Файл: Амелин, А. Г. Производство серной кислоты учебник.pdf

простейшей установки котла-утилизатора с принудительной цирку­ ляцией. Из охлаждающих элементов 8 и из кипятильных труб 6 в барабан-сепаратор 5 поступает пароводяная эмульсия. Пар из се­ паратора 5 попадает в пароперегреватель 3 и отсюда при 430—450° С передается потребителям. Горячую воду, отделенную в сепараторе, циркуляционный насос 7 вновь направляет в охлаж­ дающие элементы 8 и кипятильные трубы 6. Поступающая в сепа­ ратор 5 вода предварительно очищается, нагревается и подвергает­

'~ар металла на 1 т получаемого пара

иудобны для использования теп-

тальный цилиндрический котел с решетчатыми днищами, в которые ввальцованы трубы диаметром 100—150 мм. По трубам движется обжиговый газ, выходящий из печи КС, а в межтрубном простран­ стве находится вода. Накапливающийся в верхней части котла во­ дяной пар поступает в охлаждающие элементы, расположенные в кипящем слое печи КС, нагревается до 430—450° С и направляет­ ся потребителям. Поскольку на перегрев пара затрачивается не­ большое количество тепла, в часть охлаждающих элементов по­ ступает вода из межтрубного пространства газотрубного котла.

Существенное достоинство газотрубных котлов состоит в том, что для них не требуется циркуляционных насосов, однако расход металла на эти котлы значительно больше, чем на циркуляцион­ ные котлы-утилизаторы.

Имеются патенты, которые предусматривают использование тепла в печах КС путем нагревания не воды, а воздуха, с после­ дующей подачей его в воздушную турбину, где тепловая энергия преобразуется в электрическую. В этом случае исключается при­ менение паровых котлов, что существенно упрощает и удешевляет

63

Г Л А В А 6.

ОЧИСТКА СЕРНИСТОГО ГАЗА ОТ ПЫЛИ И ПОЛУЧЕНИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА

Запыленность обжигового газа составляет после механических печей 1— 10 г/м3, после печей пылевидного обжига 20—100, после печей КС 50—300 г/м3. Пыль может засорять аппаратуру, что повы­ шает гидравлическое сопротивление системы и снижает количество кислоты, поэтому пыль необходимо удалять.

Для очистки газа от пыли используют механический или элек­ трический способы или комбинируют оба эти способа.

§ 25. Механические способы очистки газа от пыли

Аппараты для механической очистки основаны на принципе дей­ ствия на частицы пыли силы тяжести или центробежной силы. Осаждение пыли под действием центробежной силы используется в циклонах. Частицы вращаются в них по окружности, находясь в поле центробежных сил. Скорость осаждения при этом прямо пропорциональна размерам частиц, их плотности и окружной ско­ рости потока. Скорость газа в циклонах 7—20 м/с, гидравличе­ ское сопротивление при этом до 400 Н/м2 (40 мм вод. ст.), степень очистки при размерах частиц пыли 5—20 мкм составляет соответ­ ственно 50—99,5%-

Рис. 38. Установка для сухой очистки газов:

/ — печь КС; 2 — котел-утилизатор; 3 — циклоны; 4 — электрофильтр

На рис. 38 показана установка для сухой очистки газов от пыли после печей КС.

Устройство циклонов различных конструкций показано на рис. 39.

70

Коэффициент очистки (отношение количества пыли, осажден­ ной в циклоне, к количеству пыли в запыленном газе) зависит от размера частиц пыли: он увеличивается с увеличением диаметра

частиц пыли.

Механическая очистка газа от пыли проста, однако она мало эффективна. Поэтому в производстве серной кислоты, где требует­ ся тщательная очистка газа от пыли, механическая очистка соче­ тается с электрическим способом осаждения пыли.

§ 26. Электрический способ осаждения пыли

Аппараты для электрической очистки называются электрофильт­ рами. В электрофильтрах газ пропускается между двумя электро­ дами, один из которых заземлен (осадительный электрод), а другой соединен с отрицательным полюсом (коронирующий электрод). Око­ ло коронирующего электрода наблюдаются характерные свечение и звук. Эта область называется короной. В зависимости от формы осадительных электродов электрофильтры бывают трубчатые и пластинчатые.

На рис. 40 приведена схема основных систем сухих электро­ фильтров. Между электродами происходит ионизация газа, ионы адсорбируются взвешенными частицами пыли и заряжают их. За­ ряженные частицы притягиваются в соответствии с зарядом к од­ ному из электродов. По оси трубчатого осадительного электрода в центре помещается коронирующий электрод — натянутая прово­ лока (см. рис. 40, а). В пластинчатых электрофильтрах осадитель­ ными электродами служат пластины, а коронирующие электроды размещены между пластинами в виде ряда проволок, находящихся на равных расстояниях друг от друга и от пластин (см. рис. 40, б).

Для питания электрофильтров необходим постоянный ток, его получают при помощи специальных выпрямителей. Предваритель­

Степень очистки газа в электрофильтрах зависит от напряжен­ ности электрического поля. Сила электрического поля, действую­ щая на заряд частиц, прямо пропорциональна квадрату напряжен­ ности и первой степени радиуса частиц, т. е. крупные частицы пыли осаждаются при меньшей затрате электроэнергии, чем мелкие.

Как электропроводные, так и неэлектропроводные частицы обыч­ но осаждаются одинаково хорошо, отдавая при осаждении свои за­ ряды (или принимая их). Однако частицы пыли некоторых веществ (например, окиси цинка) плохо принимают электрический заряд. Осаждение неэлектропроводной пыли на осадительных электродах ухудшает условия процесса очистки, так как плотный электроизо­ лирующий слой пыли на электроде препятствует разряду вновь осе­ дающих пылинок. Кроме того, осаждение пыли на коронирующих электродах увеличивает их диаметр, ухудшая таким образом усло­

72

вия возникновения короны, поэтому с электродов необходимо регу­ лярно удалять пыль.

Запыленность газа, входящего в электрофильтр, не влияет на степень его очистки в электрофильтре (до некоторого предела запы­ ленности). Однако при очень значительном содержании пыли в га­ зе и особенно при большой скорости газового потока в электро­ фильтре очистка газа ухудшается.

Рис. 41. Электрическая схема питания электрофильтров:

/ — рубильник; 2 — предохранитель; 3 — регулятор напряжения; 4 — по­ вышающий трансформатор; 5 — высоковольтный выпрямитель; 6 — изо­ лятор; 7 — осадительный электрод; 8 — коронирующий электрод; 9 — заземление

Для осаждения огарковой пыли используют в основном адектрофильтры с пластинчатыми осадительными электродами в виде сеток. В промышленности применяются электрофильтры типа ОГ-3

Производительность электрофильтра определяется площадью сечения камеры, по которой проходит газ. Характеристика электро­ фильтра указывается в его марке. Например, марка электрофильт­ ра ОГ-3-15 означает, что очистка газа производится в трехпольном фильтре с площадью сечения камеры 15 м2.

Электрофильтр ОГ-3 изображен на рис. 42. Очищаемый газ движется горизонтально, последовательно проходя три камеры, каждая из которых является по сути отдельным электрофильтром. Корпус 6 электрофильтра снаружи покрыт слоем теплоизоляции для предотвращения конденсации серной кислоты из газа, содер-

73