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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 58

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

шивание реактивной бумажки; по интенсивности окрашивания су­ дят о количестве мышьяка.

Влажность газа определяют, поглощая пары воды фосфорным ангидридом в двух последовательно соединенных U-образных труб­ ках, наполненных смесью асбестовой ваты с фосфорным ангид­ ридом.

Для определения содержания серной кислоты в отходящих га­ зах контактных систем газ пропускают через влажную гигроскопи­

ческую вату. Серный

ангидрид образует с

парами воды туман

H2S 0 4, который улавливается ватой

вместе

с

брызгами кислоты

и каплями тумана, содержащимися в газе.

При этом

частично

улавливается и SO2. Вату промывают водой и определяют в раство­

ре сначала количество

сернистого

ангидрида— титрованием рас­

твором иода, затем общую кислотность — титрованием

щелочью;

по разности находят общее количество серной кислоты в газе в виде тумана и паров H2S 0 4.

Концентрацию БОзИтуман H2S 0 4 в отходящих газах автомати­ чески определяют при помощи туманомера типа АФТ-3, пределы измерений которого 0—1 г/м3 H2S 0 4. Для этого пробу газа пропу­ скают над водой; серный ангидрид, соединяясь с парами воды, обра­ зует туман серной кислоты, концентрацию которого измеряют туманомером.

Содержание окислов азота в отходящих газах башенных систем определяют колориметрическим методом. Так как окислы азота различаются по окраске (N 02— темно-бурый газ, N0 — бесцвет­ ный), сравнивая цвет анализируемого газа с цветом газа в эталон­ ных трубках, определяют содержание N 02 в газе. Для определения окиси азота пробу газа выдерживают в трубке в течение 10 мин, за это время происходит окисление N 0 до N 02. Затем вновь опреде­ ляют содержание N 02 сравнением с цветом газа в эталонных труб­ ках и вычисляют общее содержание окислов азота. Количество N0 находят по разности между результатами первого и второго опре­ делений.

§ 62. Автоматизация производства

Полная автоматизация цеха, производящего контактную серную кислоту из колчедана по классической схеме (см. рис. 44), затруд­ нительна из-за громоздкости аппаратурного оформления и необходи­ мости часто ремонтировать такие аппараты, как холодильники, на­ сосы и др. Экономически наиболее эффективна автоматизация кон­ тактных систем, более простых по аппаратурному оформлению, так как в них отсутствует промывное отделение и можно упростить про­ цесс окисления S 0 2 и абсорбции S 03. Такими системами являются системы, работающие на природной сере, сероводороде, концентри­ рованном сернистом ангидриде.

При автоматизации процесса тщательно продумывают количест­ во контролируемых параметров, сокращая их до минимума, но так, чтобы иметь все необходимые параметры, определяющие режим

2 0 0


системы. Этого требует экономическая сторона вопроса, так как установка приборов контроля и регулирования связана с большими капитальными затратами.

Автоматизация обжига колчедана. Одним из важнейших показа­ телей производства серной кислоты является постоянство объема обжигового газа и концентрации SO2 в нем. Постоянство объема га­ за поддерживают путем подачи в печь постоянного количества воз­ духа. Труднее достигнуть стабильности содержания S 0 2 в газе. Это связано с количеством поступающего в печь сырья (загрузкой), сте­ пенью его измельчения, содержанием в нем серы, влаги, условиями обжига и пр.

Автоматически регулируют концентрацию S 0 2 в сернистом газе при помощи газоанализатора, измеряющего концентрацию серни­ стого ангидрида и посредством соответствующих устройств воздей­ ствующего на питатель колчедана, изменяя таким образом его ко­

личество,

поступающее в

 

 

 

печь.

 

 

концентрацию

 

 

 

Иногда

 

 

 

S 0 2

в

газе

регулируют

 

 

 

путем изменения

количе­

 

 

 

ства

подаваемого в печь

 

 

 

колчедана

по температу­

 

 

 

ре в печи или

газа после

 

 

 

печи,

так как

концентра­

 

 

 

ция сернистого ангидрида

 

 

 

и температура

газа

вза­

 

 

 

имно связаны. Однако та­

Рис. 95. Схема автоматического регулирова­

кое регулирование менее

точно, чем непосредствен­

ния печи обжига в кипящем слое:

но по концентрации

газа,

/ — тарельчатый

питатель; 2 — привод питателя;

3 — редуктор;

4 — промежуточный

транспортер;

так как

его

температура

5 — печь; 6 — диафрагма; 7, II, 12 — регуляторы;

8 — регулирующая заслонка; 9 — котел-утилизатор;

зависит

не только от со­

10 — газоанализатор на

S 0 2

держания

S 0 2,

но

и от

 

 

 

температуры

поступаю­

 

 

 

щего

в печь воздуха,

влажности колчедана и пр. Кроме того, вслед­

ствие разогрева футеровки печи и газоходов изменение

температу­

ры газа несколько отстает от изменения концентрации

в нем S 0 2,

что также влияет на точность регулирования. В печах кипящего слоя на зависимость между температурой и концентрацией газа влияют помещенные в печи охлаждающие элементы.

