ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ из "Технология серной кислоты" Серная кислота в больших количествах находит применение как водоотнимающее средство при концентрировании азотной кислоты, в производстве нитроцеллюлозы, при нитровании углеводородов, для осушки промышленных газов, при очистке нефтепродуктов, в производстве синтетических спиртов и во многих других производствах. При этом образуется разбавленная серная кислота, которую затем концентрируют упариванием или смешивают с более крепкой кислотой или с олеумом с целью получения кислоты нужной концентрации. [c.301] Разбавленные растворы серной кислоты можно концентрировать простым упариванием, так как при температуре кипения ее вплоть до содержания в растворе примерно 80% Нг504 в пары выделяется практически только вода. Теоретически упариванием водных растворов можно получить серную кислоту концентрацией 98,3% (азеотропная смесь), практически же концентрацию кислоты доводят не более чем до 96%. С повышением концентрации раствора серной кислоты температура кипения его непрерывно повышается. Но она резко уменьшается с понижением давления. Это дает возможность, применяя разрежение, обеспечить большую разность температур между упариваемой кислотой и теплоносителем. [c.301] Установка с концентратором капельного типа. Установка состоит из двух распыливающих аппаратов, имеющих форму труб Вентури. Схема установки изображена на рис. 97. [c.302] Концентрируемая кислота поступает через дозатор во вторую (по ходу газа) трубу Вентури. Затем в циклоне кислота сепарируется и самотеком направляется в концентратор, выполненный также в виде трубы Вентури. Сконцентрированная до 92,5—95% серная кислота отделяется в циклоне и при 180—220 °С стекает в холодильник. Горячий топочный газ, при помощи которого происходит дробление жидкости на капли размером 100—400 мкм и упаривание кислоты, поступает в концентратор Вентури при 850—900 °С. В трубе он охлаждается до 220—230 °С и выходит из второго циклона при температуре 150 °С. Воздух в установку подается высоконапорной воздуходувкой, создающей перед топкой напор 1700 мм вод. ст. (166,8 кПа). Скорость газового потока в концентраторе около 150 м/с. [c.302] Капельный концентратор Вентури состоит из двух усеченных конусов разной длины, общая длина трубы 2500 мм. Диаметр горловин 1300 мм, диаметр отверстий на входе и на выходе газов жидкостной смеси 650 мм. Корпус аппарата выполнен из листов углеродистой стали толщиной 10 мм и внутри имеет футеровку толщиной 130 мм из кислотоупорного кирпича. В качестве подслоя под футеровку укладывается листовой свинец, а на участке со стороны входа газа, где наиболее высокая температура, труба гомогенно освинцовывается на толщину 3 мм. Подача разбавленной серной кислоты в трубу Вентури производится при помощи четырех сопел, расположенных на периферии конфузора. За работой этих сопел наблюдают через смотровые окна, установленные на газоходе перед трубой. Для охлаждения труба Вентури снабжена водяной рубашкой. [c.302] Производительность установки составляет 350 т/сут. При работе на мазуте содержание тумана серной кислоты в газах после концентратора составляет 5—8 г/м , на газообразном топливе— всего до 1—3 г/м . При этом в выхлопных газах перед электрофильтром содержится до 0,7—0,5 г/м тумана серной кислоты. [c.303] Установка с трубой Вентури является компактной, и более высокопроизводительной и требует меньших капитальных затрат по сравнению с установкой с барботажными концентраторами. [c.304] ествление процесса при больших скоростях газового потока позволяет вести концентрирование на незначительном, весьма коротком расстоянии от сопел, а также избежать перегрева кислоты и выводить ее из аппарата при более низкой температуре, чем в барботажных концентраторах. Благодаря этому снижаются расход топлива на концентрирование и расход воды на охлаждение продукционной кислоты. Более низкая температура кислоты уменьшает степень ее разложения и туманообразование, что облегчает очистку газа. [c.304] Установки с погружными горелками. Такие установки получили применение прежде всего для упаривания очень разбавленной серной кислоты до средней концентрации (55—75% Н2504). В случае необходимости дальнейшее концентрирование производят в установках другой конструкции, так как применение погружного горения приводит к разложению серной кислоты. [c.304] Такой способ сжигания топлива нашел применение в установках английской фирмы Нордак и в нашей промышленности для упаривания гидролизной серной кислоты, являющейся отходом производства диоксида титана (титановых белил). Схема установки представлена на рис. 98. [c.305] Раствор гидролизной серной кислоты, содержащей, например, 16% Н2504, 8,5% Ре504, I—1,5% 11804, 2—3% прочих сульфатов (остальное вода), при температуре 80 °С из сборника центробежным насосом перекачивают в ванну оросительного теплообменника, где он циркулирует при помощи-насоса, который подает ее на орошение. В этом теплообменнике, изготовленном из свинцовых труб, орошающий раствор гидролизной кислоты частично упаривается (до 24% НгЗО ) за счет тепла парогазовой смеси, поступающей-из концентратора. Парогазовая смесь при температуре 120 °С поступает в-трубы оросительного теплообменника, где охлаждается до 80 °С и далее уходит в вытяжную трубу. [c.305] Отстойник в нижней части аппарата имеет рубашку для охлаждения пульпы, поступающей в центрифугу. Полученные кристаллы выгружаются на транспортер и попадают в сушилку для получения сухой соли. Концентратор рис. 99 представляет собой сосуд с коническим дном, изготовленный из углеродистой стали. Внутри аппарат гуммирован кислотостойкой резиной и футерован кислотоупорным кирпичом. Погруженные в жидкость горелки закреплены на крышке концентратора. [c.305] Камера сгорания имеет огнеупорную футеровку. Смешению горючего газа с воздухом способствует завихритель. Вокруг горелки размещают циркуляционную трубу с прямоугольным отверстиеи в верхней части. Ее устанавливают на аппарате с таким расчетом, чтобы расстояние между уровнем кислоты и нижним концом погруженной трубы горелки было около 670 мм. Горячие газы при температуре 1300—1400 °С из горелки барботируют через раствор, поднимаются в кольцевое пространство между трубой и горелкой,, и выбрасываются через прямоугольные отверстия циркуляционной трубы при этом тепло, отдаваемое газами при охлаждении их до 125 °С, расходуется на выпаривание воды из кислоты и нагрева поступающего раствора. [c.305] Установка снабжена средствами автоматизации, обеспечивающими постоянство уровня раствора в ванне оросительного теплообменника (изменением подачи гидролизной кислоты), постоянство уровня раствора в концентраторе (путем регулирования выхода раствора из отстойника) и стабилизацию температуры в концентраторе (с помощью регулирования подачи исходной кислоты из ванны оросительного теплообменника). Регулирование подачи газа производится в зависимости от уровня в дозировочном устройстве и корректируется с соблюдением необходимого соотношения газа с воздухом. Автоматический контроль безопасности горения осуществляется с помощью фотоэлектрического прибора, который контролирует наличие факела в камере сгорания. В случае погасания пламени прибор отсекает подачу газа. [c.305] Отходящие из установки газы содержат 0,3 г/м ЗОг и ОЛ г/м НгЗО . [c.306] За счет влаги колчедана и воздуха в систему на 1 т Нг804 поступает с обжиговыми газами около 60 кг воды. Недостающее количество воды (500—60=440 кг) обычно в систему добавляется. [c.306] Смешение кислот. В некоторых случаях целесообразно получать серную кислоту нужной концентрации смешением более концентрированной кислоты с менее концентрированной. [c.306] Номограмма для определения общего количества тепла для концентрирования кислоты (1 ккал=4,1868 кДж). [c.307] Вернуться к основной статье