اسید سولفوریک در کجا استفاده می شود؟ اسید سولفوریک و کاربرد آن روش نیتروژن برای تولید اسید سولفوریک

مودم چیست و چرا به آن نیاز است؟

نام آن از دو کلمه گرفته شده است: MODulator و DEModulator. این دو کلمه کاملاً ماهیت کار انجام شده توسط مودم را منعکس می کند. سیگنال ارسال شده به خط تلفن را با اطلاعات دریافتی از رایانه تعدیل می کند و بالعکس، آنچه را که از خط دمودوله کرده است به رایانه منتقل می کند. چرا این لازم است؟ - یک خواننده دقیق بلافاصله می پرسد. اما چرا! همانطور که احتمالاً می دانید (و اگر نمی دانید، با دقت بیشتر بخوانید!)، تمام اطلاعات در رایانه به صورت صفر و یک نمایش داده می شود. صفر و یک به نوبه خود با ولتاژ کدگذاری می شوند: بدون ولتاژ - صفر، ولتاژ - یک. طبیعتا کامپیوترها فقط با استفاده از صفر و یک می توانند اطلاعات را مبادله کنند. اگر فاصله ای که داده ها باید از طریق آن منتقل شوند کم باشد، مانند یک کامپیوتر - از یک ریزمدار به مدار دیگر، آنها به سادگی با سیم به هم متصل می شوند. اگر بخواهید چیزی را به رایانه یکی از دوستانتان که مثلاً در منطقه دیگری است، منتقل کنید، چه باید کرد؟ شما فقط با خرید سیم شکسته خواهید شد، نه اینکه باید برای این سیم خندقی حفر کنید، یا آن را به تیرها آویزان کنید (در غیر این صورت آنها گم می شوند!).

خوشبختانه، تلفن در بسیاری از جاها گسترده شده است - و این چیزی بیش از یک جفت سیم آماده نیست. با این حال، این سیم ها آنطور که ما می خواهیم خوب نیستند، زیرا هنوز هم برای انتقال صدا در نظر گرفته شده اند، نه صفر و یک. این جایی است که مودم وارد می شود: تبدیل صفر و یک به سیگنالی که از نظر خصوصیات کم و بیش شبیه به صدا است و بنابراین برای انتقال از طریق تلفن مناسب است. در همان زمان، مودم همچنین عملکردهای معمولی یک تلفن معمولی را انجام می دهد - شماره گیری، گرفتن گوشی هنگام تماس و غیره.

برای انجام تمام عملکردهای محول شده مودم باید بسیار هوشمند باشد و این کار حتی برای افراد نیز آسان نیست. در اصل، مودم یک کامپیوتر کوچک است. دارای پردازنده، حافظه و انواع دیگر قطعات لازم برای عملکرد عادی. از یک طرف به خط تلفن و از طرف دیگر به کامپیوتر وصل می شود. اگر خط تلفن را کمی مرتب کرده باشیم، ارزش دارد چند کلمه دیگر در مورد اتصال به رایانه بگوییم. کامپیوترها - آنها نیز متفاوت هستند، بزرگ و کوچک، سریع و نه چندان سریع. برای اینکه برای هر نوع کامپیوتر مودم متفاوتی ساخته نشود، افراد باهوشما تصمیم گرفتیم به توافق برسیم و همان دستگاه را در همه رایانه ها نصب کنیم - یک پورت ارتباطی (پورت COM).

اگر رایانه دارای چنین پورت ارتباطی باشد (استاندارد آن در آمریکا RS232C و در اروپا V24 نامیده می شود)، هر مودم استانداردی را می توان به آن متصل کرد. طبیعتاً، ما باید فوراً منظورمان را وقتی در مورد مودم "استاندارد" صحبت می کنیم، روشن کنیم. مودم ها، به این ترتیب، توسط سه نوع استاندارد پوشش داده می شوند: شما قبلاً در مورد یکی از آنها می دانید - تعامل مودم با یک کامپیوتر (RS232C/V24) را توصیف می کند، دیگری تعیین می کند که چگونه داده ها برای انتقال مستقیم از طریق تلفن تبدیل می شوند. و سومی دستورات را به مودم توصیف می کند (توسط مودم نیز می توانید دستور دهید!).

بیایید نگاهی دقیق تر به استانداردهای پروتکل های انتقال داده بیندازیم شبکه تلفن. سرعت کار و همچنین امکان کارکرد آن با هر مودم دیگری بستگی به پروتکل هایی دارد که مودم شما از آن پشتیبانی می کند. به طور کلی، اصل انتقال اطلاعات از طریق تلفن تا حدودی یادآور رادیو است. مودم یک فرکانس به اصطلاح حامل تولید می کند ("ایستگاه رادیویی ما بر روی فرکانس کار می کند...")، و آن را با اطلاعات دریافتی از رایانه طبق قوانین یک پروتکل خاص مدوله می کند. (بسیار اوقات با شما روبرو می شوید کلمه انگلیسی CARRIER - نگران نباشید، این به معنی فرکانس حامل است). رایج ترین پروتکل ها V21، V22 و V22bis هستند. آنها تعیین می کنند که چگونه سیگنال ها باید برای انتقال اطلاعات از طریق خطوط تلفن با سرعت های حداکثر 300، 1200 و 2400 بیت در ثانیه مدوله شوند. در اینجا لازم به ذکر است که داده ها از طریق تلفن به صورت متوالی و ذره ذره منتقل می شوند و علاوه بر اطلاعات اولیه که همه چیز برای آنها شروع شده است، اطلاعات سرویس لازم برای "تداوم گفتگو" نیز مخابره می شود. به طور معمول، علاوه بر 8 بیت هر بایت داده، 2 بیت اضافه می شود: یکی در ابتدا (بیت شروع) و دیگری در پایان (بیت توقف). مجموع: یک بایت از 10 بیت تشکیل شده است، بنابراین در مورد ما حداکثر سرعت هانقل و انتقالات اطلاعات مفید 30، 120 و 240 بایت در ثانیه خواهد بود.

