Обзор производителей датчиков концентрации серной кислоты. Принцип действия. Технические характеристики

ВВЕДЕНИЕ 3
1 Зарубежные датчики концентрации серной кислоты 6
1.1 Измеритель концентрации PIOX R 6
1.2 Ультразвуковой проточный концентратометр PIOX S 9
2 Российские датчики концентрации серной кислоты 14
2.1 Анализатор жидких сред «АЖЭ-10А-31» 14
2.2 Концентратомер универсальный КСО-У 16
2.3 Газоанализатор ГАНК 4-С 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 22

Весь текст будет доступен после покупки

Серная кислота является одним из основных продуктов химической промышленности, по объемам производства и применения занимает одно из первых мест среди всех химических веществ. Мировое производство серной кислоты составляет около 250 млн. т. [1]. Она применяется в производстве минеральных удобрений, разнообразных минеральных солей (сульфатов натрия, калия, аммония, железа, меди и др.) и кислот (HF, H3PO4, H3BO3), органических веществ, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ и т.д. [2]. Также серная кислота находит широкое применение в нефтяной, металлургической, металлобрабатывающей, текстильной, кожевенной промвшленности и др., используется в качестве водоотнимающего средства, применяется в процессах нейтрализации, травления металлов и для других целей [1].
Лидерами по производству серной кислоты являются США, Япония Канада, Франция, Германия и Россия [3]. На рисунке 1 представлена диаграмма, показывающая объемы производства серной кислоты в России с 2012 по 2017 года.


Рисунок 1 – Производство серной кислоты в России [3]

Как видно по рисунку, в 2017 году было произведено более 12 млн. т. серной кислоты. Одними из крупнейших российских производителей серной кислоты являются предприятия цветной металлургии, производящие серную кислоту из отходящих газов, такие как «СУМЗ», «Карабашмедь», «Святогор» и Челябинский цинковый завод. Также рупнейшими производителями являются «ФосАгро», «Лукойл», «Азот», «Газпромнефть» и др. [3].
Серная кислота – одна из сильнейших кислот, представляющая собой при нормальных условиях нелетучую маслянистую жидкость без цвета и запаха. Плотность кислоты составляет 1,84 г/см3, при температуре 10,5 °C серная кислота превращается в застывшую стекловидную кристаллическую массу, температура кипения – 296 °С [1]. Кислота хорошо растворима в воде и обладает водоотнимающими свойствами. Теплота гидратации серной кислоты настолько велика, что смесь может вскипать, разбрызгиваться и вызывать ожоги. Серная кислота взаимодействует с основными оксида, гидроксидами, неметаллами и солями. Разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжения металлов левее водорода, концентрированная (более 70 %) взаимодействует со всеми металлами, кроме Au, Pt, и с Fe, Al и Cr только при нагревании [2].
Серную кислоту получают окислением диоксида серы. В настоящее время в промышленности применяют два метода получения серной кислоты: контактный – с использованием твердых катализаторов, и нитрозный (башенный), в котором в качестве катализатора выступают оксиды азота [1]. В качестве окислителя обычно выступает кислород. Самым распространенным является контактный метод. На рисунке 2 представлена принципиальная сема получения серной кислоты контрактным способом.
Основные стадии получения серной кислоты включают:
? обжиг пирита в кислороде с получением SO2 (800 °С):
4 FeS2 + 11 O2 = 2 Fe2O3 + 8 SO2; (1)
? очистка от примесей газа;
? окисление SO2 в SO3 на ванадиевом катализаторе:
2 SO2 + O2 = 2 SO3; (2)
? абсорбция SO3 концентрированной серной кислотой:
n SO3 + H2SO4 = H2SO4·nSO3. (3)


1 – печь кипящего слоя; 2 – циклотрон; 3 – электрофильтр; 4 – поглотительная башня; 5 – теплообменник; 6 – сушильная башня
Рисунок 2 – Схема получения H2SO4 контактным способом [4]

