ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Образование и выделение тумана из "Производство серной кислоты Издание 2" Туман образуется не только в первой промывной башне, но и в последующих стадиях контактного процесса при осушке газа, в теплообменниках и ангидридных холодильниках, в олеумном и моногидратном абсорберах и др. Более 30 о Н250 4 превращается в туман в башне-конденсаторе при получении серной кислоты методом мокрого катализа (стр. 278 сл.). Сернокислотный туман образуется также в денитрационной и первой продукционной башнях нитрозного процесса (стр. 317) для выделения этого тумана в башенных системах устанавливаются специальные фильтры. Большое количество тумана выделяется при концентрировании серной кислоты (стр. 374). [c.139] Условия образования тумана. Процесс превращения пара в жидкость (конденсация) может происходить на поверхности или в объеме. Пары конденсируются на поверхности, если ее температура ниже температуры паров. При конденсации в объеме пары превращаются в капли жидкости на центрах конденсации, имеющихся или самопроизвольно образующихся в газе. Вначале центры конденсации покрываются жидкостной пленкой, а затем превращаются в мельчайшие капли жидкости, т. е. образуется туман. [c.140] Разграничение понятий конденсации паров на поверхности и в объеме условно. По существу в обоих случаях пары конденсируются на поверхности в первом случае—на стенках аппарата или на жидкостной пленке, во втором — на поверхности центров конденсации. Такими центрами могут являться твердые частицы, взвешенные в газе, или мелкие капельки жидкости, введенные извне или самопроизвольно образовавшиеся вследствие флуктуаций, т. е. местных изменений плотности паров и температуры. [c.140] При длительном соприкосновении паро-газовой с.меси с плоской поверхностью, смоченной, жидкостью, устанавливается определенное для каждой жидкости равновесное давление паров, называемое давлением, насьщенного пара. Состояние равновесия нарушается даже при бесконечно малом увеличении или уменьшении давления паров над поверхностью, при этом в случае увеличения давления паров происходит их конденсация на поверхности, а уменьшение давления паров приводит к испарению жидкости с поверхности. [c.140] Рн—давление насыщенного пара над плоской поверхностью жидкости при той же температуре. [c.140] Пары конденсируются в объеме при определенной величине 5, называемой критическим пересыщением 5кр. пара. Следовательно, конденсация паров в объеме может произойти только при условии 5 5кр.. [c.140] Процесс образования тумана можно разделить на две стадии возникновение пересыщенного пара и конденсация этого пара на центрах конденсац и до образования капель таких размеров, которые значительно рассеивают свет и создают видимость тумана. По достижении критического пересыщения пара конденсация паров в объеме с образованием тумана происходит самопроизвольно и с очень большой скоростью—скачкообразно. Свойства паро-газовой смеси изменяются при этом также скачкообразно вследствие образования мелких капель жидкости. [c.140] Чтобы установить возможность образования тумана и предотвратить его возникновение, надо сравнить данное пересыщение пара в системе с критическим пересыщением. Если пересыщение равно или больше критического, неизбежны конденсация паров в объеме и образование тумана. Критическое пересыщение паров зависит от свойств пара, температуры и характера центров конденсации. Величину 5кр. определяют по формулам или находят в справочной литературе. [c.140] Для определения возможности образования тумана нужно найти пересыщение пара, возникающее в данном процессе. [c.140] Пересыщенный пар может образоваться при охлаждении паро-газовой смеси или повышении давления паров и ней в результате химического взаимодействия паро- или газообразных веществ в объеме. [c.140] Для каждого из этих случаев выведены расчетные формулы, по которым можно рассчитать величину пересыщения пара и установить влияние различных факторов на эту величину. Следовательно, можно выбрать условия, при которых образование тумана может быть уменьшено или полностью исключено. [c.141] Однако для предотвращения туманообразования обычно необходимы установка дополнительных аппаратов и снижение скорости процесса, что ухудшает его технико-экономические показатели. Поэтому на практике технологический процесс, в ходе которого может образоваться туман, ведут и оформляют так, чтобы требовались наименьшие затраты осуществляют процесс с большой скоростью, а затем направляют газы в электрофильтр для выделения тумана (например, при получении серной кислоты по методу мокрого катализа около 35% всей H2SO4 переходит в туман, стр. 279) или медленно охлаждают гаа, при этом туман совсем не образуется или получается небольшое количество тумана, состоящего из крупных капель, которые легко выделяются в волокнистых фильтрах, более дешевых и простых, чем электрофильтры (стр. 295). [c.141] Выделение туманообразных примесей. Обжиговый газ охлаж-. дается в двух промывных башнях, из ко /оры ервая орошается 60—75 о-ной серной кислотой, а вторая—25—35%-ной кислотой. Образующийся при этом туман лишь частично (на 30—50%) поглощается в промывных башнях, полностью же он выделяется только в мокрых электрофильтрах. [c.141] Механизм выделения частиц тумана в мокрых электрофильтрах такой же, как для твердых примесей, удаляемых в сухих электрофильтрах. Капли тумана заряжаются ионами и под действием электрического поля движутся к осадительным электродам. [c.141] При столкновении с осадительным электродом заряженные капли тумана отдают ему свой заряд и осаждаются на электроде, превращаясь в жидкость. [c.141] Высокодисперсный туман, образующийся в первой промывной башне, может быть достаточно полно выделен из газа и без укрупнения взвешенных в нем капель в увлажнительной башне, это достигается при установке дополнительной ступени мокрых электрофильтров или путем уменьшения скорости газа в них. В электрофильтрах и увлажнительной башне вместе с туманом серной кислоты из газа осаждаются мышьяк, селен, огарковая пыль и другие примеси. [c.142] Коняенсируюшаяся серная кислота вместе с осажденными примесями поступает в сборник кислоты при второй промывной башне, затем передается в сборник кислоты при перво 1 промывной башне. [c.142] В начале процесса конденсации паров в объеме в первой промывной башне (при температуре около 150 °С) концентрация кислоты в каплях тумана высока (95—98% Н ЗО ). По мере охлаждения газа капли поглощают пары воды и концентрация кислоты в них снижается. Однако состояние полного равновесия в этом процессе не достигается, следовательно, в газе выходящем из первой промывной башни, концентрация Н2504 в каплях тумана несколько выше, чем в орошающей эту башню кислоте. Например, при концентрации кислот, орошающих первую и вторую промывные и увлажнительную башни, равной 63, 35 и 8% НзЗО , концентрация ее в каплях тумана после этих башен составляет соответственно 70, 41 и 12% НдЗО . Поэтому и концентрация кислоты, вытекающей из мокрых электрофильтров, выше концентрации кислот, орошающих вторую промывную и увлажнительную башни. [c.142] Вернуться к основной статье