علم به طور طبیعی ثابت نمی ماند و اخیراپروتکل های جدیدی ظاهر شده اند که باعث افزایش سرعت و ارائه خدمات اضافی می شوند. به عنوان مثال می توان به پروتکل های MNP و V42/V42bis اشاره کرد. مودم هایی که از آنها پشتیبانی می کنند می توانند به طور خودکار خطاهایی را که در حین انتقال رخ می دهد تصحیح کرده و اطلاعات ارسال شده را فشرده کنند که گاهی باعث افزایش کارایی می شود. پروتکل های انتقال V32 و V32bis روشی را برای انتقال داده با سرعت حداکثر 14400 بیت در ثانیه با قابلیت کاهش یا افزایش خودکار آن در حین انتقال بسته به کیفیت خط توصیف می کنند. به عنوان یک قاعده، مودم ها سازگاری رو به بالا را حفظ می کنند. یعنی مودم هایی که از پروتکل های مبادله پیشرفته تری پشتیبانی می کنند با این وجود کار با مدل های قدیمی را متوقف نمی کنند. مهمترین چیز استاندارد بودن این مدل های قدیمی است که در مورد برخی از صنایع دستی نمی توان گفت صنعتگران داخلی. علیرغم تبلیغات جذاب ("1200!"، "2400!"، "قابلیت اطمینان بالا!")، آنها فقط می توانند به خودشان متصل شوند، ناگفته نماند که برخی از آنها، همراه با سیگنال، فشار زیادی را وارد می کنند. تداخل در خط بیش از حد طبیعی باعث عصبانیت سیگنال‌دهندگان می‌شود.

حالا بیایید به نوع سوم استانداردها نگاه کنیم - این استاندارد برای دستورات مودم است. برای روشن شدن اینکه "فرمان مودم" چیست، یک توضیح می دهم: برای هر مودم استاندارد، دو حالت ممکن وجود دارد که می تواند در آن باشد. حالت اول حالت انتقال داده است. مودم داده ها را از رایانه دریافت می کند، آنها را به سیگنال تبدیل می کند و به خط تلفن می فرستد. به طور مشابه، سیگنالی که از خط می آید به داده تبدیل می شود و به کامپیوتر منتقل می شود. حالت دوم حالت تیمی است. در این حالت مودم هیچ مدولاسیون/دمدولاسیونی انجام نمی دهد و چیزی به خط ارسال نمی کند. تمام داده هایی که از رایانه به آن می رسد را به عنوان دستور در نظر می گیرد و سعی می کند آنها را اجرا کند. این حالت حالت اولیه برای مودم است یعنی وقتی مودم را روشن می کنید در حالت فرمان شروع به کار می کند. در این حالت می‌توانید دستورات مختلفی را به مودم ارسال کنید، آن را مجبور کنید گوشی را بردارد یا پایین بیاورد، شماره‌گیری کنید، بلندگو را روشن یا خاموش کنید و پارامترهای انتقال داده را پیکربندی کنید.

استاندارد دستورات ارائه شده توسط شرکت آمریکایی HAYES (بخوانید [hayes]) در حال حاضر به طور کلی پذیرفته شده است. این معمولاً به عنوان "مجموعه دستورات سازگار HAYES" نوشته می شود، اما گاهی اوقات به آن مجموعه سازگار "AT" نیز می گویند - بعد از دو حرف اول که فرمان را نشان می دهد. با این حروف اول است که مودم متوجه می شود که اطلاعات وارد شده باید به عنوان یک فرمان برای اجرا درک شود. در آزمایشات خود، باید در نظر داشته باشید که هر فرمانی به مودم نباید بیشتر از 40 کاراکتر باشد و با یک کد "carriage return" (کلید ENTER) خاتمه یابد، اگرچه چند استثنا وجود دارد که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت. . اگر مودم دستور را تشخیص دهد، سعی می کند آن را اجرا کرده و نتیجه را گزارش کند. ساده ترین دستور فقط از دو حرف "AT" تشکیل شده است که مودم را مجبور می کند "صدا بدهد" و پاسخ دهد که همه چیز با آن خوب است. این پاسخ مانند یک پیام "OK" از مودم به نظر می رسد. به عنوان یک قاعده، مودم ها به طور خودکار برای سرعت و سایر پارامترهای پورت COM که به آن متصل هستند پیکربندی می شوند، به طوری که هر مودم استاندارد کاری که در حالت فرمان است باید به این دستور ساده پاسخ دهد. اگر مودم نتواند مزخرفاتی را که روی آن افتاده است درک کند، به "ERROR" قسم می خورد که به معنای خطا است.

