ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сульфатный способ из "Технология минеральных удобрений и солей" Во многих странах, не располагающих месторождениями естественного сульфата натрия, сульфатный способ производства хлористого водорода является основным, несмотря на то, что он позволяет получать только водные растворы хлористого водорода — соляную кислоту, содержащую 28—32% НС1 и загрязненную примесями Н28О4, соединений As, Fe и другими, переходящими из сырья и из подвергающейся коррозии аппаратуры. [c.298] В Советском Союзе, располагающем неисчерпаемыми ресурсами природного сульфата, сульфатный метод утратил свое главенствующее значение и уступил его синтетическому способу производства хлористого водорода, позволяющему получать чистую соляную кислоту и жидкий безводный НС1. [c.298] Сырьем для получения хлористого водорода и сульфата натрия служат поваренная соль (обычно измельченная каменная соль) и купоросное масло—92—93 /о-иая серная кислота. Менее концентрированная серная кислота не применяется, так как в этом случае хлористый водород был бы разбавлен парами воды, что затруднило бы получение концентрированной соляной кислоты. [c.298] Таким образом, для осуществления процесса к реагирующей смеси требуется подводить тепло, что связано с необходимостью нагрева реакционной массы до высоких температур в специальных сульфатных печах. [c.299] Реакция между поваренной солью и серной кислотой начинается даже при 0°, но быстро прекращается, несмотря на наличие непрореагировавшей поваренной соли и жидкой фазы жидкая фаза представляет собой раствор образовавшегося сульфата натрия в серной, кислоте. При нагревании реакция возобновляется, — одновременно с хлористым водородом удаляется водяной пар вследствие дегидратации серной кислоты. Обезвоживание жидкой фазы облегчается тем, что растворение образующегося сульфата натрия в серной кислоте повышает равновесное давление водяного пара. Повышение температуры ускоряет и выделение хлористого водорода. [c.299] Реакцию между поваренной солью и серной кислотой осуществляют в механических или во вращающихся трубчатых печах. [c.300] На рис. 128 изображена механическая сульфатная печь. Она представляет собой муфель 3 из огнеупорного и кислотостойкого шамотного кирпича. Под муфелем и над ним находятся дымоходы. Поваренная соль из бункера 1 непрерывно поступает в центр муфеля с помощью шнекового питателя 2. Туда же по трубе 4 подается серная кислота. [c.300] Образовавшийся в муфеле сульфат натрия попадает через воронку 7 в холодильно-размольный барабан 8 с водяной рубашкой 9. Внутри барабана находится лопастная мешалка или стальные шары, измельчающие при вращении барабана комья сульфата в порошок. Одновременно сульфат охлаждается. Выходящий из барабана сульфат ссыпается на транспортер и отправляется на склад. [c.302] Хлористоводородный газ, выделяющийся при реакции, уходит из муфеля с температурой 375—400° по трубе 10. Теоретический состав этого газа при применении для разложения соли 93 %-ной серной кислоты—-83% НС1 и 17% водяного пара в сухом же газе должно содержаться 100% НС1. Однако вследствие того что во избежание проникновения газа в атмосферу цеха внутри муфеля поддерживается небольшой вакуум (1—2 мм вод. ст.), происходит подсос в муфель воздуха и дымовых газов, разбавляющих газ, и фактическая концентрация H I в сухом газе колеблется на уровне 30— 40%. Подсос воздуха происходит через боковые дверцы, которыми снабжен муфель для возможности смены сломавшихся зубьев у гребков, и через шнек, питающий муфель солью. Подсос дымовых газов происходит через неплотности (щели) в кладке муфеля. При хорошем уплотнении муфеля концентрация ИС1 в газе может быть повышена до 50% и выше. В производственных условиях такое уплотнение, однако, достигается редко. [c.302] Производительность сульфатной механической печи зависит от размеров. муфеля, диаметр которого выбирается в пределах 4—5,5 м, а также от числа оборотов вала, температуры в муфеле и других условий режима работы. [c.302] При диаметре муфеля 5,5 м и работе на 98 %-ной серной кислоте печь дает до 12—14 т сульфата натрия в сутки. Выработка сульфата составляет 0,59—0,64 m на 1 /п 27,5% соляной кислоты. Суточная производительность 1 пода печи достигает 500—540 кг перерабатываемой соли. При работе на 93%-ной серной кислоте производительность печи снижается на 40%. [c.302] При замене шамотного свода муфеля карборундовым, имеющим большую теплопроводность, производительность сульфатной печи значительно возрастает. [c.303] Механические сульфатные печи работают в очень жестких условиях, — детали их подвергаются действию агрессивной среды при высокой температуре. Это вызывает необходимость их ежегодной остановки на капитальный ремонт. [c.303] Получение сульфата натрия и хлористого водорода во вращающихся трубчатых печах осложнено образованием в зоне печи, где реакционная масса имеет температуру 186—270°, налипающего на стенки печи твердого тринатрийгндросульфата. Сильный прогрев и хорошее перемешивание массы в той зоне печи, где степень превращения повышается от 50 до 75%, устраняет это налипание. Хлористый водород из вращающихся печей сильно разбавлен топочными газами — концентрация НС1 в газе около 5%, что, однако, достаточно для получения стандартной кислоты. [c.303] Преимуществом вращающихся печей является их большая производительность — при работе на 93 %-ной H2SO4 печь, имеющая длину 12 м и диаметр 1,5 м, выдает 25 т сульфата натрия в сутки. Площадь печного цеха, оборудованного вращающимися печами, в 3—3,5 раза меньше площади цеха равной производительности, оборудованного механическими муфельными печами. [c.303] Качество получаемого сульфата натрия зависит от температуры в печи. Чем выше конечная температура реакционной массы, тем меньше в сульфате остается непрореагировавших Na l и H2SO4. [c.303] Основные показатели сульфатного процесса характеризуются следующими практическими цифрами. На выработку 1 г 27,5 %-ной соляной кислоты и соответствующего количества сульфата натрия затрачивается 0,47—0,53 т соли (97% Na l), 0,40—0,42 т серной кислоты (93% H2SO4) расход условного топлива (7000 ккал кг) в механических муфельных печах 0,19—0,22 т, во вращающихся печах 0,12 т. [c.303] Вернуться к основной статье