Fall aus 10 Bits HöchstgeschwindigkeitenÜberweisungen nützliche Informationen beträgt 30, 120 und 240 Bytes pro Sekunde.

Die Wissenschaft steht natürlich nicht still, und In letzter Zeit Es sind neue Protokolle erschienen, die die Geschwindigkeit erhöhen und zusätzliche Dienste bereitstellen. Beispiele hierfür sind die Protokolle MNP und V42/V42bis. Modems, die sie unterstützen, können Fehler, die während der Übertragung auftreten, automatisch korrigieren und die übertragenen Informationen komprimieren, was manchmal die Leistung erhöht. Die Übertragungsprotokolle V32 und V32bis beschreiben ein Verfahren zur Datenübertragung mit Geschwindigkeiten von bis zu 14.400 Bit pro Sekunde, mit der Möglichkeit, diese je nach Qualität der Leitung während der Übertragung automatisch zu reduzieren oder zu erhöhen. Modems sind in der Regel aufwärtskompatibel. Das heißt, Modems, die fortgeschrittenere Austauschprotokolle unterstützen, funktionieren dennoch nicht mit älteren Modellen. Das Wichtigste ist, dass diese alten Modelle Standard sind, was man von manchen Handwerken nicht behaupten kann heimische Handwerker. Trotz der attraktiven Werbung („1200!“, „2400!“, „Hohe Zuverlässigkeit!“) können sie sich nur mit sich selbst verbinden, ganz zu schweigen davon, dass einige von ihnen zusammen mit dem Signal viel pushen Eingriffe in die Leitung, die nicht natürlich sind, erregen den Zorn der Bahnwärter.

Schauen wir uns nun die dritte Art von Standards an – das ist der Standard für Modembefehle. Um zu verdeutlichen, was ein „Modembefehl“ ist, werde ich eine Klarstellung vornehmen: Für jedes Standardmodem gibt es zwei mögliche Modi, in denen es sein kann. Der erste Modus ist der Datenübertragungsmodus. Das Modem empfängt Daten vom Computer, wandelt sie in ein Signal um und sendet es an die Telefonleitung. Ebenso wird das von der Leitung kommende Signal in Daten umgewandelt und an den Computer übertragen. Der zweite Modus ist der Teammodus. In diesem Modus führt das Modem keine Modulation/Demodulation durch und sendet nichts auf die Leitung. Es betrachtet alle Daten, die vom Computer eingehen, als Befehle und versucht, diese auszuführen. Dieser Modus ist der Grundmodus für das Modem, d. h. wenn Sie das Modem einschalten, beginnt es im Befehlsmodus zu arbeiten. In diesem Modus können Sie verschiedene Befehle an das Modem senden, es zum Abheben oder Auflegen des Hörers zwingen, eine Nummer wählen, den Lautsprecher ein- oder ausschalten und Datenübertragungsparameter konfigurieren.

Der von der amerikanischen Firma HAYES (sprich [hayes]) vorgeschlagene Standard für Befehle ist derzeit allgemein akzeptiert. Dies wird normalerweise als „HAYES-kompatibler Befehlssatz“ geschrieben, manchmal wird es aber auch als „AT“-kompatibler Satz bezeichnet – nach den ersten beiden Buchstaben, die den Befehl angeben. Anhand dieser Anfangsbuchstaben versteht das Modem, dass die eingegebenen Informationen als auszuführender Befehl zu verstehen sind. Bei Ihren Experimenten sollten Sie bedenken, dass jeder Befehl an das Modem nicht länger als 40 Zeichen sein und mit einem „Carriage Return“-Code (ENTER-Taste) enden sollte, obwohl es einige Ausnahmen gibt, die wir später betrachten werden . Wenn das Modem den Befehl erkennt, versucht es, ihn auszuführen und das Ergebnis zu melden. Der einfachste Befehl besteht aus nur zwei Buchstaben „AT“; er zwingt das Modem, „eine Stimme zu geben“ und zu antworten, dass mit ihm alles in Ordnung sei. Diese Antwort sieht aus wie eine „OK“-Nachricht vom Modem. In der Regel werden Modems automatisch für die Geschwindigkeit und andere Parameter des COM-Ports konfiguriert, an den sie angeschlossen sind, sodass jedes funktionierende Standardmodem, das sich im Befehlsmodus befindet, auf diesen einfachen Befehl reagieren sollte. Wenn das Modem den darauf gefallenen Unsinn nicht verstehen kann, schwört es „ERROR“, was einen Fehler bedeutet.