بسیاری کلمه "مودم" را شنیده اند و بسیاری معنی را درک می کنند از این کلمه. اجازه دهید فوراً به شما یادآوری کنم که این دستگاه اغلب برای اتصال رایانه به آن استفاده می شود اینترنت. در این مقاله سعی می کنیم با جزئیات بیشتری به عملکرد این دستگاه، انواع مودم ها و اصول عملکرد آنها بپردازیم.

برنج. 1

ابتدا بیایید نام را مشخص کنیم، چرا دقیقا مودم? همه چیز بسیار ساده است، این کلمه در نتیجه ادغام دو کلمه به وجود آمد: مدولاتور و دمدولاتور، به ترتیب سیگنال را مدوله و دموولاتور می کند. مودم یک سیگنال آنالوگ را به دیجیتال تبدیل می کند، به عنوان مثال، سیگنالی که در طول خطوط تلفن حرکت می کند به سیگنال قابل درک توسط رایانه تبدیل می شود و بالعکس. برای انجام این کار، مودم دارای یک رابط دیجیتال برای ارتباط با کامپیوتر و یک آنالوگ برای ارتباط با خط تلفن است. با تبدیل سیگنال، همه چیز ساده است: ویژگی های سیگنال در یک فرکانس مشخص اندازه گیری می شود و سپس با استفاده از یک الگوریتم خاص به صورت دیجیتالی ثبت می شود.

این دستگاه از چه چیزی تشکیل شده است؟ مودم متشکل از پردازنده‌ها (سیگنال، یونیورسال و مودم) است که حالت‌های عملکرد بخش‌های باقی‌مانده مودم را کنترل می‌کنند و مدولاسیون/دمولاسیون واقعی سیگنال را نیز انجام می‌دهند (ROM، PROM،RAM) و بخش آنالوگ مودم که با شبکه ارتباط برقرار می کند و یک کنترلر مخصوص همه اینها را کنترل می کند.

مودم ها می توانند خارجی یا داخلی باشند. مودم های داخلی در خود کیس کامپیوتر نصب می شوند و به صورت کارت توسعه ساخته می شوند که عمدتاً در اسلات نصب می شوند. PCIروی مادربرد ( انتخاب مادربرد). مودم های خارجی به صورت طراحی شده اند دستگاه جداگانه، که با استفاده از یک کانکتور روشن به رایانه متصل می شود کارت شبکه. یکپارچه نیز وجود داردمودم ها (در مادربرد تعبیه شده اند)، اما نادر هستند. از مزایای مودم اکسترنال می توان به این اشاره کرد که از شبکه تغذیه می شود و ایجاد نمی کند. بار اضافیبرای منبع تغذیه، و همچنین حاوی نشانه ای است که با آن می توانید وضعیت اتصال شبکه را پیمایش کنید. مزیت اصلی یک مودم داخلی نامرئی بودن آن است، زیرا در داخل واحد سیستم قرار دارد.

شکل 2

مودم های بی سیم نیز وجود دارد (شکل 2)، این دستگاه ها توسط دارندگان لپ تاپ که نیاز به اتصال به اینترنت در هر مکانی دارند بسیار مورد استقبال قرار گرفتند کره زمین. آنها از استانداردهای مختلفی برای انتقال داده استفاده می کنند ارتباطات بی سیم. مودم های بی سیم مدرن عمدتاً با استفاده از پورت های USB متصل می شوند.

حالا بیایید در مورد سرعت صحبت کنیم. اگر قبلاً مودم های دیجیتال آنالوگ معمولی با سرعت 56 کیلوبیت بر ثانیه کار می کردند، اکنون مودم های ADSL محبوب هستند. (شکل 2)، این مودم ها با استفاده از فناوری کار می کنند که به شما امکان می دهد داده ها را با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه انتقال دهید، به علاوه خط تلفن رایگان باقی می ماند. درست است، در عمل، چنین مودم هایی، به دلیل محدودیت سرعت در خطوط تلفن، داده ها را با سرعت 1 - 24 مگابیت بر ثانیه انتقال می دهند که این نیز کم نیست.

هر ساله ارائه دهندگان اینترنت به آرامی و مطمئنا سرعت انتقال اطلاعات را در خطوط خود افزایش می دهند و شاید در آینده نزدیک مودم ها اطلاعات را با سرعت انتقال دهند. سرعت های برابرشبکه های محلی مدرن

اینترنت خیلی سریع در حال توسعه است. بقیه فناوری نیز به سرعت در حال توسعه است. اکنون هر دستگاهی می تواند به اینترنت دسترسی داشته باشد، اگر این امکان وجود داشته باشد. و او است. در حال حاضر حتی در حمل و نقل عمومیمی توانید صفحات وب را از طریق Wi-Fi بارگیری کنید.

دستگاه های خاصی برای دسترسی به اینترنت وجود دارد - اینها هستند روتر یا مودم. در این مقاله به بررسی تفاوت های این دستگاه ها می پردازیم و همچنین متوجه می شویم که آیا این دو دستگاه قابل استفاده هستند یا خیر.

