게시판 > 질답게시판 > 글로버탑(glover塔)의 반응식에 대한 질문입니다.

스테파노 Stefano

08-03-16 20:56

(0) 우넹잉님... 글을 쓸때 (1)불필요한 Enter와 불필요한 사잇줄을 넣지 않도록 하는 것이 인터넷 자원을 아끼는 것이고 또 독자에게 읽기 쉽도록 한다는 것을 명심해 주세요. 말이 나온김에 한마디 더 하겠습니다. 질문에 답글이 올라왔으면 (2) 의문이 해소되었는지의 여부를 답글에 올려주는 것이 좋겠습니다. 아무리 얼굴을 가리고 질문과 답을 하는 게시판이라고는 하지만 너무도 삭막하다는 생각이 들기 때문입니다. 의식있는 사람들먼저 그리함으로써 인터넷 문화를 이끌어주는 것이 좋겠다는 생각입니다.

(1) 질문에 대한 답을 먼저 올리자면..

황산의 탈수 작용: H2SO4 + HNO2-----> HOSO3-N=O + H2O .....(1)
HNO2의 분해반응: 2HNO2----------------->H2O + NO + NO2...........(2)

따라서 (2)식 -2*(1)식: 2HOSO3-N=O + H2O =2H2SO4 + NO + NO2 와 같이 분해될 것입니다.
참고로.. 고온에서 H2SO3는 H2O와 SO2로 쉽게 분해되지만 H2SO4는 H2O와 SO3로 쉽게 분해되지 않습니다.

(3) 연실법 황산제조법 (Leac Chamber Process)은 현재는 사용되고 있지 않습니다. 현재는 촉매를 이용한 접촉법만이 상용화 되고 있을 뿐입니다. 최근에 건설된 남해화학의 황산공장도 Monsanto Enviro-Chem사의 접촉법에 의한 공법이 사용되었습니다. 연실법 공정은 현재의 고체촉매 공법이 출현하기 전까지 약 200년간 사용되었던 방법인데 아래와 같이 주요 3개의 기능으로 구성되어 있습니다.

Glover Tower: ①H2O 증발에 의한 H2SO4 농축
②투입 고온 SO2 --->SO3 전환 (SO2+NO2-->SO3+NO)
③Nitrosyl 황산으로부터 NOx Stripping (2HO-SO3-N=O + H2O => 2H2SO4+H2O+ NO + NO2)
==>황산 제품생산 + NOx Gas

Lead Chamber: ①NO 산화 (NO +1/2O2-->NO2)
②SO2-->SO3 전환 (SO2+NO2-->SO3+NO, H2SO3+NO2-->H2SO4 +NO)
③SO2 흡수 (SO2 + H2O-->H2SO3)
④SO3흡수 (SO3 + H2O --->H2SO4)

Gay-Lussac Tower: ① Lead Chamber에서 미흡수된 NOx를 황산에 흡수
(2H2SO4 + NO + NO2 ---> 2HOSO3-N=O + H2O)
② Vent Gas 처리

따라서 연실법 황산 공장의 전체의 반응은 다음과 같습니다.

SO2 + NO2 ----------------> SO3 + NO
SO3 + H2O ------------------>H2SO4
NO + 1/2 O2 ----------------> NO2
------------------------------------------------------
SO2 + (1/2)O2 + H2O --->H2SO4

NO2는 산화력이 아주 커서 SO2를 산화하는데 이용되면서 NO가 되고 NO는 산소에 의해 NO2로 전환되기 때문에
NO는 말하자면 Oxygen Carrier로 사용되고 있는 셈이지요.

(1) 질문에 대한 답을 먼저 올리자면..

황산의 탈수 작용:   H2SO4 + HNO2-----> HOSO3-N=O  +  H2O .....(1)
HNO2의 분해반응:  2HNO2----------------->H2O + NO + NO2...........(2)

따라서 (2)식 -2*(1)식:     2HOSO3-N=O + H2O =2H2SO4 + NO + NO2   와 같이 분해될 것입니다. 
참고로.. 고온에서 H2SO3는 H2O와 SO2로 쉽게 분해되지만 H2SO4는 H2O와 SO3로 쉽게 분해되지 않습니다.

(3) 연실법 황산제조법 (Leac Chamber Process)은 현재는 사용되고 있지 않습니다.  현재는 촉매를 이용한 접촉법만이 상용화 되고 있을 뿐입니다.  최근에 건설된 남해화학의 황산공장도 Monsanto Enviro-Chem사의 접촉법에 의한 공법이 사용되었습니다.  연실법 공정은 현재의 고체촉매 공법이 출현하기 전까지 약 200년간 사용되었던 방법인데 아래와 같이 주요 3개의 기능으로 구성되어 있습니다.

Glover Tower:  ①H2O 증발에 의한 H2SO4 농축 
                     ②투입 고온 SO2 --->SO3 전환 (SO2+NO2-->SO3+NO)                  
                     ③Nitrosyl 황산으로부터 NOx Stripping  (2HO-SO3-N=O + H2O => 2H2SO4+H2O+ NO + NO2)
                        ==>황산 제품생산  +  NOx Gas

Lead Chamber: ①NO 산화 (NO +1/2O2-->NO2)
                     ②SO2-->SO3 전환 (SO2+NO2-->SO3+NO, H2SO3+NO2-->H2SO4 +NO)
                     ③SO2 흡수 (SO2 + H2O-->H2SO3)
                     ④SO3흡수 (SO3 + H2O --->H2SO4) 
                        
Gay-Lussac Tower: ① Lead Chamber에서 미흡수된 NOx를 황산에 흡수 
                              (2H2SO4 + NO + NO2 ---> 2HOSO3-N=O + H2O) 
                           ② Vent Gas 처리

따라서 연실법 황산 공장의 전체의 반응은 다음과 같습니다. 
               
SO2 +  NO2  ----------------> SO3 + NO  
SO3 + H2O ------------------>H2SO4 
NO + 1/2 O2 ---------------->  NO2
------------------------------------------------------
SO2 + (1/2)O2 + H2O --->H2SO4

NO2는 산화력이 아주 커서 SO2를 산화하는데 이용되면서 NO가 되고 NO는 산소에 의해 NO2로 전환되기 때문에
NO는 말하자면 Oxygen Carrier로 사용되고 있는 셈이지요.

우넹잉 e2love

08-03-16 23:30

원글 수정이 안되네요..ㅜㅜ
아 정말 감사합니다..! 이 수업은 무기화학의 전반적인 내용만을 다루는 거라
자세한 첨삭이 없어 매우 답답했는데 황산의 제조반응에 대해서는 자신있어 질것같아요^^