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

лота поступает в первую (по ходу газа) трубу Вентури 4 (концент­ ратор), в которой вся кислота также распиливается и уносится га­ зовым потоком в циклон 5. Из циклона осаждающаяся серная кис­ лота поступает в холодильник 3.

H2S04

Горячий топочный газ, при помощи которого происходит раз­ брызгивание и упаривание серной кислоты, поступает в первую тру­ бу Вентури 4 из топки 1 при 800—900° С. Здесь газ охлаждается до 220—250° С, а мелкие капли серной кислоты нагреваются. При этом происходит испарение воды из серной кислоты, и концентра­ ция кислоты повышается до 91—95%. Одновременно испаряется часть серной кислоты; ее пары вместе с газом поступают в цик­ лон 5, затем в трубу Вентури 6. Здесь газ охлаждается до 100—150°С и происходит испарение воды из капель серной кисло­ ты, концентрация которой также повышается (но в значительно меньшей степени, чем в трубе Вентури 4).

Кроме того, в трубе Вентури 6 в результате охлаждения газа содержащиеся в нем пары серной кислоты практически полностью конденсируются в объеме с образованием тумана. Вследствие вы­ сокой турбулентности потока капли серной кислоты сталкиваются с каплями тумана и поглощают их (происходит процесс коагуля­ ции); содержание тумана уменьшается.

167

Существенное достоинство этой концентрационной установки со­ стоит в том, что благодаря огромной поверхности мелких капель, образующихся при распылении серной кислоты в трубе Вентури, интенсивность процесса очень высокая, поэтому температура кон­ центрируемой кислоты в трубе Вентури ниже и время соприкосно­ вения кислоты с горячим газом меньше, чем в барботажном кон­ центраторе. Это снижает степень разложения серной кислоты, уменьшает количество образующегося тумана, а также сокращает расход топлива и воды.

Такие установки в ближайшее время могут найти широкое рас­ пространение в промышленности вследствие своей простоты, высо­ ких технико-экономических показателей работы и больших возмож­ ностей увеличения производительности аппаратов.

§ 51. Концентрирование с внешним обогревом

Концентрирование с использованием дефлегмации. Как уже го­ ворилось, в таких установках процесс концентрирования ведут в закрытом котле (реторте) с отводом паров H2S 0 4 в дефлегматорную колонну, состоящую из нескольких тарелок. Пары поступают в нижнюю часть колонны, а на верхнюю (последнюю) тарелку по­ дается концентрируемая серная кислота. При соприкосновении с разбавленной кислотой пары на нижней тарелке колонны частично конденсируются с выделением тепла, необходимого для концентри­ рования. Кислота стекает в реторту, несконденсировавшиеся пары серной кислоты вместе с парами воды поступают на вторую тарел­ ку, где происходит тот же процесс, что и на первой тарелке, т. е. частичная конденсация паров и упаривание разбавленной сер­ ной кислоты. На таких установках получают более концентрирован­ ную кислоту (до 98% H2SO4), чем в барботажных концентраторах. Недостатками аппаратов такого типа являются низкая произво­ дительность, частое прогорание реторт и недостаточное использо­ вание тепла, поэтому их применяют редко.

Концентрирование в вакууме перегретым паром. В вакууме кис­ лота (как и всякая жидкость) кипит при более низкой температуре, чем под атмосферным давлением. Например, 95%-ная серная кис­ лота, кипящая под атмосферным давлением при 300° С, под давле­ нием 4 мм рт. ст. кипит уже при 120° С. Такая температурная деп­ рессия (понижение температуры кипения) позволяет сохранить большую разность температур между упариваемой кислотой и теп­ лоносителем. Кроме того, при более низкой температуре кислота и ее пары вызывают меньшую коррозию аппаратуры. Наконец, в ва­ кууме значительно уменьшаются потери H2SO4.

Концентрирование в вакууме особенно целесообразно для раз­ бавленной кислоты, содержащей органические примеси, так как при разрежении и низкой температуре почти не происходит восста­ новления серной кислоты.

Вместо горячего топочного газа в концентратор можно подавать перегретый до 700° С водяной пар. Вследствие испарения воды из

1 6 8

Г Л А В А 13.

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ГАЗА И КИСЛОТЫ. ХРАНЕНИЕ, ПЕРЕВОЗКА, РАЗБАВЛЕНИЕ И СМЕШИВАНИЕ

КИСЛОТЫ И ОЛЕУМА

§ 52. Перемещение газа и серной кислоты

Турбокомпрессоры. Для перемещения газа служат турбоком­ прессоры (турбогазодувки). Их называют иногда также нагнетате­ лями или газодувками. В турбокомпрессор поступает охлажденный и очищенный от примесей газ. В контактной системе (см. рис. 44) турбокомпрессор устанавливают между очистным и контактным отделениями. Все аппараты, находящиеся перед ним (печное и очи­ стное отделения), работают под разрежением, а после него (кон­ тактное и абсорбционное отделения) — под давлением.

Обычно для одной системы устанавливают один рабочий и один резервный нагнетатель, для двух систем — два рабочих и один ре­

170

туры на одном из контактных заводов. Общее гидравлическое со­ противления системы 22 360 Н/м2 (2280 мм вод. ст.).

На рис. 89 показан нагнетатель производительностью 42 000 м3/ч газа. Внутри чугунного корпуса (улитки) 1 проходит укрепленный в подшипниках стальной вал 3, на который насажено рабочее коле­ со 2. Газ поступает в середину вращающегося рабочего колеса, сжимается при его вращении и направляется в улитку. Засасыва­ ние влажного атмосферного воздуха в турбокомпрессор и выделе­ ние сернистого ангидрида в помещение устраняются благодаря ла­ биринтному уплотнению 4. Оно соединено с улиткой перепускной трубой, по которой в лабиринтное уплотнение подается небольшое количество газа, благодаря чему уменьшается подсос воздуха. На перепускной трубе установлен манометр, по его показаниям регули­ руют открытие крана на этой трубе.

Подшипники вала непрерывно смазываются и охлаждаются спе­ циальным турбинным маслом, которое подается насосом, имеющим привод от вала нагнетателя. Смазочное масло, в свою очередь, охлаждается водой, циркулирующей в змеевиках, помещенных в маслосборнике.

В настоящее время в производстве серной кислоты контактным способом применяют преимущественно одноступенчатые нагнета­ тели, характеристики которых приведены в табл. 11.

Для регулирования количества газа, подаваемого нагнетателем, на всасывающих и нагнетательных трубопроводах установлены за­ движки. При пуске нагнетателя закрывают задвижку на линии вса­ сывания и полностью открывают на линии нагнетания. По достиже­ нии нормального числа оборотов электродвигателя постепенно от­

171