توضیحات مودم و روتر

ابتدا باید مفاهیم را درک کنید. بیایید با مودم شروع کنیم. این دستگاه وظیفه تعدیل یا دمودولاسیون سیگنال دریافتی را بر عهده دارد. اگر صحبت کنیم به زبان ساده، سپس مودم داده هایی را که از شبکه می آید دریافت و تبدیل می کند. او این کار را به گونه ای انجام می دهد که هر ابزاری بتواند آن را درک کند و سپس از آن برای تبادل داده های بسته استفاده می کند. این دستگاه فقط به یک گجت دسترسی به اینترنت را فراهم می کند.

چندین نوع مودم وجود دارد. آنها به روش اتصال و روش دریافت داده بستگی دارند:

• مودم ثابت. برای اتصال از کابل مخصوصی استفاده می شود که از طریق آن داده های رمزگشایی دریافت و ارسال می شود.
• سیار. تفاوت آن در این است که یک پورت USB در رایانه یا لپ تاپ برای انتقال داده استفاده می شود. برای اتصال به سیم نیازی نیست.

روتر یک دستگاه است، که قادر است ترافیک را بین چندین شرکت کننده شبکه توزیع کند. این دستگاه داده های رمزگشایی ندارد. روتر برای توزیع سیگنال بین چندین شرکت کننده در یک شبکه و همچنین تنظیم عملکرد آن طراحی شده است.

در عین حال مودم وظیفه پردازش و دریافت سیگنال را نیز بر عهده دارد. اکثر مدل ها دارای مودم داخلی هستند. حتی اگر روتر را با قیمت پایین خریداری کنید، باز هم یک مودم در داخل آن خواهد بود. بنابراین، می‌توانید مستقیماً از طریق کابل به شبکه متصل شوید یا از اتصال Wi-Fi استفاده کنید. همه چیز به ارائه دهنده و گزینه اتصال بستگی دارد.

این دو دستگاه تفاوت قابل توجهی با یکدیگر دارند. روتر با این واقعیت متمایز می شود که این دارد آدرس IP خود. روتر همچنین اتصال شبکه را به چندین دستگاه به طور همزمان فراهم می کند. در مورد مودم، فقط می تواند یک گجت را به اینترنت متصل کند. خود وظیفه اصلیاین است که سیگنال را فقط به جسمی که به آن متصل است ارائه دهد. مودم فقط با یک کلاینت کار می کند.

روتر عملکرد بیشتری دارد. این یک سیگنال برای چندین شرکت کننده ایجاد می کند. شما می توانید از هر ابزاری متصل شوید: تلفن هوشمند، کامپیوتر، لپ تاپ، تبلت (Wi-Fi). این آدرس IP مخصوص به خود را دارد که می تواند به هر شرکت کننده شبکه اختصاص یابد.

مودم فقط سیگنال را با توجه به امکانات خود تبدیل می کند کابل USB و امواج رادیویی. چنین دستگاهی از نظر قابلیت محدود است که وظایف آن حداقل است. روتر بسته به نیاز کاربر شبکه را پیکربندی می کند. روتر می تواند امنیت اتصال و امنیت داده ها را بهبود بخشد. همچنین می توانید ترافیک را از طریق این دستگاه پیکربندی کنید.

اگر مودم به صورت پشت سر هم با روتر کار نمی کند یا در آن تعبیه نشده است، بهتر است یک روتر انتخاب کنید. برای خانواده ها راحت تر است، زیرا به چندین کاربر اجازه می دهد تا متصل شوند (از طریق Wi-Fi کار می کند). شایان ذکر است که ارائه دهندگان اکنون روترهایی را با یک مودم داخلی منتشر می کنند. یعنی می توانید مستقیماً به شبکه متصل شوید، می توانید از شبکه بی سیم استفاده کنید.

روترهایی با مودم های داخلی قبلاً در بازار ظاهر شده اند. رایج ترین مدل ها عبارتند از:

با خرید یکی از این دستگاه ها می توانید به دو صورت از طریق wi-fi یا از طریق 2G/3G به شبکه متصل شوید. مدل های روترهایی وجود دارند که به کاربرانی که از طریق پورت USB به این شبکه متصل هستند، اجازه استفاده از اینترنت را می دهند. اگر اتصال از طریق 3G باشد، سایر کاربران می توانند از طریق وای فای به شبکه متصل شوند.

قیمت چنین دستگاه هایی متفاوت است - از 1200 تا 9000 روبل.

قبل از خرید روتر با مودم داخلی، باید تصمیم بگیرید کجا از آن استفاده خواهید کرد. اگر از دستگاه در دفتر استفاده می شود، باید آن را با آنتن خارجی خریداری کنید. برای اطمینان از کیفیت ارتباط بهتر در فضای باز نصب می شود. اگر در حال حرکت به اتصال شبکه نیاز دارید، مدل های 3G بهترین گزینه برای شما هستند. چنین دستگاه هایی به راحتی در جیب شما جای می گیرند و در عین حال امکان دسترسی همزمان به اینترنت از چندین دستگاه را فراهم می کنند.

از آنجایی که ما در مورد روتر موبایل صحبت می کنیم، اجازه دهید در مورد آن صحبت کنیم. این دستگاه نه چندان دور ظاهر شد، اما در حال حاضر در بین کاربران اینترنت محبوب شده است. این مدل ها سیگنال شبکه را رمزگشایی کرده و به سیگنال رادیویی تبدیل می کنند. با استفاده از چنین دستگاهی می توانید از شبکه بی سیم برای دسترسی به اینترنت استفاده کنید.