Viele haben das Wort „Modem“ gehört und viele verstehen die Bedeutung dieses Wortes. Ich möchte Sie gleich daran erinnern, dass dieses Gerät häufig zum Anschließen eines Computers verwendet wird Internet. In diesem Artikel werden wir versuchen, die Funktionen dieses Geräts, die Modemtypen und die Funktionsprinzipien genauer zu verstehen.

Reis. 1

Lassen Sie uns zunächst den Namen herausfinden, warum genau Modem? Alles ist sehr einfach, das Wort entstand aus der Verschmelzung zweier Wörter: Modulator und Demodulator bzw. moduliert und demoduliert das Signal. Das Modem wandelt ein analoges Signal in ein digitales um, beispielsweise wird ein Signal, das über Telefonleitungen übertragen wird, in ein für einen Computer verständliches Signal umgewandelt und umgekehrt. Dazu verfügt das Modem über eine digitale Schnittstelle zur Kommunikation mit einem Computer und eine analoge zur Kommunikation mit einem Telefonanschluss. Bei der Signalumwandlung ist alles ganz einfach: Die Signaleigenschaften werden bei einer bestimmten Frequenz gemessen und dann mit einem speziellen Algorithmus digital aufgezeichnet.

Woraus besteht dieses Gerät? Das Modem besteht aus Prozessoren (Signal-, Universal- und Modemprozessoren), die die Betriebsmodi der übrigen Teile des Modems steuern und die eigentliche Modulation/Demodulation des Signals durchführen; das Modem verfügt außerdem über Speicher (ROM, PROM,RAM) und der analoge Teil des Modems, der mit dem Netzwerk verbunden ist, und ein spezieller Controller steuert all dies.

Modems können extern oder intern sein. Interne Modems werden im Computergehäuse selbst installiert und bestehen aus einer Erweiterungskarte, die hauptsächlich im Steckplatz installiert wird PCI auf dem Motherboard ( Motherboard-Auswahl). Externe Modems sind als konzipiert separates Gerät, der über einen Stecker mit dem Computer verbunden wird Netzwerkkarte. Es gibt auch integrierte(im Motherboard eingebaute) Modems, aber sie sind selten. Zu den Vorteilen eines externen Modems gehört, dass es über das Netzwerk mit Strom versorgt wird und keinen Strom erzeugt zusätzliche Belastung für die Stromversorgung und enthält außerdem eine Anzeige, mit der Sie über den Status der Netzwerkverbindung navigieren können. Der Hauptvorteil eines internen Modems ist seine Unsichtbarkeit, da es sich innerhalb der Systemeinheit befindet.

Abb.2

Es gibt auch drahtlose Modems (Abb.2) Diese Geräte wurden von Laptopbesitzern, die überall eine Internetverbindung benötigen, sehr geschätzt Globus. Sie nutzen unterschiedliche Standards für die Datenübertragung Kabellose Kommunikation. Moderne drahtlose Modems werden hauptsächlich über USB-Anschlüsse angeschlossen.

Lassen Sie uns nun über Geschwindigkeiten sprechen. Während früher gewöhnliche digital-analoge Modems mit Geschwindigkeiten von bis zu 56 Kbit/s arbeiteten, sind heute ADSL-Modems beliebt (Abb.2) Diese Modems arbeiten mit einer Technologie, die eine Datenübertragung mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 Mbit/s ermöglicht, zudem bleibt die Telefonleitung frei. Tatsächlich übertragen solche Modems aufgrund von Geschwindigkeitsbeschränkungen auf Telefonleitungen in der Praxis Daten mit Geschwindigkeiten von 1 bis 24 Mbit/s, was ebenfalls nicht niedrig ist.

Jedes Jahr erhöhen Internetanbieter langsam und sicher die Geschwindigkeit der Datenübertragung auf ihren Leitungen, und vielleicht werden Modems in naher Zukunft Daten mit hoher Geschwindigkeit übertragen gleiche Geschwindigkeiten moderne lokale Netzwerke.

Das Internet entwickelt sich sehr schnell. Auch die übrige Technik entwickelt sich rasant weiter. Jetzt kann jedes Gerät auf das Internet zugreifen, wenn es nur möglich wäre. Und sie ist. Jetzt sogar drin öffentlicher Verkehr Sie können Webseiten über WLAN herunterladen.

