ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конденсация в барботажных аппаратах из "Производство серной кислоты из сероводорода по методу мокрого катализа" В аппаратах барботажного типа конденсация паров серной кислоты при повышенной температуре, требуемой для меньшего туманообразования, осуществляется при прохождении газовой смеси через слой жидкости. В таких аппаратах конденсация паров серной кислоты происходит на внутренней поверхности образующихся при барботаже газовых пузырьков, что позволяет существенно упростить аппаратурное оформление процесса конденсации. [c.99] На рис. 21 изображена схема процесса конденсации серной кислоты в пузырьке газа по мере того, как пузырек поднимается снизу вверх через слой кислоты. [c.99] Температура внутренней поверхности пузырька ниже температуры газа, поэтому в результате теплоотдачи газ охлаждается. С понижением температуры равновесие реакции (III, 3) смещается в сторону образования паров серной кислоты, выделяющееся при этом тепло также передается внутренней поверхности пузырька. Таким образом, тепло охлаждающегося газа и тепло образования паров серной кислоты передается кислоте, заполняющей конденсатор. Отвод тепла производится при помощи холодильников, устанавливаемых внутри конденсатора, или путем добавления в конденсатор холодной кислоты или воды. [c.99] При отводе тепла путем подачи в конденсатор воды или серной кислоты, менее концентрированной, чем в конденсаторе, тепло передается внутренней поверхности пузырька и расходуется на испарение воды, диффундирующей к поверхности кислоты из общей ее массы. При этом температура кислоты выше температуры внутренней поверхности пузырька, так как при подаче воды выделяется тепло разбавления, которое передается поверхности пузырька, а затем расходуется также на испарение воды. В результате газовая смесь обогащается парами воды. В зависимости от температуры поступающего газа и количества серного ангидрида в нем содержание паров в газе может быть весьма значительным (более 25%). [c.100] Процесс конденсации серной кислоты в барботажных аппаратах изучался в лабораторных и полузаводских условиях. В лабораторных опытах газовую смесь, содержащую пары Нз504, пропускали через слой серной кислоты при разной температуре и концентрации кислоты и определяли количество паров серной кислоты, конденсировавшихся при прохождении газа через слой кислоты. [c.101] В табл. 28 представлены результаты проведенных опытов. [c.103] Из данных таблицы видно, что содержание водяных паров в газе при указанной концентрации 50з (6,5% и 5,5%) не влияет на степень конденсации паров Н2504, но заметно сказывается на концентрации продукционной кислоты. [c.103] Для повышения концентрации кислоты процесс конденсации следует проводить при более высокой температуре. [c.103] Заводские опыты конденсации серной кислоты в барботажных аппаратах с подачей воды в конденсатор для охлаждения серной кислоты проводились на установках, смонтированных по схеме (рис. [c.103] Концентрация кислоты в камерах зависит от ее температуры, которую регулируют непрерывным добавлением в каждую камеру определенного количества воды. При испарении воды поглощается большое количество тепла и температура в конденсаторе снижается. Пары воды вместе с отходящими газами отводятся в атмосферу. [c.104] Условия проведения процесса (скорость газа в барботажных трубах, глубина барботажа, число ступеней конденсации и др.), при которых достигается заданная степень конденсации паров серной кислоты в барботажном конденсаторе, определяют обычными методами , учитывая, что в процессе охлаждения газа дополнительно выделяется тепло образования паров серной кислоты по реакции (П1, 3). Однако такие методы расчета процессов массопередачи могут быть применены в тех случаях, когда пересыщение конденсирующихся паров не превышает критической величины, т. е. если 5 5кр. Определение величины возникающего пересыщения пара 5 в рассматриваемом случае особенно важно, так как пары серной кислоты легко конденсируются в объеме с образованием устойчивого тумана. В связи с этим при расчете процесса конденсации паров серной кислоты необходимо установить пересыщение пара, возникающее в различных стадиях процесса, чтобы определить границу применимости обычных формул расчета процесса мa oпepeдa iи. [c.104] В первых двух камерах конденсатора температуру кислоты целесообразно поддерживать в таких пределах, чтобы возникающее пересыщение паров серной кислоты было ниже критического и чтобы пары конденсировались на поверхности без образования тумана. В третьей камере температура серной кислоты понижается настолько, что ее пары конденсируются практически полностью (содержание паров серной кислоты в отходящем газе обычно ниже санитарной нормы). Но часть паров в этих условиях конденсируется в объеме с образованием небольшого количества тумана серной кислоты. [c.104] Однако при повышении температуры кислоты в третьей камере образуется крупнодисперсный туман, что облегчает его выделение в фильтрах. [c.104] Расчет процесса конденсации паров серной кислоты в барботажном конденсаторе и определение возникающего пересыщения могут быть проведены довольно сложным методом послойного расчета (стр. 90). Ниже приводится приближенный, более простой метод расчета, достаточно точный для практических целей. [c.104] При подъеме в кислоте пузырек газа встречает все новые слои кислоты, температура которых может быть принята постоянной (в первом приближении). Поэтому для расчета процесса конденсации паров серной кислоты в барботажных аппаратах могут быть использованы уравнения (П1, 36) и (П1, 37) после интегрирования их при постоянных значениях и р . Влияние-выделяющегося тепла образования паров серной кислоты учитывается введением поправки на Ы, определяемой по уравнению (IV, 18), как при расчете процесса конденсации в трубе (стр. 96). Расчет состоит в последовательном определении температуры кислоты в каждой камере конденсатора. Концентрация кислоты в первой камере должна соответствовать требованиям ГОСТ 2184—43 (не менее 93% НгЗО . [c.105] Примерный приближенный расчет проведен для первой камеры барботажного конденсатора. Состав газа указан в табл. 25 (стр. 90), количество его увеличено в 215 раз в соответствии с принятой в данном расчете производительностью аппарата—1 т Н2804 в час. Тепло отводится путем испарения воды, добавляемой в каждую камеру. В данном приближенном расчете не учитывается изменение объема газа в процессе конденсации паров. [c.105] Парциальное давление паров 50з ( ). . 40,3 мм рт ст. [c.105] Принимаем, что разность температуры газа по выходе из первой камеры и температуры кислоты в этой камере составляет —/ .= 10°. Такие условия, Обычно существующие в конденсаторах и барботажных концентраторах сер ной кислоты на заводских установках, достигаются при соответствующей скорости газа в барботажных трубах и достаточной глубине их погружения. [c.105] Давление насыщенного пара серной кислоты находим по уравнению (ТП, 34), подставляя в него коэффициенты, приведенные в табл. 22 (стр. 62). [c.105] Так как в этих условиях 5 5кр. (см. рис. 11, стр. 64), то возможность образования тумана исключается. [c.106] Вернуться к основной статье