ácido Sulfúrico (Chumbo) Apresentação completa

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ácido Sulfúrico (Chumbo)
Alunas: Alanne Soares de Oliveira 21352421
 Larissa Sousa da Silva 21353292
 Mayara Ivandria Barbosa Mota 21355214
Universidade Federal do Amazonas
Departamento de Engenharia Química Ftq006 - processos quimicos inorgânicos
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Método da Câmara de Chumbo
1746 em Birmingham, Inglaterra.
Produção de ácido sulfúrico
Fig 1-John Roebuck (1746 )
Introdução
Câmaras revestidas com chumbo
Baixo custo de manutenção
Resistente ao ácido
Permaneceu como método padrão por quase dois séculos
Produzia ácido a 35-40% de concentração.
Fonte: http://www.dequi.eel.usp.br; http://www.chemistryexplained.com;Franz, 2011. 
Altas torres de absorção
Processo de reciclagem do monóxido de nitrogênio
1859, John Glover
Torre de Glover
Fig 2- Joseph-Louis Gay-Lussac
(1778 )
Modificações levando a 78% de concentração
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Impactos causados pelo Enxofre 
Aumento da acidez da fase aquosa (chuva ácida)
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Fonte- https://www.todoestudo.com.br/geografia/chuva-acida
Fig. 3-Ciclo da formação da chuva ácida 
Impactos
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Aumento da acidez da fase aquosa (chuva ácida)
Impactos no meio ambiente (Ocorre através de chuva, orvalho, neblina e neve)
Lagos e rios: alteração do pH (normal de 6,0 a 7,0) passa a ser (4,5-5,6)
 