Es gibt spezielle Geräte für den Zugriff auf das Internet – diese sind Router oder Modem. In diesem Artikel werden wir die Unterschiede zwischen diesen Geräten analysieren und auch herausfinden, ob diese beiden Geräte verwendet werden können.

Beschreibung des Modems und Routers

Zuerst müssen Sie die Konzepte verstehen. Beginnen wir mit dem Modem. Dieses Gerät ist für die Modulation oder Demodulation des empfangenen Signals verantwortlich. Wenn wir reden in einfachen Worten, dann empfängt und konvertiert das Modem Daten, die aus dem Netzwerk kommen. Er tut dies so, dass jedes Gerät es verstehen kann, und nutzt es dann für den Paketdatenaustausch. Dieses Gerät bietet nur einem Gerät Zugriff auf das Internet.

Es gibt verschiedene Arten von Modems. Sie hängen von der Verbindungsmethode und der Art des Datenempfangs ab:

• Stationäres Modem. Für die Verbindung wird ein spezielles Kabel verwendet, über das dekodierte Daten empfangen und übertragen werden.
• Handy, Mobiltelefon. Der Unterschied besteht darin, dass zur Datenübertragung ein USB-Anschluss eines Computers oder Laptops verwendet wird. Für den Anschluss sind keine Kabel erforderlich.

Ein Router ist ein Gerät, das in der Lage ist, den Datenverkehr auf mehrere Netzwerkteilnehmer zu verteilen. Dieses Gerät verfügt nicht über dekodierte Daten. Der Router dient dazu, das Signal zwischen mehreren Teilnehmern im selben Netzwerk zu verteilen und dessen Betrieb zu regulieren.

Gleichzeitig ist das Modem auch für die Verarbeitung und den Empfang des Signals verantwortlich. Die meisten Modelle verfügen über ein eingebautes Modem. Selbst wenn Sie einen Router zu einem günstigen Preis kaufen, ist darin immer noch ein Modem enthalten. Somit können Sie sich entweder direkt per Kabel mit dem Netzwerk verbinden oder eine WLAN-Verbindung nutzen. Alles hängt vom Anbieter und der Verbindungsmöglichkeit ab.

Diese beiden Geräte unterscheiden sich erheblich voneinander. Der Router zeichnet sich dadurch aus, dass Es hat eigene IP-Adresse. Der Router bietet außerdem Netzwerkkonnektivität für mehrere Geräte gleichzeitig. Das Modem kann nur ein Gerät mit dem Internet verbinden. Sein Hauptaufgabe besteht darin, ein Signal nur an das damit verbundene Objekt zu senden. Das Modem funktioniert nur mit einem Client.

Der Router verfügt über mehr Funktionalität. Es erzeugt ein Signal für mehrere Teilnehmer. Sie können von jedem Gerät aus eine Verbindung herstellen: Smartphone, Computer, Laptop, Tablet (WLAN). Es verfügt über eine eigene IP-Adresse, die jedem Netzwerkteilnehmer zugewiesen werden kann.

Das Modem wandelt das Signal nur entsprechend seinen Mitteln um USB-Kabel und Radiowellen. Die Fähigkeiten eines solchen Geräts sind begrenzt, die Aufgaben sind minimal. Der Router konfiguriert das Netzwerk entsprechend den Anforderungen des Benutzers. Ein Router kann die Verbindungssicherheit und Datensicherheit verbessern. Sie können auch den Datenverkehr über dieses Gerät konfigurieren.

Wenn das Modem nicht mit dem Router zusammenarbeitet oder nicht in diesen integriert ist, wählen Sie am besten einen Router. Für Familien ist es praktischer, da es die Verbindung mehrerer Benutzer ermöglicht (funktioniert über WLAN). Es ist erwähnenswert, dass Anbieter jetzt Router mit integriertem Modem auf den Markt bringen. Das heißt, Sie können eine direkte Verbindung zum Netzwerk herstellen oder ein drahtloses Netzwerk verwenden.

Router mit eingebautem Modem sind bereits auf dem Markt erschienen. Die gängigsten Modelle sind:

Durch den Kauf eines dieser Geräte können Sie sich auf zwei Arten mit dem Netzwerk verbinden: über WLAN oder über 2G/3G. Es gibt Router-Modelle, die die Nutzung des Internets nur dem Benutzer ermöglichen, der über einen USB-Anschluss mit diesem Netzwerk verbunden ist. Wenn die Verbindung über 3G erfolgt, können sich andere Benutzer über WLAN mit dem Netzwerk verbinden.

Die Preise für solche Geräte variieren – von 1200 bis 9000 Rubel.