می توانید مستقیماً به دستگاه متصل شوید، اما این کار ضروری نیست. نسخه موبایل شبکه ای را برای حداکثر 10 ابزار از طریق شبکه وای فای فراهم می کند.

دستگاه را می توان از چندین ارائه دهنده خریداری کرد. روتر موبایل جمع و جور است. به همین دلیل است که بردن آن به مسافرت یا مطالعه راحت است.

اگر نیاز به اتصال مودم به روتر دارید، پس باید انجام دهید اقدامات زیربا تنظیم. آنها برای مدل های مختلف، از ارائه دهندگان مختلف مناسب هستند:

اکنون باید به تنظیمات روتر بروید:

اکنون تنها چیزی که برای شما باقی مانده این است برای راه اندازی مجدد کامپیوتر. پس از آن از طریق مودم به شبکه دسترسی خواهید داشت و همچنین می توانید از شبکه وای فای استفاده کنید.

بنابراین، ما به عملکرد دستگاه ها و تفاوت های آنها نگاه کرده ایم. بین آنها تفاوت وجود دارد. روتر می تواند Wi-Fi را توزیع کند که به چندین دستگاه اجازه می دهد به شبکه متصل شوند. در مورد مدل های 3G، آنها مستقیماً به رایانه متصل می شوند و فقط به آن اجازه دسترسی به اینترنت را می دهند. اکنون ارائه دهندگان استفاده از دستگاه دو در یک را ارائه می دهند. یعنی یک روتر با مودم داخلی. شما می توانید آن را در یک فروشگاه آنلاین یا در یک فروشگاه معمولی خریداری کنید. این که آیا شما به چنین وسیله ای در خانه نیاز دارید یا خیر به شما بستگی دارد که تصمیم بگیرید.

در جایی که کارخانه ای برای استخراج آن وجود ندارد، تولید سودآور بسیاری از مواد دیگر با اهمیت فنی غیرقابل تصور است.

DI. مندلیف

اسید سولفوریکمورد استفاده در انواع صنایع شیمیایی:

• کودهای معدنی، پلاستیک، رنگ، الیاف مصنوعیاسیدهای معدنی، مواد شوینده;
• در صنعت نفت و پتروشیمی:

• در متالورژی غیر آهنی:

• در متالورژی آهنی:

• در خمیر و کاغذ، مواد غذایی و صنعت سبک(برای تولید نشاسته، ملاس، پارچه های سفید کننده) و غیره.

تولید اسید سولفوریک

اسید سولفوریک به دو صورت تماسی و نیتروژنی به صورت صنعتی تولید می شود.

روش تماس برای تولید اسید سولفوریک

اسید سولفوریک به روش تماسی تولید می شود مقادیر زیاددر کارخانه های اسید سولفوریک

در حال حاضر روش اصلی برای تولید اسید سولفوریک تماسی است، زیرا این روش نسبت به سایرین مزایایی دارد:

تهیه محصول به صورت اسید غلیظ خالص و قابل قبول برای همه مصرف کنندگان.

I. مواد اولیه مورد استفاده برای تولید اسید سولفوریک.

مواد اولیه اصلی

گوگرد - S

گوگرد پیریت (پیریت) - FeS 2

سولفیدهای فلزات غیر آهنی - Cu 2 S، ZnS، PbS

سولفید هیدروژن - H 2 S

مواد کمکی

کاتالیزور - اکسید وانادیوم - V2O5

II. تهیه مواد اولیه.

بیایید به تولید اسید سولفوریک از پیریت FeS 2 نگاه کنیم.

1) آسیاب پیریت. قبل از استفاده، قطعات بزرگ پیریت در ماشین های خرد کن خرد می شوند. می دانید که وقتی یک ماده خرد می شود، سرعت واکنش افزایش می یابد، زیرا ... سطح تماس مواد واکنش دهنده افزایش می یابد.

2) تصفیه پیریت. پس از خرد شدن پیریت، با شناورسازی از ناخالصی ها (سنگ زائد و زمین) پاکسازی می شود. برای انجام این کار، پیریت خرد شده را در مخزن‌های بزرگ آب فرو می‌برند، مخلوط می‌کنند، سنگ ضایعات به سمت بالا شناور می‌شوند، سپس سنگ ضایعات خارج می‌شوند.

III. فرآیندهای شیمیایی پایه:

4 FeS 2 + 11 O 2 تی = 800 درجهسی→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q یا سوزاندن گوگرد S+O2 تی ° سی→ SO 2

2SO2 + O2 400-500 درجه با، V2O5 , پ↔ 2SO 3 + Q

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q

IV . اصول تکنولوژیکی:

اصل تداوم؛

اصل استفاده یکپارچه از مواد خام،استفاده از زباله های تولیدی دیگر؛

اصل تولید بدون زباله؛

اصل انتقال حرارت؛

اصل جریان متقابل ("تخت سیال")؛

اصل اتوماسیون و مکانیزاسیون فرآیندهای تولید.

V . فرآیندهای تکنولوژیکی:

اصل تداوم: پخت پیریت در کوره → تامین اکسید گوگرد ( IV ) و اکسیژن به سیستم تمیز کردن → به دستگاه تماس → تامین اکسید گوگرد ( VI ) به برج جذب.

VI . امنیت محیط:

1) تنگی خطوط لوله و تجهیزات

2) فیلترهای تمیز کننده گاز

VII. شیمی تولید :

مرحله اول - پخت پیریت در کوره "بستر سیال".

