Quy trình điều chế SO2 trong công nghiệp

Khí SO2 là một trong những tác nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Tuy nhiên, đây cũng là chất có vai trò quan trọng nhất được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Vì vậy, quá trình điều chế SO2 trong công nghiệp được thực hiện vô cùng cẩn thận, đảm bảo tuân theo các quy định và tiêu chuẩn khắt khe.

Khí SO2 là gì? Đặc điểm và tính chất

Khí SO2 là viết tắt của "đioxit lưu huỳnh" (Sulfur Dioxide trong tiếng Anh), là một loại khí có thành phần chủ yếu là lưu huỳnh và oxi. Tại điều kiện tiêu chuẩn, SO2 tồn tại dưới dạng phân tử SO2 và phân tử SO3. Đặc điểm để nhận biết SO2 là có mùi hắc ít tan trong nước, có màu khói hoặc màu hổ phách nhạt.

Trong tự nhiên, khí SO2 được hình thành chủ yếu thông qua:

Quá trình phun trào của núi lửa hoặc quá trình đốt cháy các chất chứa lưu huỳnh, như các loại nhiên liệu hóa thạch (than, dầu mỏ)
Các quá trình phân hủy xác động, thực vật tự nhiên - hình thành các khí sunfua, nitrit…. gây nên ô nhiễm không khí.

Trong đời sống, SO2 là một trong những khí gây ô nhiễm nhất, được sản sinh từ:

Khói thải từ các nhà máy đốt than, luyện kim, lọc dầu, sản xuất xi măng, bột giấy, công nghiệp chế biến.
Khí thải từ các phương tiện giao thông: ô tô, xe máy,…
Sinh hoạt hàng ngày: khói thuốc lá, thiết bị dùng gas làm nhiên liệu không đúng cách hay thiếu khí, khí thải sinh ra từ quá trình đốt rơm, gỗ, than đá,…

Quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đã làm gia tăng mức SO2 phát tán ra môi trường.

Khí SO2 gây hại đến sức khỏe con người và môi trường như thế nào?

Đối với sức khỏe

Khi sống ở các khu vực có mức độ ô nhiễm cao như gần các nhà máy, khu công nghiệp liên quan đến các hoạt động làm sản sinh ra khói khí thải, tiếp xúc liên tục và trong thời gian dài thì khí SO2 sẽ làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Gây kích ứng mắt và da: SO2 có thể gây kích ứng mắt, làm nghẹt mũi, chảy nước mắt, và khi tiếp xúc trực tiếp với da, nó cũng có thể gây kích ứng da.
Tác động đến hệ hô hấp: Hít thở khí chứa SO2 có thể gây ra sự kích thích mạnh trong đường hô hấp, gây ra cảm giác khó thở, ho,...
Tác động đến hệ tim mạch: Khí SO2 cũng có thể gây ra tác động đến hệ tim mạch, gây ra các vấn đề về tim mạch và máu, đặc biệt là đối với những người già và những người có bệnh tim mạch tiền sử.
Tác động đến hệ thần kinh: Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng khí SO2 có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thần kinh, gây ra các triệu chứng như đau đầu, mệt mỏi, buồn nôn và mất ngủ.

Đối với môi trường

SO2 là một trong các tác nhân chính gây ô nhiễm không khí. Khi được thải vào không khí, SO2 tác động với các thành phần khác trong không khí, như hơi nước và các hạt nhỏ, để tạo thành hạt nhỏ axit như axit sunfuric. Những hạt axit này sau đó có thể trở thành một thành phần của bụi mịn trong không khí, gây ra hiện tượng "sương mù axit" hoặc "mưa axit".

Những chất này có thể làm mất lớp mao màng trên lá cây, làm giảm khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và gây hại đến quá trình quang hợp của cây. Mưa axit có thể làm giảm độ pH của các dòng sông, hồ và hệ thống nước ngầm, gây hại đến các sinh vật sống trong nước và môi trường nước. Từ đó làm ảnh hưởng đến sự đa dạng sinh học.