Bevor Sie einen Router mit integriertem Modem kaufen, müssen Sie sich entscheiden Wo werden Sie es verwenden?. Wenn das Gerät in einem Büro verwendet wird, müssen Sie es mit einer externen Antenne kaufen. Die Installation im Freien sorgt für eine bessere Kommunikationsqualität. Wenn Sie unterwegs eine Netzwerkverbindung benötigen, sind 3G-Modelle die beste Wahl. Solche Geräte passen problemlos in die Hosentasche und ermöglichen gleichzeitig den Zugriff auf das Internet von mehreren Geräten gleichzeitig.

Da es sich um einen mobilen Router handelt, lassen Sie uns darüber sprechen. Dieses Gerät erschien vor nicht allzu langer Zeit, erfreut sich aber bereits großer Beliebtheit bei Internetnutzern. Diese Modelle dekodieren das Netzwerksignal und wandeln es in ein Funksignal um. Mit einem solchen Gerät können Sie über ein drahtloses Netzwerk auf das Internet zugreifen.

Sie können eine direkte Verbindung zum Gerät herstellen, dies ist jedoch nicht erforderlich. Die mobile Version bietet eine Vernetzung für bis zu 10 Gadgets über ein WLAN-Netzwerk.

Das Gerät kann bei mehreren Anbietern erworben werden. Der mobile Router ist kompakt. Deshalb ist es praktisch, es auf Reisen oder zum Lernen mitzunehmen.

Wenn Sie ein Modem an einen Router anschließen müssen, dann müssen Sie es tun die folgenden Aktionen indem man es einstellt. Sie eignen sich für unterschiedliche Modelle, von unterschiedlichen Anbietern:

Jetzt müssen Sie zu den Router-Einstellungen gehen:

Jetzt bleibt Ihnen nur noch um einen Computer neu zu starten. Anschließend haben Sie über ein Modem Zugriff auf das Netzwerk und können auch das WLAN-Netzwerk nutzen.

Deshalb haben wir uns die Funktionen der Geräte und ihre Unterschiede angeschaut. Es gibt einen Unterschied zwischen ihnen. Der Router kann WLAN verteilen, sodass mehrere Geräte eine Verbindung zum Netzwerk herstellen können. 3G-Modelle stellen eine direkte Verbindung zum Computer her und ermöglichen nur diesem den Zugriff auf das Internet. Mittlerweile bieten Anbieter die Nutzung eines Two-in-One-Geräts an. Das heißt, ein Router mit integriertem Modem. Sie können es in einem Online-Shop oder in einem regulären Geschäft kaufen. Ob Sie ein solches Gerät zu Hause benötigen, bleibt Ihnen überlassen.

Wo es keine Fabriken zu seiner Gewinnung gibt, ist die rentable Produktion vieler anderer Stoffe von wichtiger technischer Bedeutung undenkbar.“

DI. Mendelejew

Schwefelsäure Wird in einer Vielzahl chemischer Industrien eingesetzt:

• Mineraldünger, Kunststoffe, Farbstoffe, künstliche Fasern, Mineralsäuren, Reinigungsmittel;
• in der Öl- und Petrochemieindustrie:

• in der Nichteisenmetallurgie:

• in der Eisenmetallurgie:

• in Zellstoff und Papier, Lebensmitteln und Lichtindustrie(zur Herstellung von Stärke, Melasse, Bleichgewebe) usw.

Schwefelsäureproduktion

Schwefelsäure wird industriell auf zwei Arten hergestellt: durch Kontakt und durch Salpetersäure.

Kontaktverfahren zur Herstellung von Schwefelsäure

Schwefelsäure wird im Kontaktverfahren hergestellt große Mengen in Schwefelsäureanlagen.

Derzeit ist die Hauptmethode zur Herstellung von Schwefelsäure der Kontakt, weil Diese Methode hat Vorteile gegenüber anderen:

Erhalt des Produkts in Form einer reinen konzentrierten Säure, die für alle Verbraucher akzeptabel ist;

I. Rohstoffe zur Herstellung von Schwefelsäure.

Hauptrohstoffe

Schwefel - S

Schwefelpyrit (Pyrit) - FeS 2

Nichteisenmetallsulfide - Cu 2 S, ZnS, PbS

Schwefelwasserstoff – H 2 S

Hilfsmaterial

Katalysator – Vanadiumoxid – V2O5

II. Vorbereitung der Rohstoffe.

Schauen wir uns die Herstellung von Schwefelsäure aus Pyrit FeS 2 an.