برای بدست آوردن اسید سولفوریک عمدتاً از آن استفاده می شود پیریت فلوتاسیون- ضایعات تولید در هنگام غنی سازی سنگ معدن مس حاوی مخلوطی از ترکیبات گوگردی مس و آهن. فرآیند غنی‌سازی این سنگ‌ها در کارخانه‌های تغلیظ نوریلسک و تالناخ که تامین‌کنندگان اصلی مواد خام هستند، صورت می‌گیرد. این ماده اولیه سود بیشتری دارد زیرا ... گوگرد پیریت عمدتاً در اورال استخراج می شود و طبیعتاً تحویل آن می تواند بسیار گران باشد. می تواند به کار رود گوگردکه در جریان غنی سازی کانی های فلزی غیرآهنی استخراج شده در معادن نیز تشکیل می شود.تامین کنندگان گوگرد نیز کنسانتره تالنخ و تغلیظ نووسیبیرسک هستند. (کارخانه های متمرکز).

معادله واکنش مرحله اول

4FeS 2 + 11O 2 t = 800 درجه سانتیگراد → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

پیریت خرد شده، خالص شده، مرطوب (پس از شناورسازی) از بالا به یک کوره برای پخت در یک "بستر سیال" ریخته می شود. هوای غنی شده با اکسیژن از زیر (اصل ضد جریان) برای پخت کاملتر پیریت عبور داده می شود. درجه حرارت در کوره پخت به 800 درجه سانتیگراد می رسد. پیریت به دلیل هوای دمیده شده از پایین قرمز می شود و در حالت "معلق" قرار می گیرد. همه اینها مانند یک مایع در حال جوش به نظر می رسد. حتی کوچکترین ذرات پیریت در "بستر سیال" کیک نمی شوند. بنابراین، فرآیند شلیک بسیار سریع اتفاق می افتد. اگر قبلا 5-6 ساعت برای آتش زدن پیریت زمان می برد، اکنون فقط چند ثانیه طول می کشد. علاوه بر این، در "تخت سیال" امکان حفظ دمای 800 درجه سانتیگراد وجود دارد.

به دلیل گرمای آزاد شده در نتیجه واکنش، درجه حرارت در کوره حفظ می شود. گرمای اضافی حذف می شود: لوله هایی با آب در امتداد محیط کوره اجرا می شود که گرم می شود. آب گرمآنها بیشتر برای گرمایش مرکزی محل های مجاور استفاده می شوند.

اکسید آهن به دست آمده Fe 2 O 3 (سیدر) در تولید اسید سولفوریک استفاده نمی شود. اما جمع آوری و به یک کارخانه متالورژی فرستاده می شود، جایی که فلز آهن و آلیاژهای آن با کربن از اکسید آهن - فولاد (2٪ کربن C در آلیاژ) و چدن (4٪ کربن C در آلیاژ) تولید می شود.

بدین ترتیب برآورده می شود اصل تولید مواد شیمیایی- تولید بدون زباله

در حال بیرون آمدن از فر گاز کوره که ترکیب آن عبارت است از: SO 2، O 2، بخار آب (پیریت مرطوب بود!) و ذرات ریز خاکستر (اکسید آهن).چنین گاز کوره ای باید از ناخالصی های ذرات جامد خاکستر و بخار آب خالص شود.

تصفیه گاز کوره از ذرات جامد سیندر در دو مرحله انجام می شود - در یک سیکلون (نیروی گریز از مرکز استفاده می شود، ذرات جامد خاکستر به دیواره های سیکلون برخورد می کنند و سقوط می کنند). برای حذف ذرات کوچک، مخلوط به رسوب‌دهنده‌های الکتریکی فرستاده می‌شود، جایی که تصفیه تحت تأثیر جریان رخ می‌دهد. ولتاژ بالا~ 60000 ولت (جذب الکترواستاتیک استفاده می شود، ذرات خاکستر به صفحات برق دار رسوب دهنده الکترواستاتیک می چسبند، با تجمع کافی تحت وزن خود پایین می آیند)، برای حذف بخار آب در گاز کوره (خشک کردن گاز کوره)، اسید سولفوریک غلیظ استفاده می شود که یک خشک کننده بسیار خوب است، زیرا آب را جذب می کند.

خشک کردن گاز کوره در یک برج خشک کن انجام می شود - گاز کوره از پایین به بالا بالا می رود و اسید سولفوریک غلیظ از بالا به پایین جریان می یابد. برای افزایش سطح تماس بین گاز و مایع، برج را با حلقه های سرامیکی پر می کنند.

در خروجی از برج خشک کن کوره، گاز دیگر حاوی ذرات خاکستر یا بخار آب نیست. گاز کوره اکنون مخلوطی از اکسید گوگرد SO 2 و اکسیژن O 2 است.

مرحله دوم - اکسیداسیون کاتالیزوری SO 2 به SO 3 با اکسیژن در یک دستگاه تماس

معادله واکنش برای این مرحله به صورت زیر است:

2 SO 2 + O 2 400-500 درجه سانتیگراد، V 2 O 5 ،پ ↔ 2 SO 3 + Q

پیچیدگی مرحله دوم در این واقعیت نهفته است که فرآیند اکسیداسیون یک اکسید به اکسید دیگر برگشت پذیر است. بنابراین انتخاب ضروری است شرایط بهینهیک واکنش مستقیم رخ می دهد (تولید SO 3).

