ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация сульфата аммония из маточного раствора. Условия получения крупнокрисаллического сульфата аммония из "Улавливание и переработка химических продуктов коксования" Кристаллизация сульфата аммония из маточного раствора— такой же важный элемент сатураторного процесса, как и тепловое равновесие. Схематически процесс кристаллизации можно себе представить состоящим из двух стадий — образования центров кристаллизации (зародыш ей) и дальнейшего роста кристаллов. [c.137] Образованию большого числа центров кристаллизации способствует высокая температура маточного раствора, повышенная концентрация кислоты, быстрое достижение насыщенного состояния (например, при быстром охлаждении), а также наличие так называемой затравки, т. е. кристаллов, пыли и других приме-с ей. [c.138] Рост образовавшихся центров кристаллизации зависит в основном от скорости оседания на поверхности кристалла растворенного вещества и от продолжительности пребывания образовавшихся кристаллов во взвешенном состоянии в маточном растворе, так как выпавшие на дно кристаллы уже расти не будут. [c.138] Скорость оседания растворенного вещества на поверхности кристаллов в значительной степени определяется скоростью его диффузии (проникновения) к поверхности кристалла через пограничную пленку. Сопротивление диффузии ограничено тонкой пленкой на поверхности кристалла, так как во всей остальной масс е концентрация растворенного вещества равномерна. Незначительная вязкость и интенсивное перемешивание ослабляют сопротивление пленки высокая вязкость и слабое перемешивание уменьшают скорость роста кристаллов, так как образующаяся на поверхности кристаллов пленаа обладает увеличенным сопротивлением и создает неравномерную концентрацию раствора, приче.м у поверхности кристалла концентрация растворенного вещества оказывается меньшей, чем во всей массе раствора. Уменьшение градиента концентрации между раствором и пленкой приводит к уменьшению скорости диффузии. [c.138] Теория процесса кристаллизации не разработана еще до такой степени, чтобы влияние всех факторов могло быть выражено в виде количественных закономерностей. [c.138] Наиболее желательно поддерживать такую кислотность ван ны, при которой свободная серная кислота составляет не более 1—2%. Однако при такой низкой концентрации кислоты возможны проскоки аммиака, т. е. потери. Кроме того, в местах сопри-коснов ения газа с кислотой, т. е. непосредственно на линии барботажа, отлагаются соли. Образующиеся кристаллы плохо растворяются в растворе с низкой концентрацией кислоты и препятствуют нормальному барботажу газа. Поэтому кислотность ванны обычно поддерживают на уровне 4—6%. Однако и в этом случае для достижения равномерной кислотности раствора и отсутствия отложений соли на внутренних поверхностях сату-ратора необходимо интенсивно перемешивать маточный раствор путем его циркуляции. [c.139] Интенсивное перемешивание осуществляется циркуляционным насосом, который в течение часа должен перекачивать не менее 100—150 раствора, что значительно превышает емкость ванны сатуратора. Чем больше раствора перекачивает насос, тем лучшие условия создаются для роста кристаллов. [c.139] Приведенные данные наглядно показывают значение интенсивности перемешивания. [c.140] Интенсивное перемешивание верхних слоев маточного раствора в ванне сатуратора достигается особой конструкцией барбо тажного устройства (рис. 31). К нижней поверхности барботаж-ного зонта по всей его окружности прикрепляется 50 направляющих лопаток, расположенных под некоторым постоянным углом к поверхности зонта. Вследствие такого расположения направляющих лопаток коксовый газ, кроме перемешивания раствора при барботаже вверх, приводит его также во вращат ельное движение. В результате такого вращения раствора содержащиеся в нем кристаллы длительное время поддерживаются во взвешенном состоянии. [c.140] В нижней части сатуратора, как уже указывалось, раствор перемешивается циркуляционным насосом. Чем больше раствора перекачивает насос, тем интенсивнее происходит перемешивание. Для получения крупнокристаллического сульфата аммония необходимо, чтобы циркуляционный насос перекачивал в час не менее чем тройное количество содержащегося в сатураторе раствора. [c.140] Для перев ода сульфата в бисульфат маточный раствор подкисляют, т. е. подают такое количество кислоты, чтобы кислот-яость раствора составила 12—15%- При этом сульфат аммония лереходит в бисульфат аммония и растворяется в маточном растворе. Подобную промывку аппарата приходится делать периодически. В течение некоторого времени после промывки сульфат не выпадает и нaчинaef выпадать снова только после снижения кислотности до 10—11%. [c.141] Промывка сатуратора неизбежно связана с получением мелкокристаллического сульфата аммония, так как кристаллизация начинается при высокой кислотности маточного раствора. Чем интенсивнее циркуляция раствора, feм равномернее его-концентрация, тем меньше откладывается соли в сатураторе и реже приходится увеличивать кислотность маточного раствора и промывать аппарат. [c.142] На отдельных коксохимических заводах технологический режим и эксплуатация сатураторов организованы таким образом, что длительное время обходятся без промывки сатуратора путем значительного повышения кислотности маточного раствора. [c.142] Вернуться к основной статье