1) Mahlen von Pyrit. Vor der Verwendung werden große Pyritstücke in Brechmaschinen zerkleinert. Sie wissen, dass die Reaktionsgeschwindigkeit zunimmt, wenn eine Substanz zerkleinert wird, weil... die Kontaktfläche der reagierenden Stoffe vergrößert sich.

2) Reinigung von Pyrit. Nach der Zerkleinerung des Pyrits wird dieser durch Flotation von Verunreinigungen (Abfallgestein und Erde) gereinigt. Dazu wird zerkleinerter Pyrit in riesige Bottiche mit Wasser abgesenkt, gemischt, das taube Gestein schwimmt nach oben und dann wird das taube Gestein entfernt.

III. Grundlegende chemische Prozesse:

4 FeS 2 + 11 O 2 T = 800°C→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q oder brennender Schwefel S+O2 T ° C→ SO 2

2SO2 + O2 400-500° MIT,V2O5 , P↔ 2SO 3 + Q

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q

IV . Technologische Grundlagen:

Kontinuitätsprinzip;

Das Prinzip der integrierten Rohstoffnutzung,Verwendung von Abfällen aus anderen Produktionen;

Das Prinzip der abfallfreien Produktion;

Prinzip der Wärmeübertragung;

Gegenstromprinzip („Wirbelschicht“);

Das Prinzip der Automatisierung und Mechanisierung von Produktionsprozessen.

V . Technologische Prozesse:

Kontinuitätsprinzip: Brennen von Pyrit in einem Ofen → Zufuhr von Schwefeloxid ( IV ) und Sauerstoff in das Reinigungssystem → in die Kontaktapparatur → Zufuhr von Schwefeloxid ( VI ) in den Absorptionsturm.

VI . Sicherheit Umfeld:

1) Dichtheit von Rohrleitungen und Geräten

2) Gasreinigungsfilter

VII. Chemie der Produktion :

ERSTE STUFE - Brennen von Pyrit in einem Wirbelschichtofen.

Zur Gewinnung von Schwefelsäure wird diese hauptsächlich verwendet Flotationspyrit- Produktionsabfälle bei der Anreicherung von Kupfererzen, die Mischungen aus Schwefelverbindungen von Kupfer und Eisen enthalten. Der Prozess der Anreicherung dieser Erze findet in den Konzentrationsfabriken Norilsk und Talnach statt, die die Hauptlieferanten von Rohstoffen sind. Dieser Rohstoff ist profitabler, weil... Schwefelpyrit wird hauptsächlich im Ural abgebaut und seine Lieferung kann natürlich sehr teuer sein. Kann verwendet werden Schwefel, das auch bei der Anreicherung von in Bergwerken geförderten Nichteisenmetallerzen entsteht. Schwefellieferanten sind auch Tallinn Concentrator und NOF. (Konzentrationsfabriken).

Reaktionsgleichung der ersten Stufe

4FeS 2 + 11O 2 t = 800°C → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

Zerkleinerter, gereinigter, feuchter (nach der Flotation) Pyrit wird von oben in einen Ofen gegossen und dort in einem „Fließbett“ gebrannt. Für eine vollständigere Verbrennung des Pyrits wird von unten mit Sauerstoff angereicherte Luft zugeführt (Gegenstromprinzip). Die Temperatur im Brennofen erreicht 800°C. Durch die von unten eingeblasene Luft wird Pyrit glühend heiß und befindet sich in einem „schwebenden Zustand“. Es sieht alles aus wie eine kochende, glühende Flüssigkeit. Selbst kleinste Pyritpartikel verbacken in der „Wirbelschicht“ nicht. Daher erfolgt der Brennvorgang sehr schnell. Hat das Brennen von Pyrit früher 5-6 Stunden gedauert, dauert es jetzt nur noch wenige Sekunden. Darüber hinaus ist es möglich, im „Fließbett“ eine Temperatur von 800°C aufrechtzuerhalten.

Durch die bei der Reaktion freigesetzte Wärme wird die Temperatur im Ofen aufrechterhalten. Überschüssige Wärme wird abgeführt: Am Umfang des Ofens verlaufen Rohre mit Wasser, das sich erwärmt. heißes Wasser Darüber hinaus werden sie zur Zentralheizung angrenzender Räumlichkeiten genutzt.

