Файл: Миниович, М. А. Производство аммиачной селитры.pdf

Напомним, что ионы представляют собой заряженные частицы пли группы частиц с избытком или недостатком электронов по сравнению с нейтральными атомами. Являясь химически активны­ ми частицами, ионы вступают в различные реакции с атомами, мо­ лекулами и между собой.

Большинство ионитов — лриродные или искусственные соедине­ ния (их также называют ионообменниками). В промышленности применяются (Главным образом искусственные ионнты — ионооб­ менные смолы, отличающиеся высокой поглотительной способ­ ностью, механической прочностью и химической устойчивостью.

По типу химических групп в своем составе иониты подраз­ деляются на катиониты — материалы, способные обменивать ка­ тионы, которыми они «заряжаются» при регенерации, на анионы, содержащиеся в растворе; аниониты — материалы, способные об­ менивать анионы, которыми они «заряжаются» при регенерации, на катионы, содержащиеся в растворе.

Иониты могут применяться в статических и динамических ус­ ловиях. В промышленности иониты почти всегда применяют в динамических условиях.

Ионный обмен происходит в эквивалентных отношениях и в большинстве случаев является обратимым. Количество катионов или анионов, поглощенных ионитом из пропущенного через него раствора до установления равновесия, характеризует обменную способность ионита в статических условиях.

ных извлекать ионы из раствора или отдавать их в раствор. Так, сульфо-феноло-формальдегидный катионит (КУ-1) имеет емкость 1,6—2,8 мг-экв/г, а сульфополистирольный катионит (КУ-2) 2,8— 4,75 мг-экв/г, считая по NaCl.

В последние годы созданы иониты, которые способны погло­

аппаратуры, тем меньше затраты энергоресурсов и т. п. Извлечение ионов из растворов осуществляют, пропуская по­

следние через фильтры с зернами ионитов, имеющих размеры 2— 0,3 мм и влажность 45—50%. Для очистки конденсатов соковых

136

паров ионитные фильтры часто соединяют последовательно: два с катионитом и два с аммонитом.

Фильтр — цилиндрический аппарат со сферическим днищем и крышкой; он выполняется из двухслойной стали или углеродистой стали, покрытой изнутри несколькими слоями антикоррозионного материала, например, полиизобутиленом. Размеры фильтров: диа­ метр 2000—2500 мм, высота 2000—4800 мм.

номерной подачи «онденсатов и растворов в фильтр, для взрыхле­ ния ионнтов при регенерации и предотвращения их уноса потоками жидкости.

Основы ионного обмена в нашем случае можно свести к сле­ дующему. Для извлечения из растворов катионов проводится кашо-

бо другим катионом. При Н-катионировании катион соли раствора обменивается на водород-ион и соль превращается в соответствую­

кающие процессы обмена ионами можно изобразить следующим образом:

Катионирование

(Кат.) Н + NH4 N03 1—> (Кат.) NH4 + HN03

(Кат.) Н + Ш 4 О Н ~—> (Кат.) NH4 + Н, 0

(Кат.) NH4 + HN03 : » [регенерация] (Кат.) Н -f NH4 N03 Анионирование

с катионитом, а затем на фильтрах с анионитом. После этого филь­ тры обоих типов подвергают регенерации, которая состоит из сле­ дующих операций: в течение 15 мин исшиты взрыхляют потоком промывной воды, подаваемой в фильтр снизу 'вверх, опускают про­ мывные воды для предотвращения разбавления регенератора, по­ дают в фильтр регенерационные растворы в течение примерно 1 ч, спускают их и далее отмывают катионит чистым конденсатом.

Процесс фильтрования продолжают до истощения емкости ка­ тионита, что определяется проскоком иона аммония (1 мг/л), и ис­ тощения емкости анионита (до 2 мг/л аниона N 0 3 ) .

137

Для восстановления обменной способности Н-катионитового фильтра применяют 15—20%-иый раствор азотной кислоты, а фильтра с аммонитом — 10%-ный раствор аммиачной воды.

Растворы, получаемые при регенерации ионитов, перерабаты­

получается сравнительно чистый конденсат, который используется главным образом для питания абсорбционных колони (башен) азотнокислотного производства.

На рис. 44 представлена одна из конструкций тарельчатого промывателя, применяемого для очистки соковых паров.

Промыватель представляет собой цилиндрический аппарат диа­ метром 2170 мм и высотой 4145 мм; выполнен из листовой стали Х18Н9Т. В нижней части промывателя над тангенциальным вво­ дом соковых паров расположена ситчатая тарелка с отверстиями диаметром 2 мм и шагом между ними 6 мм.

Тарелка орошается продукционной азотной кислотой, подавае­ мой через боковой штуцер; постоянный уровень жидкости поддер-

138