ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение синтетического хлористого водорода из "Хлористый водород и соляная кислота" При адиабатическом сгорании стехиометрической смеси хлора и водорода при температуре О °С теоретическая температура факела пламени равна 2500 °С [з]. Практически, вследствие некоторой диссоциации Н 1, температура пламени снижается до 2200-2400 °С [2 . Избыток одного из компонентов газовой смеси (обычно водорода) несколько понижает температуру горения. [c.28] Скорость реакции зависит также от присутствия катализаторов - влаги, твердых пористых теп (древесного угля, губчатой платины) и некоторых минеральных веществ (кварца, глины и пр.). [c.29] Абсолютно сухие хлор и водород не взаимодействуют между собой. Присутствие следов влаги ускоряет реакцию столь интенсивно, что она может произойти со взрывом. Повышение содержания влаги сверх 5 10 % не отражается на скорости реакции. [c.29] В производственных условиях осуществляется спокойное, невзрывное горение водорода в токе хлора, которое обеспечивается равномерным поступлением хлора и водорода и смешением их только в факеле пламени горелки. Газы сгорают при Выходе из горелки, не образуя взрывоопасной смеси в печи. [c.29] Водород подается в избытке (5-10%), что позволяет полностью использовать более ценный хлор и получить незагрязненную хлором соляную кислоту. Помимо этого, избыток водорода постоянно обеспечивает в печи восстановительную атмосферу, что способствует снижению коррозионного разрушения как стальных, так и графитовых печей. В графитовых печах при избытке хлора происходит хлорирование материала стенок с образованием летучих продуктов. [c.30] Камеры сжигания выполнены из стали, графита, кварца, огнеупорного кирпича. Простейшими камерами, применявшимися ранее, являются полые кирпичные камеры, футерованные изнутри огнеупорным кирпичом. Иногда реакционные камеры заполняют контактным материалом - графитом, коксом, кварцем, огнеупорной глиной и т. п. Применяются также вертикальные печи из простых или специальных сталей, снабженные снаружи водяными кожухами, охлаждаемыми проточной водой при температуре не ниже 90-95 °С во избежание конденсации воды из НС1 на стенке печи. Стальные печи могут работать под давлением, что увеличивает концентрацию НС1 в газе благодаря устранению подсосов воздуха. [c.30] В печи диаметром 0,2 5 м и высотой 2,5м можно получать НС1 в количестве, достаточном для производства 6-25 т/сут соляной кислоты. [c.30] Иногда применяют двухконусные стальные печи с естественным воздушным охлаждением (рис. 2-4). В этой печи обеспечивается равномерная тепловая нагрузка стенок, так как форма печи близка к форме факела. Корпус печи изготавливается из 8-МИЛЛИметровой листовой стали. [c.30] Нижняя цилиндрическая часть корпуса и съемное днище печи футерованы огнеупорным кирпичом. В верхнем конце печи расположена предохранительная мембрана, изготавливаемая из паронита или асбеста. В печи поддерживается давление 6 кПа, температура наружной стенки печи достигает 400 °С, а температура выходящего газа должня быть не выше 2 0 °С. [c.30] Недостатком стальной печи является то, что полученный хлористый водород содержит относительно большое количество железа, остатков от прокаливания. Это отрицательно влияет на качество соляной кислоты. [c.30] Кварцевая аппаратура очень дорогая и хрупкая, что создает затруднения при ее обслуживании. Поэтому она применяется очень ограниченно, например при получении H l для особо чистой соляной кислоты. [c.30] Предложены и используются в промышленности разнообразные конструкции печей, из которых следует выделить два основных типа печей, отличающихся по способу работы и методу охлаждения [48, 49]. [c.31] Например, отверстия для водорода направлены под углом вверх, а отверстия для хлора - горизонтальные винтообразные для лучшего смешения водорода с хлором. Камера сжигания с восходящим потоком горения изготавливается также из импрегнн-рованного графита (коробона). [c.32] В некоторых конструкциях в верхних зонах сжигания устанавливают теплообменники различного типа для дополнительного охлаждения газов до 150-160 °С [50]. На рис. 2-7 представлена печь, состоящая из трех частей камеры сжигания 1, охлаждающего устройства 5 и перепускного канала 4, соединяющего камеру сжигания и охлаждающее устройство. Несущей конструкцией является стальной кожух 3, снабженный облицовкой для защиты от коррозии и сильного нагревания. Через горелку 2, находящуюся у основания камеры сжигания 1, обычным способом подаются газы для сжигания. Образующийся в печи хлористый водород при температуре выше точки росы выходит через отверстие для хлористого водорода. [c.32] В установке с нисходящим потоком горения диаметр камеры сжигания может быть уменьшен за счет применения внутреннего охлаждения, что снижает требуемую площадь теплопередачи и, следовательно, диаметр камеры. Мощность современных графитовых печей постоянно возрастает и в настоящее время достигает 65 т/сут (табл. 23) [48]. [c.33] Представляет интерес синтез хлористого водорода в графитовой горелке, которая погружена в соляную кислоту, находящуюся в стальном резервуаре. Резервуар футерован кислотоупорным кирпичом по слою резины (рис. 2-9). Температуру кислоты поддерживают несколько ниже равновесной, соответствующей кипению кислоты при данном парциальном давлении хлористого водорода в газе. Тепло горения и растворения отводят путем циркуляции кислоты через водяной холодильник. Непрореагировавшие водород и хлор перед отводом из аппарата разбавляют воздухом во избежание образования взрывоопасной смеси. [c.33] Недостаток способа - большой расход воды на охлаждение кислоты [51, 52]. [c.33] Вследствие большой экзотермичности реакция протекает без внешнего подвода тепла. [c.35] Процесс ведут в установке, показанной на рис. 2-10. Температура реакции зависит от сорта угля, наличия в нем примесей, являюидахся катализаторами (например, Ре20з)- При работе с активированным углем, коксом и древесным углем с примесью оксида железа в реакционной зоне должна поддерживаться температура 400-450 °С. Образующийся газ содержит 65-78% h6i, 15-18% СО2, 2-4% СО. [c.35] Вернуться к основной статье