ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Концентрирование серной кислоты из "Технология минеральных удобрений и кислот" При осушке газов, концентрировании азотной кислоты и во многих процессах органического синтеза в качестве водоотнимающего средства используется серная кислота. При этом ее возвращают в производство в виде разбавленной кислоты, которую для повторного использования в процессе необходимо концентрировать. [c.129] Процесс концентрирования серной кислоты состоит в удалении из нее части влаги при нагревании горячими газами. Аппараты, в которых проводится концентрирование, делятся на аппараты с непосредственным соприкосновением горячих газов и кислоты и аппараты с внешним обогревом (когда тепло передается кислоте через стенку). В последнем случае процесс ведут как при атмосферном давлении, так и в вакууме. [c.130] При использовании тепла обжигового газа в башенной системе также можно получить более концентрированную серную, кислоту (выше 75% Н2ЗО4). В случае применения такой кислоты в контактной системе можно увеличить выпуск олеума в 2 раза. [c.130] Если башенная кислота передается далее на концентрирование, уменьшают количество кислоты, подаваемой на орошение первой денитрационной башни, с тем, чтобы ее температура на выходе из башни составляла 200° С. В этих условиях в нижней части денитратора происходит интенсивное упаривание серной кислоты, в результате ее концентрация повышается. [c.130] При нагревании водных растворов серной кислоты изменяются составы жидкой и газовой фаз (см. рис. ИМ). Так, давление паров воды над нагретой разбавленной серной кислотой увеличивается, а содержание их в кислоте уменьшается (кислота при этом концентрируется). С возрастанием температуры и концентрации кислоты увеличивается и содержание паров Н2ЗО4 в газовой фазе. Состав газовой и жидкой фаз над 98,3%-ной кислотой одинаков. Следовательно, путем упаривания нельзя получить серную кислоту концентрацией выше 98,3%. [c.130] При соприкосновении горячего газа с кислотой создаются хорошие условия теплообмена. При этом кислота не доводится до кипения. [c.130] Наибольшее распространение получила установка для концентрирования серной кислоты в барботажных аппаратах. Она состоит из топки, барботажного концентратора и электрофильтра, последовательно соединенных между собой. Барботажный концентратор представляет собой барабанный аппарат в виде горизонтального цилиндра, разделенный поперечными перегородками на три камеры. Разбавленная серная кислота поступает в последнюю по ходу газа камеру, перетекает во вторую, затем в первую камеру и выходит в виде концентрированной кислоты. Горячие газы, тесно соприкасаясь е серной кислотой, движутся в обратном направлении (барботажный аппарат, см. стр. 308). [c.130] По мере перетекания из камеры в камеру кислота нагревается. Вследствие этого повышается давление паров воды над кислотой и повышается ее концентрация. В первой камере кислота имеет температуру около 250° С, в газовой фазе присутствуют пары H2SO4, которые при понижении температуры конденсируются в объеме во второй камере с образованием тумана. Для улавливания тумана служит электрофильтр улавливаемый в нем туман в виде конденсата возвращается в концентратор. В электрофильтре улавливается 6—13% серной кислоты от общей производительности концентрационной установки. [c.131] Температура газа, поступающего в первую камеру, составляет 800—900° С. Соотношение количеств воздуха и топлива, подаваемых в топку, должно обеспечивать полное сгорание топлива и необходимую температуру топочных газов. При неполном сгорании топлива серная кислота восстанавливается до SO2 (в присутствии примесей, обладающих восстановительными свойствами), что приводит к загрязнению. товарного продукта. [c.131] Барботажные аппараты отличаются большим сопротивлением, которое преодолевается за счет напора, создаваемого в топке. [c.131] Очистка газа от тумана в электрофильтрах связана со значительными затратами, так как на изготовление осадительных электродов (ферросилидовые трубы) расходуется дорогой металл кроме того, затрачивается электроэнергия. Обычно содержание тумана перед электрофильтром составляет около 40 г/м , очистка в электрофильтре производится до содержания тумана в отходящем газе 0,2—0,25 г/л . [c.131] Большой практический интерес представляет возможность очистки газа в э.пектрофильтрах меньшей мощности. Для этого необходимо регулировать процесс образования тумана с целью увеличения диаметра его капель, что может быть достигнуто изменением температурного режима в камерах. [c.131] Устайовки с барботажными концентраторами обладают малой производительностью, они громоздки и сложны. [c.131] Вентури. Вначале концентрируемая кислота поступает во вторую по ходу газа трубу Вентури и распыливается горячим газом, поступающим из первой по ходу газа трубы Вентури. В результате тесного соприкосновения газового и жидкого потоков кислота испаряется и в виде мелких капель уносится потоком газа в циклон, где осаждается. Упаренная на этой стадии кис10та подается в первую трубу Вентури, где происходит дальнейшее концентрирование кислоты при соприкосновении с горячими газами, поступающими из топки. Конденсат осаждается в циклоне, охлаждается в холодильнике и выдается в виде товарной продукции. [c.132] Преимуществом описываемой установки является ее интенсивность, которая дает возможность уменьшить температуру концентрирования (а следовательно, и расход топлива), степень разложения кислоты и количество образующегося тумана. [c.132] В установках с внешним обогревом концентрирование производится при кипячении Кислоты в закрытых котлах (ретортах) с отводом выделяющихся паров в дефлегматорную колонку, имеющую несколько тарелок. Пары поступают в нижнюю часть дефлегматора. На верхнюю тарелку (последняя-по ходу газа) подается концентрируемая серная кислота. Пары Н2504, соприкасаясь с кислотой на нижней тарелке, частично конденсируются с выделением тепла, за счет которого происходит концентрирование. Кислота стекает в реторту, а несконденсировавшиеся пары ее вместе с парами воды поступают на вторую тарелку, где опять протекают процессы частичной конденсации паров и упаривания серной кислоты. [c.132] Содержание паров Н2504 в отходящих газах регулируется режимом работы и количеством тарелок в дефлегматоре. Чем выше расположена тарелка, тем меньше газ содержит паров Нг504 и больше паров воды. [c.132] В вакууме кислота (как и любая другая жидкость) кипит при более низкой температуре, чем при атмосферном давлении. Вследствие большой разности температур меладу упариваемой кислотой и горячим газом повышается интенсивность установки. Кроме того, с понижением температуры снижается коррозия материалов. [c.132] Если серная кислота содержит органические примеси, то при снижении температуры и разрежении уменьшается степень ее восстановления. [c.132] Чем полнее происходит конденсация паров воды и ниже температура воды, поступающей в конденсатор, тем глубже создаваемый в аппарате вакуум и тем выше концентрация кислоты, выходящей из вакуум-концентратора. [c.133] Вернуться к основной статье