از معادله نتیجه می شود که واکنش برگشت پذیر است، به این معنی که در این مرحله لازم است چنین شرایطی حفظ شود تا تعادل به سمت خروجی تغییر کند. SO 3 ، در غیر این صورت کل فرآیند مختل خواهد شد. زیرا واکنش در جریان استبا کاهش حجم (3 V ↔2 V ) سپس افزایش فشار ضروری است. فشار را به 7-12 اتمسفر افزایش دهید. واکنش گرمازا است، بنابراین، با در نظر گرفتن اصل Le Chatelier، این فرآیند نمی تواند در دماهای بالا انجام شود، زیرا تعادل به سمت چپ تغییر خواهد کرد. واکنش در دمای 420 درجه شروع می شود، اما به لطف کاتالیزور چند لایه (5 لایه)، می توانیم آن را تا 550 درجه افزایش دهیم که به طور قابل توجهی روند را سرعت می بخشد. کاتالیزور مورد استفاده وانادیوم (V 2 O 5 ) است. ارزان است، برای مدت طولانی (5-6 سال) دوام می آورد، زیرا ... در برابر ناخالصی های سمی بسیار مقاوم است. علاوه بر این، به تغییر تعادل به سمت راست کمک می کند.

مخلوط (SO 2 و O 2) در یک مبدل حرارتی گرم می شود و از طریق لوله هایی حرکت می کند که بین آنها جهت مخالفمخلوط سردی عبور می کند که باید گرم شود. در نتیجه این اتفاق می افتد تبادل حرارت: مواد اولیه حرارت داده شده و محصولات واکنش تا دمای مورد نظر خنک می شوند.

مرحله سوم - جذب SO 3 توسط اسید سولفوریک در برج جذب

چرا اکسید گوگرد SO 3 آب را جذب نمی کند؟ از این گذشته، حل کردن اکسید گوگرد در آب ممکن است: SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . اما واقعیت این است که اگر از آب برای جذب اکسید گوگرد استفاده شود، اسید سولفوریک به شکل مه تشکیل می شود که از قطرات ریز اسید سولفوریک تشکیل می شود (اکسید گوگرد در آب حل می شود و آزاد می شود. مقدار زیادگرما، اسید سولفوریک آنقدر گرم می شود که می جوشد و تبدیل به بخار می شود). برای جلوگیری از تشکیل مه اسید سولفوریک از اسید سولفوریک غلیظ 98 درصد استفاده کنید. دو درصد آب آنقدر کم است که حرارت مایع ضعیف و بی ضرر خواهد بود. اکسید گوگرد به خوبی در چنین اسیدی حل می شود و اولئوم را تشکیل می دهد: H 2 SO 4 nSO 3 .

معادله واکنش این فرآیند به صورت زیر است:

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

اولئوم حاصل در مخازن فلزی ریخته شده و به انبار فرستاده می شود. سپس مخازن با اولئوم پر شده و شکل می گیرند قطارهاو برای مصرف کننده ارسال می شود.

تولید صنعتی اسید سولفوریک در قرن 15 آغاز شد - سپس این ماده "روغن ویتریول" نامیده شد. امروزه این ماده مورد توجهی است که به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. اگر در سپیده دم کشف اسید سولفوریک، کل نیاز بشر به این ماده چند ده لیتر بود، امروزه این تعداد میلیون ها تن در سال است.

اسید سولفوریک خالص (فرمول H2SO4) با غلظت 100% مایعی غلیظ و بی رنگ است. خاصیت اصلی آن رطوبت سنجی بالا، همراه با تولید حرارت بالا است. محلول های غلیظ شامل محلول هایی از 40٪ هستند - آنها می توانند پالادیوم یا نقره را حل کنند. در غلظت های پایین تر، این ماده کمتر فعال است و به عنوان مثال با مس یا برنج واکنش نشان می دهد.

H2SO4 به شکل خالص در طبیعت وجود دارد. به عنوان مثال، در دریاچه مرده در سیسیل، اسید سولفوریک از پایین تراوش می کند: در این مورد، ماده اولیه آن پیریت است. پوسته زمین. همچنین، قطرات کوچک اسید سولفوریک اغلب به داخل ختم می شود اتمسفر زمینپس از فوران های آتشفشانی بزرگ، در این صورت H2SO4 می تواند تغییرات آب و هوایی قابل توجهی ایجاد کند.

تهیه اسید سولفوریک.

علیرغم وجود اسید سولفوریک در طبیعت، بیشتر آن به صورت صنعتی تولید می شود.

رایج ترین روش تولید امروزه روش تولید تماسی است: به شما امکان می دهد آسیب به محیط زیست را کاهش دهید و محصولی را به دست آورید که برای همه مصرف کنندگان مناسب ترین باشد. روش تولید نیتروژن کمتر محبوب است که شامل اکسیداسیون با اکسید نیتریک است.

به عنوان ماده اولیه برای تماس با تولیدمواد زیر ظاهر می شود:

• گوگرد؛
• پیریت (گوگرد پیریت)؛
• اکسید وانادیوم (به عنوان کاتالیزور استفاده می شود)؛
• سولفیدهای فلزات مختلف؛
• سولفید هیدروژن.

