ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предотвращение образования тумана при конденсации пара в трубчатых и барботажных аппаратах из "Теоретические основы образования тумана при конденсации пара Издание 3" Наиболее простой и доступный способ предотвращения тумана в трубчатых конденсаторах состоит в повышении температуры поверхности конденсации Тг (стр. 156) при этом уменьщается отношение (5.21) и, следовательно, снижается величина S. [c.212] Рассмотрим в качестве примера процесс конденсации серной кислоты в трубчатом конденсаторе (см. рис. 5.6). Этот процесс широко осуществляется в различных областях техники. Например, при получении серной кислоты методом мокрого катализа 2, а также при замене абсорбции серного ангидрида конденсацией серной кислоты при производстве серной кислоты классическим контактным методом 2 . [c.212] В полузаводских и в первых промышленных установках производства серной кислоты методом мокрого катализа небольшой производительности применялись фарфоровые трубы, которые располагались концентрически в стальных трубах большего диаметра кольцевое пространство между трубами заполняют песком. В межтрубном пространстве конденсатора находится кипящая вода. С увеличением толщины слоя песка повышается температура поверхности конденсации опытным путем определяют условия, исключающие образование тумана. [c.212] В настоящее время конденсаторы для серной кислоты выполняют из кислотостойких металлических труб или стальных труб, покрытых защитным слоем. В межтрубном пространстве также находится кипящая вода, но при повышенном давлении. Изменяя давление, поддерживают необходимую температуру поверхности конденсации. Так, при возрастании давления от 3 до 5 атм температура кипения воды изменяется от 133 до 151 °С. [c.212] Процесс конденсации серной кислоты целесообразно проводить в нескольких последовательно расположенных трубчатых аппаратах, число которых зависит от состава паро-газовой смеси и концентрации получаемой серной кислоты. [c.212] Из рис. 5.25 и табл. 5.12 видно, что интенсивность конденсации в конденсаторе III очень низкая — 0,17 кг-м- -ч- (при давлении пара серной кислоты в отходящих газах 0,06 мм рт. ст. или содержании 350 мг-м ). Приведенная интенсивность в аппарате III в 50 раз ниже, чем в конденсаторе 1. Интенсивность еще более снизится, если увеличить поверхность конденсатора III и обеспечить содержание серной кислоты в отходящих газах менее 100 мг-м . В этом случае газы могут быть выведены в атмосферу без предварительной очистки. При заполнении трубного пространства конденсаторов II и III насадкой интенсивность процесса может быть значительно повышена, особенно в конденсаторе III, поскольку в нем значение 5 изменяется по длине трубы от 2 до 4. [c.214] В связи с низкой интенсивностью процесса в конденсаторе III практический интерес представляет замена его более простыми и дешевыми аппаратами, в которых процесс осуществляется при больших скоростях с образованием тумаНа (в башнях с насадкой, в барботажных аппаратах, в трубах Вентури и др.), с последующей очисткой газа от тумана в фильтрах. [c.214] Применение трубчатого конденсатора для рассматриваемого процесса повышает его экономичность, так как при этом в качестве побочного продукта получается пар (более 1 т на каждую тонну серной кислоты). Однако в конденсаторе III выводится около 5% всего тепла, поэтому замена конденсатора III другим аппаратом практически не отразится на количестве получаемого пара. [c.214] Как видно из рис. 5.25, в конденсаторах II и 111 возникающее пересыщение пара 5 приближается к 5кр (кривые 3 и 4) на коротком участке конденсационных труб. Между тем поднятие кривой 3 (путем снижения температуры поверхности конденсации tn. к) означает повышение интенсивности процесса. Например, при понижении tn.K в конденсаторе III на участке от L = 8 и до конца трубы со 120 до 100 °С уменьшается содержание пара серной кислоты в отходящих газах почти в два раза. [c.214] Большим достоинством барботажных аппаратов является их высокая интенсивность, достигаемая за счет большой скорости газового потока, а также благодаря тому, что газовый поток разбивается на большое число пузырьков, поверхность которых обновляется по мере того, как они продвигаются снизу вверх через слой жидкости. [c.214] Барботажные аппараты применяются для промывки и охлаждения газов, абсорбции газообразных веществ жидкостями, конденсации паров и др. Широкое применение они получили для концентрирования фосфорной и серной кислот, причем устройство барботажных концентраторов для фосфорной и серной кислот аналогично. Весьма сходны также условия концентрирования этих кислот, так как их температуры кипения близки. [c.214] Из первой камеры газы, охлажденные до 250—260 °С, поступают по барботажным трубам во вторую камеру и здесь барботируют через слой серной кислоты. Пар серной кислоты, поступающий с газами из первой камеры, конденсируется во второй камере на поверхности серной кислоты, имеющей более низкую температуру (130—150°С). При этом создаются условия, при которых основное количество пара серной кислоты конденсируется в объеме с образованием тумана. [c.215] Для выделения тумана отходящие газы направляются в электрофильтр 3. [c.215] Количество серной кислоты, накапливающейся в электрофильтрах, составляет 15—20% от общего количества кислоты, поступающей на концентрирование. Стоимость электрофильтра составляет около 35% общей стоимости концентрационной установки, поэтому большое практическое значение приобретает создание условий, исключающих образование тумана при концентрировании серной кислоты или обеспечивающих образование крупных капель тумана (за счет чего может быть снижена мощность электрофильтров). [c.215] На рис. 5.27 изображена схема процесса конденсации пара серной кислоты в пузырьке газа, по мере того как пузырек поднимается снизу вверх через слой кислоты во второй камере концентратора. [c.215] Температура внутренней поверхности пузырька ниже температуры газа, поэтому в результате теплоотдачи газ охлаждается. Передаваемое тепло расходуется на испарение воды, диффундирующей к поверхности кислоты из общей ее массы, в результате чего газовая смесь обогащается паром воды. Температура и концентрация серной кислоты остаются постоянными, поскольку во вторую камеру концентратора непрерывно поступает менее концентрированная кислота, а избыток кислоты из второй камеры перетекает в первую. [c.215] При подъеме пузырек газа встречает все новые и новые слон кислоты, поэтому температура внутренней поверхности пузырька, на которой происходит конденсация пара серной кислоты, может быть принята постоянной на всем пути движения пузырька. В связи с этим для расчета процесса конденсации в барботажных ап паратах могут быть использованы уравнения (5.7) и (5.8). [c.216] Расчеты для двухкамерного концентратора показывают , что возникающее пересыщение пара серной кислоты во второй камере сильно возрастает из-за резкого снижения температур, поэтому основное количество пара серной кислоты конденсируется в объеме с образованием тумана. [c.216] В табл. 5.13 и на рис. 5.28 приведены данные об изменении показателей процесса конденсации в пузырьке газа по мере продвижения его по кислоте во второй камере и снижения температуры содержащегося в нем газа. [c.216] Поскольку концентрация кислоты во второй камере мала, количество пара серной кислоты в газовом потоке невелико, и давление насыщенного пара значительно ниже, чем в первой камере (в первой камере оно составляет 8,4, во второй — 0,17 жж рг. сг.). При смешении обоих потоков (после прохождения через слой кислоты) содержание тумана серной кислоты в газовой смеси будет меньше, чем в случае, когда горячий газ не добавляется. [c.218] Вернуться к основной статье