 -baixa reprodução de cardumes; alteração de atividade bioquímica da terra.
Infiltração no solo: libera metais potencialmente tóxicos (Al, Pb, Cd)
 -Esses metais passam a ser introduzidos na cadeia alimentar(bioacumulação) 
 -liberta íons Al3+ de certas rochas e do solo. Estes íons são tóxicos, já que atuam sobre as guelras dos peixes, dificultando a sua respiração.
Tabela-porcentagem de contribuição ácida da água de chuva (HX=HCl, H3PO4, ou ácidos orgânicos).
Fonte- Martins,2002.
Impactos
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Sulfato particulado em aerossóis atmosféricos 
Fig. 4- Representação esquemática dos mecanismos de formação do aerossol atmosférico
Fonte- Alves, 2005.
Impactos
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Sulfato particulado em aerossóis atmosféricos 
Dá-se na forma de gotas de H2SO4 ou partículas de sais.
Principais sulfatos presentes no aerossol atmosférico são: NH4HSO4 (Sulfato monoácido de amônio), (NH4)2SO4(Sulfato de amônio).
Possuem diâmetro < 10 10-6m, sendo perigosas para a saúde, pois penetram profundamente nos pulmões
Fonte- Alves, 2005.
Impactos
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câmara de chumbo
Estrutura de aço grande com interior de folhas de chumbo;
10 pés acima do solo: Detecção de vazamentos e melhor resfriamento. 
Mantendo-se a taxa de produção, o calor deve ser removido continuamente;
Espaço nas câmaras: 7.5 a 10 pés cúbicos por lb de queima de enxofre por 24 h;
Duração do conjunto da câmara: em média 20 anos
Fonte:http://www.archive.is/2Buc
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câmara de chumbo
Fonte:http://www.archive.is/2Buc
Torre de Glover
Consumo ou venda
Torre de Gay-Lussac
Ácido quente (140~160 ºC)
Coleta no fundo da torre
Refrigerador ácido
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Torre de Glover
câmara de chumbo
A desnitralização do vitriol nitroso:
solubilidade dos NO por diluição e calor, auxiliada pela passagem de gases;
Conversão do HNO3 em HNO2 e em óxidos de nitrogênio (omitido quando o NO de NH3 é introduzido);
O resfriamento dos gases do forno;
A produção de ácido de cerca de 10% do SO2 Parte superior;
A limpeza dos gases do forno;
A produção de vapor para as câmaras.
Ácido parcialmente concentrado (60ºBé ou 77,7%): adequado para passar a torre Gay-Lussac.
Torre de Gay-Lussac e a recuperação dos NO’s
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câmara de chumbo
Recuperação através da lavagem dos gases utilizados:
Alvenaria com cimento a prova de ácido;
Mais altos, estreitos e com parede mais fina que as de Glove.
Não devem ser mais quentes que 60ºC, com ácido Glover forte (60ºBé.) em torres empacotadas vitriol nitroso (1 a 2% de NO’s)
Ácido Sulfúrico
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Tripla função câmara de chumbo
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O processo das câmaras de chumbo é considerado um processo obsoleto, embora na literatura encontrem-se discussões sobre sua tecnologia e sua complexa química.
No processo das câmaras de chumbo, dióxido de enxofre (SO2) gasoso aquecido entra pela parte inferior de um reator chamado torre de Glover onde é lavado com o que é chamado de "vitríolo nitroso", e misturado com óxido de nitrogênio (NO) e dióxido de nitrogênio (NO2) gasosos.
Parte do dióxido de enxofre é oxidado a trióxido de enxofre (SO3) e dissolvido no banho ácido para formar o ácido de torre ou ácido de Glover (aproximadamente 78% de H2SO4).
SO2 + NO2 → NO +SO3
 SO3 + H2O → H2SO4 
câmara de chumbo
Da torre de Glover uma mistura de gases é transferida a uma câmara recoberta por chumbo onde é tratado com mais água. 
A câmara pode ser grande espaço em forma de caixa ou um recinto em forma de cone truncado. O ácido sulfúrico é formado por uma série complexa de reações; condensa nas paredes e é acumulado no piso da câmara
O ácido produzido nas câmaras, geralmente chamado ácido de câmara ou ácido de fertilizante, contém de 62% a 68% de H2SO
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NO + NO2 + H2O → 2 HNO2 
HNO2 + H2SO3 → H2SO4 + diversos subprodutos
câmara de chumbo
Logo que os gases passem pelas câmaras se os faz passar a um reator chamado torre de Gay-Lussac onde são lavados com ácido concentrado esfriado (proveniente da torre de Glover). 
Os óxidos de nitrogênio e o dióxido de enxofre que não haviam reagido se dissolvem em ácido formando o vitríolo nitroso utilizado na torre de Glover. Os gases remanescentes são usualmente liberados na atmosfera
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câmara de chumbo
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câmara de chumbo
Fig. 7- Fluxograma simplificado Câmara de chumbo
Fonte: Livro: Indústrias de Processos Químicos, de R. Norris Shreve e Joseph A. Brink Jr. 4ª edição .Capítulo: Enxofre e Ácido Sulfúrico
Referências
http://www.chemistryexplained.com/Fe-Ge/Gay-Lussac-Joseph-Louis.html. Acessado em 15 de setembro de 2017
http://www.dequi.eel.usp.br/~acsilva/5%20-%20Acido%20sulfurico.pdf. Acessado em 15 de setembro de 2017
https://www.linkedin.com/pulse/made-birmingham-timeline-from-17th-century-21st-keith-bracey. Acessado 15 de setembro de 2017
http://www.chemistryexplained.com/Fe-Ge/Gay-Lussac-Joseph-Louis.html
https://sites.google.com/site/scientiaestpotentiaplus/acido-sulfurico/acido-sulfurico-historia. Acessado 15 de setembro de 2017
 
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http://www.sulphur.atomistry.com/lead_chamber_process.html http://www.archive.is/2Buc
SHREVE NORRIS, R., & BRINK, A. (1997). Indústria de Processos Químicos. 4^ ed., Ed.
Franz, R.,Mentges, R., PROJETO DA INDÚSTRIA DE ÁCIDO SULFURICO., 2011.
 Martins, R.et al., QUÍMICA ATMOSFÉRICA DO ENXOFRE (IV): EMISSÕES, REAÇÕES EM FASE AQUOSA E IMPACTO AMBIENTAL. Quim. Nova, Vol. 25, No. 2, 259-272, 2002
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Referências
Alves, C., AEROSSÓIS ATMOSFÉRICOS: PERSPECTIVA HISTÓRICA, FONTES, PROCESSOS QUÍMICOS DE FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO ORGÂNICA., Quim. Nova, Vol. 28, No. 5, 859-870, 2005.
http://www.dequi.eel.usp.br/~acsilva/5%20-%20Acido%20sulfurico.pdf
http://www.sulphuricacid.com/techmanual/LeadChamber/Lead_Chamber.htm. Acessado 15 de setembro de 2017
https://www.todoestudo.com.br/geografia/chuva-acida. Acessado 15 de setembro de 2017
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Referências