قبل از شروع فرایند تولیدمواد اولیه در مرحله آماده سازی قرار می گیرند که در طی آن ابتدا پیریت در ماشین های خرد کن مخصوص خرد می شود. این اجازه می دهد تا با افزایش سطح تماس، واکنش سریعتر انجام شود مواد فعال. سپس پیریت با غوطه وری در آن خالص می شود ظروف بزرگبا آب، در حالی که ناخالصی ها و سنگ های زائد به سطح شناور می شوند، پس از آن حذف می شوند.

خود تولید را می توان به چند مرحله تقسیم کرد:

1. پیریت که پس از سنگ زنی تمیز می شود، در یک کوره بارگذاری می شود، جایی که در دمای 800 درجه پخت می شود. هوا طبق اصل جریان مخالف از پایین به محفظه وارد می شود که به همین دلیل پریت در حالت معلق است. قبلاً چنین شلیک چند ساعت طول می کشید، اما اکنون این فرآیند چند ثانیه طول می کشد. ضایعات اکسید آهن تولید شده در طی فرآیند پخت حذف و ارسال می شود شرکت های متالورژی. هنگام شلیک گازهای SO2 و O2 و همچنین بخار آب آزاد می شود. پس از تمیز کردن از ذرات ریزو بخار آب اکسیژن و اکسید گوگرد خالص تولید می کند.
2. در مرحله دوم، تحت فشار رخ می دهد واکنش گرمازا، که در آن یک کاتالیزور وانادیوم دخالت دارد. واکنش در دمای 420 درجه شروع می شود، اما برای کارایی بیشتر می توان آن را تا 550 درجه افزایش داد. در طول واکنش رخ می دهد اکسیداسیون کاتالیزوریو SO2 به SO تبدیل می شود
3. مرحله سوم تولید شامل جذب SO3 در یک برج جذب است که در نتیجه اولئوم H2SO4 تشکیل می شود که در مخازن بطری شده و برای مصرف کنندگان ارسال می شود. گرمای اضافی در طول تولید برای گرمایش استفاده می شود.

در روسیه سالانه حدود 10 میلیون تن H2SO4 تولید می شود. در عین حال، تولیدکنندگان اصلی شرکت هایی هستند که مصرف کنندگان اصلی آن نیز هستند. اساساً اینها بنگاه هایی هستند که تولید می کنند کودهای معدنیبه عنوان مثال، "Ammophos"، "کود معدنی Balakovo". از آنجایی که پیریت که ماده اولیه اصلی است، ضایعات کارخانه های فرآوری است، تامین کنندگان آن کارخانه های فرآوری تالناک و نوریلسک هستند.

رهبران جهان در تولید H2SO4 چین و ایالات متحده آمریکا هستند که به ترتیب 60 و 30 میلیون تن از این ماده را سالانه تولید می کنند.

کاربرد اسید سولفوریک

صنعت جهانی سالانه حدود 200 میلیون تن اسید سولفوریک برای تولید محصولات متنوع مصرف می کند. در بین تمام اسیدها از نظر حجم استفاده در صنعت رتبه اول را دارد.

1. تولید کود. مصرف کننده اصلی اسید سولفوریک (حدود 40 درصد) تولید کود است. به همین دلیل است که گیاهان تولید کننده H2SO4 در نزدیکی کارخانه های کود شیمیایی ساخته می شوند. گاهی اوقات آنها بخشی از یک شرکت با چرخه تولید مشترک هستند. در این تولید از اسید خالص با غلظت 100% استفاده می شود. برای تولید تن سوپر فسفات یا آموفوس که اغلب در آن استفاده می شود کشاورزی، حدود 600 لیتر اسید سولفوریک مصرف می شود.
2. تصفیه هیدروکربن. تولید بنزین، نفت سفید و روغن های معدنی نیز بدون اسید سولفوریک امکان پذیر نیست. این صنعت 30 درصد دیگر از کل H2SO4 تولید شده در جهان را مصرف می کند که در این موردبرای تمیز کردن در هنگام پالایش نفت استفاده می شود. همچنین برای تصفیه چاه ها در حین تولید نفت و افزایش عدد اکتان سوخت استفاده می شود.
3. متالورژی. اسید سولفوریک در متالورژی برای تمیز کردن ورق فلز، سیم و انواع قطعه کار از زنگ زدگی، رسوب و همچنین برای بازیابی آلومینیوم در تولید فلزات غیرآهنی استفاده می شود. برای حکاکی سطوح فلزی قبل از آبکاری با نیکل، کروم یا مس استفاده می شود.
4. صنایع شیمیایی. با کمک H2SO4 بسیاری از ارگانیک و ترکیبات معدنی: اسیدهای فسفریک، هیدروفلوریک و سایر اسیدها، سولفات آلومینیوم که در صنعت خمیر و کاغذ استفاده می شود. بدون آن، تولید غیرممکن است الکل اتیلیک، داروها، شوینده ها، حشره کش ها و سایر مواد.

دامنه H2SO4 واقعاً بسیار زیاد است و فهرست کردن تمام راه‌هایی که می‌توان از آن در صنعت استفاده کرد غیرممکن است. همچنین برای تصفیه آب، تولید رنگ و به عنوان امولسیفایر استفاده می شود صنایع غذایی، در طول سنتز مواد منفجرهو برای بسیاری از اهداف دیگر.