Điều chế so2 trong công nghiệp

Khí SO2 là tác nhân gây ra những vấn đề về hô hấp

Tác dụng của khí SO2

Điều chế khí SO2 trong công nghiệp chủ yếu xuất phát từ nhu cầu sử dụng acid sulfuric, một chất hoá học rất quan trọng và có ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Dưới đây là một số tác dụng quan trọng của SO2 trong cuộc sống:

Sử dụng trong công nghiệp: Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của SO2 là trong sản xuất acid sulfuric (H2SO4), một trong những chất hoá học quan trọng nhất và phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp như sản xuất phân bón, pin, thuốc nổ, chất tẩy rửa, chất nhuộm và một loạt sản phẩm khác.
Làm chất khử: SO2 có khả năng hoạt động như một chất khử trong một số quá trình công nghiệp, ví dụ như trong quá trình sản xuất sắt và thép - giúp loại bỏ oxi từ quặng sắt.
Chất bảo quản thực phẩm: SO2 và dạng hỗn hợp của nó - sulfite, được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm để ngăn chặn quá trình oxy hóa và duy trì độ tươi mới của nhiều loại thực phẩm, chẳng hạn như nho, nấm và các loại trái cây khô.
Sử dụng trong xử lý nước: SO2 được sử dụng trong một số quy trình xử lý nước để giảm nồng độ clo trong nước, giúp loại bỏ tạp chất và khử màu.

Quy trình điều chế SO2 trong công nghiệp

Mặc dù khí SO2 là một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường và có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, nhưng không thể phủ nhận đây là khí cần thiết trong nhiều lĩnh vực. Do đó, quá trình điều chế SO2 trong công nghiệp luôn được kiểm soát và giám sát chặt chẽ theo các quy định an toàn và tiêu chuẩn về môi trường để giảm thiểu khả năng ô nhiễm.

Trong công nghiệp, khí SO2 (đioxit lưu huỳnh) được điều chế chủ yếu thông qua quá trình cháy lưu huỳnh hoặc các chất chứa lưu huỳnh. Dưới đây là mô tả cụ thể về cách điều chế SO2 trong công nghiệp:

Cháy lưu huỳnh: Quá trình cháy lưu huỳnh trong không khí là phương pháp điều chế SO2 phổ biến nhất. Lưu huỳnh (S) hoặc các hợp chất lưu huỳnh như pyrit (FeS2) được đốt cháy trong không khí có sự tham gia của oxi (O2) để tạo thành khí SO2 (SO2). Phương trình hóa học cơ bản cho quá trình này là:

S (lưu huỳnh) + O2 (oxygen) -> SO2 (đioxit lưu huỳnh)

quá trình điều chế so2 trong công nghiệp

Quá trình điều chế SO2 trong công nghiệp

Quá trình Claus: Đây là một phương pháp điều chế khí SO2 từ các hợp chất lưu huỳnh khác nhau, như hydro sunfur (H2S). Quá trình này bao gồm hai giai đoạn chính:

Phản ứng khử: Trong giai đoạn này, H2S (hydro sunfur) phản ứng với oxi (O2) trong không khí để tạo thành lưu huỳnh (S) và nước (H2O). Phương trình hóa học cơ bản cho giai đoạn này là: 2H2S + 3O2 -> 2SO2 + 2H2O.
Phản ứng hấp thụ: Sau đó, khí SO2 (SO2) được phản ứng với lưu huỳnh (S) để tạo thành lưu huỳnh đioxit (SO2). Phương trình hóa học cơ bản cho giai đoạn này là: SO2 + S -> SO3.

Sau khi sản xuất, khí SO2 cần được thu thập, làm sạch và lưu trữ an toàn trước khi được sử dụng hoặc vận chuyển đến các ngành công nghiệp khác nhau.

Bài viết trên đây đã chia sẻ các thông tin về lưu huỳnh cũng như cách điều chế SO2 trong công nghiệp. Khí Tinh Khiết Việt Nam là đơn vị hàng đầu tại miền Bắc chuyên sản xuất và phân phối các loại khí như: khí oxy, oxy lỏng, khí Argon, khí N2,…. Với dây chuyền sản xuất hiện đại và công nghệ tiên tiến, Khí Tinh Khiết đem đến cho khách hàng những sản phẩm chất lượng cao, độ an toàn tuyệt đối.

CÔNG TY CỔ PHẦN KHÍ TINH KHIẾT VIỆT NAM