کارخانه‌های اسید سولفوریک چگونه کار می‌کنند؟

به گزارش می متالز به نقل از عصر مس آنلاین، جلوگیری از انتشار گاز دی‌اکسید گوگرد (SO2) در جو یکی از وظایف صنایع سبز است. این کار در صنایع معدنی که برای تولید از روش‌های پیرومتالورژی استفاده می‌کنند، با احداث کارخانه‌های اسید سولفوریک انجام می‌شود. 

اسید سولفوریک (H2SO4) ازجمله مواد پرکاربرد در صنایع شیمیایی و به‌ویژه تولید کود شیمیایی است. به‌طور کلی کارخانه‌های تولید اسید سولفوریک به سه دسته تقسیم می‌شود؛ کارخانه‌های مبتنی بر سوزاندن سولفور، کارخانه‌های بازیافت مجدد اسید و کارخانه‌های مبتنی بر بازیافت گازهای تولیدی از ذوب به روش‌های پیرومتالورژی.  

در روش صنعتی تولید اسید سولفوریک، گوگرد با خلوص بالا را با گرم کردن غیرمستقیم به حالت مایع در می‌آورند. سپس گوگرد مایع برای سوزاندن به درون کوره احتراق انتقال داده می‌شود و گاز حاصل از احتراق تبدیل به اسید سولفوریک می‌شود. 

کارخانه‌های بازیافت مجدد اسید با جداسازی اسید سولفوریک مصرف‌شده به SO2 و H2O برای تولید اسید تازه اقدام می‌کنند. در این کارخانه‌ها همچنین ممکن است گازهای سولفیدی استفاده‌شده (H2S و CS2) به اسید تبدیل شوند. 

به‌علاوه با گازهای SO2 ناشی از ذوب به روش پیرومتالورژی هم می‌توان به تولید اسید سولفوریک دست زد. فلزاتی مانند مس، روی، آهن، مولیبدن و نیکل ازجمله فلزات معدنی هستند که می‌توان از فرآیند ذوب آن‌ها به تولید دی‌اکسید گوگرد مورد نیاز کارخانه‌های اسید سولفوریک دست زد. 

در این کارخانه‌های اسید سولفوریک، گاز دی‌اکسید گوگرد از بخش پاکسازی (gas-cleaning section) وارد برج خشک‌کننده (drying tower) می‌شود. در این برج رطوبتی که ممکن است باعث خوردگی در کارخانه شود، به حداقل می‌رسد. سپس دمای گاز افزایش پیدا می‌کند تا برای ترکیب با کاتالیست آماده شود. سپس دی‌اکسید گوگرد طی فرآیندی به تری‌اکسید گوگرد تبدیل می‌شود. در گام بعدی با انجام یک مرحله جذب تری‌اکسید گوگرد جدا و اسید سولفوریک تولید می‌شود.

مصارف اصلی اسید سولفوریک

اسید سولفوریک کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارد؛ تولید کود شیمیایی، استخراج فلزات، استفاده برای واکنش‌های شیمیایی، تصفیه پساب‌ها و استفاده در پالایشگاه‌های نفت برخی از این کاربردهاست. اما عمده‌ترین کاربرد اسید سولفوریک در تهیه کود شیمیایی فسفاته است و 60 درصد بازار این محصول مربوط به کودهای شیمیایی است.

اسید سولفوریک همچنین به‌عنوان الکترولیت در باطری‌های اسیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌علاوه اسید سولفوریک به‌عنوان عامل آب‌گیری بسیار قوی در واکنش‌های شیمیایی کاربرد دارد. 

از اسید سولفوریک در استخراج فلزاتی چون مس، روی و سرب یا استخراج اورانیوم و وانادیوم استفاده می‌شود. در صنایع آهن و فولاد اسید سولفوریک برای بازیافت گازهای آمونیاک که منجر به تولید نمک آمونیوم سولفات (محصول جانبی در صنایع فولاد) می‌شود مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین اسید سولفوریک برای رسوب‌زدایی در عملیات اکسیدهای فلزی، چربی‌ها، نمک‌ها و حتی زنگ‌زدایی از سطح فولاد، استفاده می‌شود.

اسید سولفوریک در تولید نمک‌های سولفات مس (کات کبود)، منگنز، نیکل، آهن (زاج سبز و زاج سفید)، سدیم، آلومینیوم و روی کاربرد دارد. از سایر مصارف اسید سولفوریک می‌توان به تولید روغن موتور، تصفیه روغن‌های موتور کار کرده و تولید گریس اشاره کرد. در تصفیه آب و پساب و کنترل pH احیای رزین‌های مبدل یونی به منظور رسوب‌دهی یون‌ها و در نهایت تولید آب عاری از یون نیز اسید سولفوریک کاربرد دارد. 

در صنعت چرم به منظور حذف چربی از چرم خام، در صنعت لاستیک‌سازی برای انجام شست‌وشو و کنترل pH، در نساجی برای تثبیت رنگ پارچه، نخ و همچنین خنثی‌سازی و در صنایع شوینده در واحد سولفوناسیون و تولید محلول چربی‌گیر هم از اسید سولفوریک استفاده می‌شود.

از اسید سولفوریک همچنین در تهیه اسیدهایی مانند اسید نیتریک و اسید کلریدریک استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال در اثر واکنش اسید سولفوریک با نمک سدیم کلرید (نمک خوراکی)، اسید کلریدریک به دست می‌آید.