Das entstehende Eisenoxid Fe 2 O 3 (Asche) wird nicht zur Herstellung von Schwefelsäure verwendet. Aber es wird gesammelt und an eine metallurgische Anlage geschickt, wo Eisenmetall und seine Legierungen mit Kohlenstoff aus Eisenoxid hergestellt werden – Stahl (2 % Kohlenstoff C in der Legierung) und Gusseisen (4 % Kohlenstoff C in der Legierung).

Somit ist es erfüllt Prinzip der chemischen Produktion- abfallfreie Produktion.

Kommt aus dem Ofen Ofengas , dessen Zusammensetzung ist: SO 2, O 2, Wasserdampf (der Pyrit war nass!) und winzige Schlackepartikel (Eisenoxid). Dieses Ofengas muss von Verunreinigungen aus festen Schlackenpartikeln und Wasserdampf gereinigt werden.

Das Ofengas wird in zwei Stufen von festen Schlackepartikeln gereinigt – in einem Zyklon (Zentrifugalkraft wird genutzt, feste Schlackepartikel treffen auf die Wände des Zyklons und fallen nach unten). Um kleine Partikel zu entfernen, wird die Mischung zu Elektrofiltern geleitet, wo die Reinigung unter Stromeinfluss erfolgt. Hochspannung~ 60000 V (elektrostatische Anziehung wird genutzt, Schlackepartikel haften an den elektrifizierten Platten des Elektrofilters, bei ausreichender Ansammlung fallen sie unter ihrem Eigengewicht nach unten), um Wasserdampf im Ofengas zu entfernen (Ofentrocknung), konzentrierte Schwefelsäure Es wird ein sehr gutes Trockenmittel verwendet, da es Wasser aufnimmt.

Die Trocknung des Ofengases erfolgt in einem Trockenturm – Ofengas steigt von unten nach oben und konzentrierte Schwefelsäure strömt von oben nach unten. Um die Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit zu vergrößern, ist der Turm mit Keramikringen gefüllt.

Am Ausgang des Ofentrocknungsturms enthält das Gas keine Schlackenpartikel und keinen Wasserdampf mehr. Ofengas ist jetzt eine Mischung aus Schwefeloxid SO 2 und Sauerstoff O 2.

ZWEITE ETAGE - katalytische Oxidation von SO 2 zu SO 3 mit Sauerstoff in einem Kontaktgerät.

Die Reaktionsgleichung für diese Stufe lautet:

2 SO 2 + O 2 400-500°C, V 2 Ö 5 ,P ↔ 2 SO 3 + Q

Die Komplexität der zweiten Stufe liegt darin, dass der Prozess der Oxidation eines Oxids in ein anderes reversibel ist. Deshalb ist es notwendig zu wählen optimale Bedingungen Es kommt zu einer direkten Reaktion (Produktion von SO 3).

Aus der Gleichung folgt, dass die Reaktion reversibel ist, was bedeutet, dass in diesem Stadium solche Bedingungen eingehalten werden müssen, damit sich das Gleichgewicht zum Ausgang hin verschiebt SO 3 , sonst wird der gesamte Prozess gestört. Weil Die Reaktion ist im Gange mit Lautstärkereduzierung (3 V ↔2 V ), dann ist ein erhöhter Druck erforderlich. Erhöhen Sie den Druck auf 7-12 Atmosphären. Die Reaktion ist exotherm, daher kann dieser Prozess unter Berücksichtigung des Prinzips von Le Chatelier nicht bei hohen Temperaturen durchgeführt werden, weil das Gleichgewicht verschiebt sich nach links. Die Reaktion beginnt bei einer Temperatur von 420 Grad, aber dank des Mehrschichtkatalysators (5 Schichten) können wir sie auf 550 Grad erhöhen, was den Prozess deutlich beschleunigt. Als Katalysator wird Vanadium (V 2 O 5) verwendet. Es ist günstig, hält lange (5-6 Jahre), weil... am beständigsten gegen giftige Verunreinigungen. Darüber hinaus trägt es zu einer Gleichgewichtsverschiebung nach rechts bei.

Das Gemisch (SO 2 und O 2) wird in einem Wärmetauscher erhitzt und bewegt sich durch dazwischenliegende Rohre entgegengesetzten Richtung Es strömt eine kalte Mischung durch, die erhitzt werden muss. Infolgedessen passiert es Wärmeaustausch: Die Ausgangsstoffe werden erhitzt und die Reaktionsprodukte auf die gewünschten Temperaturen abgekühlt.

DRITTER ABSCHNITT - Absorption von SO 3 durch Schwefelsäure im Absorptionsturm.