Серная кислота и олеум представляет повышенную опасность для организма человека. Ее токсическое действие наступает не только при непосредственном контакте с кожей, но при вдыхании ее паров. Опасное воздействие распространяется на дыхательную систему, кожные покровы и слизистые оболочки.
В данном реферате рассматриваются производители современных датчиков концентрации серной кислоты, также будет представлена информация о принципе работы и технических характеристиках данных датчиков. Целью работы является провести литературный обзор по современным датчикам концентрации серной кислоты.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Зарубежные датчики концентрации серной кислоты

Компания «Flexim», основанная в 1990 г. в Германии, специализируется на разработке и производстве систем ультразвукового измерения расхода [5]. Расходометры «Flexim» способны измерять массовый и объемный расход, концентрацию и плотность жидкости или газа при экстремальных температурах, высоком давлении и больших колебаниях расхода в трубах. Они характеризуются точностью измерений, надежностью и прочностью и нашли применение в химической, нефтяной, газовой, пищевой промышленности и т.д. Ассортимент компании постоянно растет. Ежегодно компания вкладывает значительные суммы в исследование и разработку технологий измерения расхода, концентрации и плотности различных жидкостей, благодаря чему сохраняется лидирующая позиция компании на рынке [6].
Среди широкого ассортимента компании для измерения концентрации серной кислоты могут применяться измеритель концентрации PIOX R и ультразвуковой проточный концентратометр PIOX S. Для обеспечения максимальной точности при измерении концентрации серной кислоты в диапазоне концентраций от 0 до 80 % рекомендуется использовать PIOX R, а при концентрациях от 80 до 100 % – PIOX S [7].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Справочник сернокислотчика / Под ред. К.М. Малинаа. – М.: Издательство «Химия», 1971. – 744 с.
2. Васильев Б.Т. Технология серной кислоты / Б.Т. Васильев, М.И. Отвагина. – М.: Издательство «Химия», 1985. – 384 с.
3. Конференция “Сера и серная кислота 2016” – основные выводы экспертов [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// mplast.by (дата обращения: 29.10.20).
4. Амелин Г.А. Производство серной кислоты / Г.А. Амелин. – М.: Издательство «Химия», 1967. – 472 с.
5. О компании «Flexim» [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// www.indels.ru (дата обращения: 29.10.20).
6. FLEXIM when measuring matters [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// www.flexim.com (дата обращения: 30.10.20).
7. Измеритель концентрации PIOX R [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// www.tek-know.ru (дата обращения: 30.10.20).
8. Технические характеристики. Технический оптический рефрактометр PIOX R [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// www.tek-know.ru (дата обращения: 30.10.20).
9. PIOX R – рефрактометр [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// triada.com.ua (дата обращения: 31.10.20).
10. Концентратометр PIOX S [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// isup.ru (дата обращения: 31.10.20).
11. Ультразвуковые концентратометры PIOX S. Даже для самых агрессивных сред [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// www.tek-know.ru (дата обращения: 31.10.20).
12. Концентратомеры ультразвуковые PIOX S [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// all-pribors.ru (дата обращения: 01.10.20).
13. Безопасное определение концентрации серной кислоты и олеума с DSA 5000 M [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// paar.ru (дата обращения: 31.10.20).
14. Анализатор жидких сред «АЖЭ-10А-31» [Электронный курс]. – Режим доступа: https://scma.com.ua (дата обращения: 30.10.20).
15. «АЖЭ-10А-31» [Электронный курс]. – Режим доступа: https:// skidkosnab.ru (дата обращения: 31.10.20).
16. Концентратомер серной кислоты и олеума КСО-У2 [Электронный курс]. – Режим доступа: https://www.tdgears.ru (дата обращения: 30.10.20).
17. КСО-У концентратомер серной кислоты и олеума промышленный стационарный [Электронный курс]. – Режим доступа: https://www.td-anion.ru (дата обращения: 30.10.20).
18. ГАНК-4С газоанализатор стационарный универсальный [Электронный курс]. – Режим доступа: https://www.gasdetecto.ru (дата обращения: 31.10.20).
19. Стационарный газоанализатор ГАНК-4С [Электронный курс]. – Режим доступа: https://www.gank4.ru (дата обращения: 31.10.20).

Весь текст будет доступен после покупки