ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение сульфита натрия сухим способом из "Технология сульфитов" В работе [72, с. 91-101] изучена возможность получения сульфитных солей и в отсутствие конденсации паров воды на частицах соды. Этот процесс предложено вести с применением сернистого газа, насьш1енного водяными парами при температуре 30-50 °С, и соды, предварительно увлажненной до 25-30%. [c.67] Описанные выше работы не были завершены из-за трудностей в аппаратурном оформлении процесса. Лищь применение аппаратов кипящего слоя позволило ряду исследователей [73-75] решить технические вопросы по промышленному применению сухого способа получения сульфитных солей натрия. Применительно к аппаратам КС [72 73 74, с. 56-71] было найдено, что максимально допустимое увлажнение соды при взаимодействии ее с ЗОг составляет 13-14%. Увеличение влажности соды более этого предела приводило к переувлажнению продуктов реакции в слое и ухудшению процесса псевдоожижения. Причем при одинаковой скорости реакции чем выше влажность соды, тем ниже требуемая температура насыщения газа водяными парами, и наоборот. Однако в любом случае ЗОг необходимо увлажнять, так как сухой газ подсушивает соду прежде, чем она вступит во взаимодействие. Так, для соды с влажностью 13-14% достаточно насьпцения газа водяными парами при 20-30 °С. Дальнейшее увеличение температуры на-сьш ния газа водяными парами почти не влияло на скорость процесса. [c.67] Были определены гидродинамические параметры процесса псевдоожижения скорость псевдоожижения при пылеуносе 15%-0,25-0,35 м/с, сопротивление слоя-08-1,2 кПа на 1 см высоты слоя. Взаимодействие соды с сернистым ангидридом значительно упрощается при увлажнении реакционной массы жидкостью, диспергированной непосредственно в кипящий слой, и одновременной подаче увлажненного сернистого газа [75, 76]. В этом случае параметры процесса практически не отличались от параметров процесса, приведенных в работах [73 74, с. 56-71 77]. [c.67] Однако, как видно из рис. 7, химизм этого процесса более сложен -[78, 79]. [c.68] К моменту накопления максимального количества сульфита натрия (около 75%) в реакционной массе присутствует до 18% пнросульфита натрия и остается около 10% непрореагировав-щей соды. При этом степень поглощения 50з из газа составляет 90-92%. Таким образом, получить чистый сульфит натрия прямым взаимодействием соды с сернистым ангидридом практически невозможно. [c.68] Образующийся продукт представляет собой смесь сульфита и сульфата натрия и сОды. При низкотемпературном способе взаимодействие соды с сернистым ангидридом ведут в аппарате кипящего слоя при 50-60 °С [реакции (8)-(14)] и образующийся продукт содержит смесь сульфита, пнросульфита и сульфата натрия и соды. [c.69] В обоих способах лимитирующей стадией является диффузия газа внутрь частицы соды. Коэффициент диффузии при высокотемпературном способе равен ) = (4-6)-10 см с [81], при низкотемпературном-Г) = 2,24-10 см /с [82, с. 146-158, т. е. низкотемпературный процесс значительно интенсивнее высокотемпературного. В низкотемпературном процессе скорость диффузии приближается к скорости диффузии газа в водных растворах (например, коэффициент диффузии СО2 в водных растворах при 18°С ) = 1,46 -Ю см с) [6, с. 543]. [c.69] Стабилизировать выход продукта со строго стехиометрическим соотношением соды и пиросульфита натрия весьма затруднительно, так как на процесс влияют колебания как технологических, так и гидродинамических параметров. Чтобы исключить избыточное содержание соды в продукте, приведенную выше реакцию необходимо проводить при большем содержании пиросульфита натрия, чем это требуется по стехиометрии. Такому условию соответствует продукт с максимальным (до 75%) содержанием сульфита натрия, до 10% соды и до 18% пнросульфита натрия (см. рис. 7). По завершении реакции продукт будет содержать избыток пнросульфита натрия. Последний, как уже отмечалось, термически неустойчив и при 150-170 °С разлагается. Таким образом, производство сульфита натрия сухим способом в аппаратах КС должно включать ряд стадий [76, 83]. [c.70] Принципиальная технологическая схема промышленного производства безводного технического сульфита натрия представлена на рис. 9. Она включает следующие стадии. [c.70] Аппаратурное оформление 2-й, 3-й и 4-й стадий не представляет сложности, так как используются широко распространенные в промышленности двухвальные шнековые смесители непрерывного действия, реактор КС периодического, полунепрерывного и непрерывного действия, обычные абсорбционные аппараты. [c.72] Аппаратурное оформление 1-й стадии достаточно сложное и потребовало разработки аппарата КС [82, с. 183 84 85] специальной конструкции (рис. 10). В конструкцию опытнопромышленного многосекционного аппарата КС предусмотрено перекрестное движение фаз, имеются транспортирующие и очистные шнековые устройства, установленные в желобообразном газораспределителе. Такая конструкция аппарата позволила проводить процессы при увлажнении кипящего слоя. [c.72] Реакционная зона (зона псевдоожижения) имеет постоянное прямоугольное сечение. Геометрические размеры реакционной зоны определяются диаметром шнека, высотой и протяженностью кипящего слоя. Реакционная зона аппарата разделена вертикальными перегородками на ряд секций. Перегородки препятствуют перемешиванию материала между секциями. Материал передвигается из секции в секцию только с помощью щнека через гидрозатвор. [c.73] В верхней части корпуса реактора расположена сепарацион-ная зона-зона надслойного пространства, от размеров которой зависит унос частиц из слоя. Так, пылеунос 8-10% был достигнут при высоте сепарационной зоны 150( -2000 мм и переменном сечении с углом конусности, равным 6°. [c.73] Вернуться к основной статье