Warum Schwefeloxid SO 3 nehmen kein Wasser auf? Schließlich wäre es möglich, Schwefeloxid in Wasser aufzulösen: SO 3 + H 2 O →H 2 SO 4 . Tatsache ist jedoch, dass bei der Absorption von Schwefeloxid mit Wasser Schwefelsäure in Form eines Nebels entsteht, der aus winzigen Schwefelsäuretröpfchen besteht (Schwefeloxid löst sich in Wasser auf und setzt es frei). große Menge Hitze, Schwefelsäure erhitzt sich so stark, dass sie kocht und sich in Dampf verwandelt). Um die Bildung von Schwefelsäurenebel zu verhindern, verwenden Sie 98 %ige konzentrierte Schwefelsäure. Zwei Prozent Wasser sind so wenig, dass die Erhitzung der Flüssigkeit schwach und harmlos ist. Schwefeloxid löst sich in einer solchen Säure sehr gut und bildet Oleum: H 2 SO 4 nSO 3 .

Die Reaktionsgleichung für diesen Prozess lautet:

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

Das resultierende Oleum wird in Metalltanks gegossen und in ein Lagerhaus geschickt. Anschließend werden die Tanks mit Oleum gefüllt und geformt Züge und an den Verbraucher versandt.

Die industrielle Produktion von Schwefelsäure begann im 15. Jahrhundert – damals wurde dieser Stoff „Vitriolöl“ genannt. Heute ist es ein gefragter Stoff, der in der Industrie weit verbreitet ist. Während zu Beginn der Entdeckung der Schwefelsäure der Gesamtbedarf der Menschheit an dieser Substanz mehrere zehn Liter betrug, sind es heute Millionen Tonnen pro Jahr.

Reine Schwefelsäure (Formel H2SO4) ist in einer Konzentration von 100 % eine dicke, farblose Flüssigkeit. Seine Haupteigenschaft ist eine hohe Hygroskopizität, begleitet von einer hohen Wärmeentwicklung. Konzentrierte Lösungen umfassen Lösungen ab 40 % – sie können Palladium oder Silber lösen. Bei geringeren Konzentrationen ist der Stoff weniger aktiv und reagiert beispielsweise mit Kupfer oder Messing.

H2SO4 kommt in der Natur in reiner Form vor. Im Toten See auf Sizilien beispielsweise sickert Schwefelsäure aus dem Boden: In diesem Fall ist der Rohstoff dafür Pyrit Erdkruste. Außerdem landen oft kleine Tropfen Schwefelsäure darin Erdatmosphäre nach großen Vulkanausbrüchen, wobei H2SO4 erhebliche Klimaveränderungen verursachen kann.

Herstellung von Schwefelsäure.

Obwohl Schwefelsäure in der Natur vorkommt, wird sie größtenteils industriell hergestellt.

Die heute gebräuchlichste Produktionsmethode ist die Kontaktproduktionsmethode: Sie ermöglicht es Ihnen, die Umweltbelastung zu reduzieren und ein Produkt zu erhalten, das für alle Verbraucher am besten geeignet ist. Weniger beliebt ist die Lachgasproduktionsmethode, bei der die Oxidation mit Stickstoffmonoxid erfolgt.

Als Rohstoff für Kontaktieren Sie die Produktion es treten folgende Stoffe auf:

• Schwefel;
• Pyrit (Schwefelpyrit);
• Vanadiumoxid (wird als Katalysator verwendet);
• Sulfide verschiedener Metalle;
• Schwefelwasserstoff.

Vor dem Anfang Fertigungsprozess Die Rohstoffe werden aufbereitet, wobei zunächst Pyrit in speziellen Brechmaschinen zerkleinert wird. Dies ermöglicht eine schnellere Reaktion durch Vergrößerung der Kontaktfläche Wirkstoffe. Anschließend wird der Pyrit durch Eintauchen gereinigt große Behälter mit Wasser, während Verunreinigungen und Abfallgestein an die Oberfläche schwimmen und anschließend entfernt werden.