Схема автоматизации печи КС, работающей на колчедане, по­ казана на рис. 95. Постоянство объема газа достигается следую­ щим образом. Импульс от диафрагмы 6, при помощи которой из­ меряют количество поступающего в печь воздуха, через регуля­ тор 7 воздействует на заслонку 8, регулирующую количество по­

ступающего воздуха. Постоянная концентрация S 0 2

в обжиговом

газе обеспечивается благодаря тому, что импульс от

газоанализа­

тора 10, установленного после котла-утилизатора 9,

воздействует

через регулятор 12 на скорость вращения тарельчатого питателя 1

201


(при помощи вариатора или регулирующего реостата). Постоянное разрежение в верхней части печи (1—4 мм вод. ст.) поддерживается регулятором 11, который соответственно изменяет положение регу­ лирующего элемента (например, заслонки) перед газодувкой (на­ гнетателем). Отклонения концентрации S 02 при этой схеме регули­ рования в среднем составляют ±0,5% (рис. 96).

Автоматизация промывного отделения. В промывном отделении кислота, накапливающаяся в мокрых электрофильтрах и увлажни­ тельной башне, передается последовательно во вторую, а из нее в

первую промывную башню. Концентрация кислот

увлажнительной

и второй промывной башен определяется

концентрацией

кислоты

 

в первой башне, температур­

 

ным режимом,

особенностя­

 

ми аппаратов и некоторыми

 

другими условиями. При ав­

 

томатизации промывного от­

 

деления

в

зависимости

от

 

концентрации

кислоты

в

 

первой

промывной

башне,

 

измеряемой

концентратоме-

 

ром, изменяется количество

 

воды, поступающей в сбор­

 

ник

увлажнительной

(или

Часы

второй

промывной)

башни.

Рис. 96. Картограмма концентрации S02

Температурный

режим под­

в обжиговом газе при регулировании за­

держивается

 

автоматиче­

грузки печи посредством автоматического

ским регулированием

коли­

газоанализатора

чества воды,

охлаждающей

 

поверхность

холодильников

кислоты. Схема проста, но обладает большой

инерционностью,

не

оказывающей, правда, существенного влияния

на

режим,

так как

отклонение от нормы получающихся колебаний концентрации кис­ лоты не превышает 2—3%.

Автоматизация сушильно-абсорбционного отделения. Как уже упоминалось, сушильная башня относится к отделению очистки га­ за. Однако в связи с тем, что вода, поглощаемая из газа в сушиль­ ных башнях, поступает с сушильной кислотой в абсорбционное от­ деление и идет на образование H2SO4, а для повышения концентра­ ции сушильной кислоты применяют моногидрат, циклы эти очень тесно связаны. Поэтому, имея в виду взаимную циркуляцию на­ званных кислот, в производстве часто сушильную башню относят к абсорбционному отделению. Автоматизация предусматривает регу­ лирование взаимного обмена кислот и откачку на склад продукции.

Схема автоматического регулирования сушильно-абсорбционно­ го отделения, обеспечивающая автоматическое поддержание тре­ буемой концентрации кислоты во всей системе, а также автомати­ ческую выдачу продукции на склад,«следующая. Заданная концен­ трация олеума поддерживается путем воздействия регулятора 19 (рис. 97) на клапан 4, изменяющий количество моногидрата, кото­

202


рое поступает в сборник 9 олеума. Так же регулируется концентра­ ция моногидрата и сушильной кислоты — регуляторы 16 и 18 воз­ действуют на клапаны 5 и 6.

Количество олеума, перекачиваемого на склад,

регулируется

при помощи регулятора 14,

который воздействует

на клапан 21.

В олеумном абсорбере 3

поглощается больше SO3, чем требует­

ся для выпуска всей продукции в виде олеума (60—70% S 0 3 вместо необходимых 31%), поэтому для разбавления олеума моногидрата не хватает. Такое несоответствие устраняется благодаря тому, что в результате воздействия регулятора уровня 10 на клапан 8 избы­ ток олеума перетекает из сборника 9 в сборник И и разбавляется там до концентрации моногидрата.

Если количество влаги, поступающей с газом в сушильную башню, больше, чем не­ обходимо для выпуска всей продукции в виде олеума, концентрация сушильной кислоты мо­ жет снизиться до пре­ дельно допустимого значения (93% H2SO4).

Тогда регулятор кон­ центрации 16 подает импульс клапану 20 на закрытие, при этом по­ вышается уровень кис­

лоты

в'

сборнике

9.

Рис. 97. Схема

автоматизации

сушильно­

Когда уровень кислоты

абсорбционного отделения:

 

/ — сушильная башня; 2 — моногидратный абсор­

достигает

регулятора

бер; 3 — олеумный абсорбер; 48,

17,

20,

21 — регу­

15,

он

передает

им­

лирующие клапаны;

9, 11, 13 — сборники

кислоты;

10, 12, 14, 15 — регуляторы уровня; 16,

18,

19 — регу­

пульс на открытие кла­

ляторы концентрации; 22 — диспетчерский пункт

пану 17,

в результате

 

 

 

 

 

часть продукции будет

 

 

При недостатке

отводиться из системы в виде сушильной кислоты.

воды концентрация сушильной кислоты

поддерживается на верх­

нем допустимом пределе

(93,5% H2SO4)

в результате воздействия

регулятора 16 на клапан 6, регулирующий подачу воды в систему.

В этом случае вся продукция выдается

в виде олеума через кла­

пан 21.

 

 

 

 

 

 

Установленная концентрация

сушильной

кислоты

поддержи­

вается

путем передачи моногидрата

из сборника

И в

сбор­

ник 13 в

результате воздействия

регулятора

уровня 12 на

кла­

пан 7.

 

 

 

 

 

 

Схема автоматического регулирования не изменяется и в том случае, если степень абсорбции серного ангидрида в олеумном аб­ сорбере становится менее 31% (например, вследствие нарушения