Die Produktion selbst kann in mehrere Phasen unterteilt werden:

1. Der nach dem Mahlen gereinigte Pyrit wird in einen Ofen geladen, wo er bei Temperaturen von bis zu 800 Grad gebrannt wird. Die Luftzufuhr in die Kammer erfolgt nach dem Gegenstromprinzip von unten, wodurch sich das Perit in einem schwebenden Zustand befindet. Früher dauerte ein solcher Brand mehrere Stunden, heute dauert der Vorgang nur wenige Sekunden. Während des Brennprozesses entstehende Eisenoxidabfälle werden entfernt und dem zugeführt metallurgische Unternehmen. Beim Brennen werden SO2- und O2-Gase sowie Wasserdampf freigesetzt. Nach der Reinigung von winzige Partikel und Wasserdampf erzeugt Sauerstoff und reines Schwefeloxid.
2. In der zweiten Stufe entsteht Unterdruck exotherme Reaktion, an dem ein Vanadium-Katalysator beteiligt ist. Die Reaktion beginnt bei einer Temperatur von 420 Grad, für eine höhere Effizienz kann sie jedoch auf 550 Grad erhöht werden. Während der Reaktion kommt es zu katalytische Oxidation und SO2 wird zu SO
3. In der dritten Produktionsstufe erfolgt die Absorption von SO3 in einem Absorptionsturm, wodurch Oleum H2SO4 entsteht, das in Tanks abgefüllt und an Verbraucher versandt wird. Überschüssige Wärme während der Produktion wird zum Heizen genutzt.

In Russland werden jährlich etwa 10 Millionen Tonnen H2SO4 produziert. Gleichzeitig sind die Hauptproduzenten Unternehmen, die auch die Hauptabnehmer sind. Im Grunde handelt es sich hierbei um produzierende Unternehmen Mineraldünger, zum Beispiel „Ammophos“, „Balakovo-Mineraldünger“. Da Pyrit, der Hauptrohstoff, ein Abfallprodukt aus Verarbeitungsbetrieben ist, sind seine Lieferanten die Verarbeitungsbetriebe Talnach und Norilsk.

Weltweit führend in der H2SO4-Produktion sind China und die USA, die jährlich 60 bzw. 30 Millionen Tonnen des Stoffes produzieren.

Anwendung von Schwefelsäure.

Die globale Industrie verbraucht jährlich etwa 200 Millionen Tonnen Schwefelsäure, um eine Vielzahl von Produkten herzustellen. Gemessen am Einsatzvolumen in der Industrie steht sie unter allen Säuren an erster Stelle.

1. Düngemittelproduktion. Der Hauptverbraucher von Schwefelsäure (ca. 40 %) ist die Herstellung von Düngemitteln. Deshalb werden Anlagen zur Produktion von H2SO4 in der Nähe von Düngemittelfabriken gebaut. Manchmal handelt es sich um Teile desselben Unternehmens mit einem gemeinsamen Produktionszyklus. Bei dieser Produktion wird reine Säure mit einer Konzentration von 100 % verwendet. Zur Herstellung von Tonnen Superphosphat oder Ammophos, das am häufigsten in verwendet wird Landwirtschaft Dabei werden etwa 600 Liter Schwefelsäure verbraucht.
2. Kohlenwasserstoffreinigung. Auch die Herstellung von Benzin, Kerosin und Mineralölen ist ohne Schwefelsäure nicht möglich. Diese Industrie verbraucht weitere 30 % des gesamten weltweit produzierten H2SO4 in diesem Fall Wird zur Reinigung bei der Ölraffinierung verwendet. Es wird auch zur Behandlung von Bohrlöchern während der Ölförderung und zur Erhöhung der Oktanzahl des Kraftstoffs eingesetzt.
3. Metallurgie. Schwefelsäure wird in der Metallurgie zum Reinigen von Blechen, Drähten und Werkstücken aller Art von Rost und Zunder sowie zur Wiederherstellung von Aluminium bei der Herstellung von Nichteisenmetallen verwendet. Wird zum Ätzen von Metalloberflächen vor der Beschichtung mit Nickel, Chrom oder Kupfer verwendet.
4. Chemische Industrie. Mit Hilfe von H2SO4 werden viele organische und Anorganische Verbindungen: Phosphorsäure, Flusssäure und andere Säuren, Aluminiumsulfat, das in der Zellstoff- und Papierindustrie verwendet wird. Ohne sie ist die Produktion unmöglich Ethylalkohol, Medikamente, Reinigungsmittel, Insektizide und andere Substanzen.

Der Anwendungsbereich von H2SO4 ist wirklich enorm und es ist unmöglich, alle Möglichkeiten aufzuzählen, wie es industriell genutzt werden kann. Es wird auch zur Wasserreinigung, zur Farbstoffherstellung und als Emulgator verwendet Nahrungsmittelindustrie, während der Synthese Sprengstoffe und für viele andere Zwecke.