ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поглощение БОз с отводом тепла по ходу процесса из "Технология серной кислоты" Стандартный олеум представляет собой раствор SO3 в 100%-ной серной кислоте, содержащий 18,5—20% свободной SOs. Такой состав отвечает низшей температуре кристаллизации олеума (область эвтектики Е на рис. 74). [c.205] Большое значение для абсорбции SO3 имеет равновесная упругость SO3 над олеумом, которая возрастает с повышением температуры и увеличением содержания SO3 своб. в олеуме (см. рис. 75). Для растворов SO3 в 100%-ной H2SO4 не соблюдается правило Генри при постоянной температуре упругость SO3 растет более чем пропорционально содержанию SO3 в олеуме. Горизонтальные линии на рис. 75 отвечают газовым смесям, содержащим 5 и 7% SO3 (р—38 и 55 мм рт. ст.). Точкам пересечения этих линий с равновесными кривыми отвечают те условия (состав олеума, температура), при которых жидкая фаза и газ данной концентрации находятся в равновесии. [c.205] Совместить обе эти функции в одном аппарате при таком устройстве абсорбционных башен невозможно. Абсорбция в наса-дочных башнях идет адиабатически—все тепло, выделяющееся в процессе абсорбции, воспринимается орошающей жидкостью, которая нагревается, в результате чего равновесная упругость SOg над олеумом возрастает. Чем больше прирост содержания SOg в олеуме, тем больше повышается его температура и тем хуже становятся условия для абсорбции SOg. Из рис. 75, например, видно, что если температура олеума за счет тепла абсорбции достигнет 90°, то из 7 о-ного газа по условиям равновесия не может получиться стандартный продукт—содержание SOg своб. даже теоретически не может превышать 12%, а практически, поскольку равновесие не достигается, оно будет еще ниже. [c.206] Чтобы в первом абсорбере получался стандартный (например, 20%-ный) олеум, при поглощении здесь SOg на /з температура олеума на выходе нз башни должна быть не выше 60—70°. Чем ниже эта температура, тем ботьше SOg будет поглощаться в первом абсорбере и тем меньше SOg останется в газе для поглощения во втором абсорбере. Поэтому перепад температур орошающей жидкости в первом абсорбере должен быть не больше 20—30°, включая нагрев олеума за счет охлаждения газа. Такому перепаду температуры соответствует повышение концентрации орошающего олеума лишь на 1—2% S . Значит, дпя получения из первого абсорбера 20 -ного оле а, без чрезмерного повышения температуры, на орошение этого абсорбера нужно подавать в достаточном количестве 18—19%-ный олеум при температуре -40°. [c.206] Как видно из рис. 91, при выработке олеума все башни—оба абсорбера и сушильная башня—связаны между собой одной общей схемой орошения. Каждая башня имеет свой цикл орошения, для чего при ней имеется свой сборник для оборотной кислоты, холодильник для поддержания заданной температуры кислоты и насосы для ее перекачки. [c.207] Поскольку работа первого абсорбера затрудняется выделением большого количества тепла, газы из контактного узла перед подачей в абсорбер полезно охлаждать. Для этого на ряде заводов установлены так называемые ангидридные холодильники (в виде трубчатых теплообменников), в которых газы охлаждаются воздухом (реже—водой) с 200 до 70—100°. Можно не устанавливать такого газового холодильника, ио тогда для компенсации прихода тепла в первом абсорбере нужно увеличить количество орошающего его олеума. Нагрузка на олеумный холодильник возрастает, и его размеры должны быть соответственно увеличены. [c.207] Весь избыток 98,3 %-ной кислоты, образующейся в цикле второго абсорбера, передается в цикл орошения олеумного абсорбера, где эта кислота путем абсорбции SO3 превращается в стандартный одез м. Как показано на схеме (рис. 91), 98,3 о-ная кислота поступает в сборник олеумного абсорбера, после чего олеум одним и тем же насосом подается и на орошение абсорбера, и на склад. В случае надобности продукционный олеум можно отправлять на склад и без охлаждения, отбирая его из напорной линии перед холодильником. Охлажденную 98,3 о-ную кислоту можно также подавать не в сбориик олеумного абсорбера, а непосредственно в этот абсорбер (в качестве добавки к более крепкому оборотному олеуму). [c.207] Оросительные холодильники полностью герметизированы, что исключает возможность выделения SO3 в окружающее пространство. Для успешной работы холодильников необходимо, чтобы орошающая вода равномерно распределялась по длине и поверхности труб, которые поэтому должны быть расположены по возможности горизонтал 5 о. Чтобы вода стекала вниз только по вертикали, не отклоняясь j 0K, каждая труба снизу снабжается гребенкой из по тоски же за. [c.208] Принимая во внимание,Характер коррозионного действия охлаждаемых жидкостей, оросительные холодильники в контактных системах изготовляют ддя олеума—из стали, а для 98,3%-ной кислоты, как и для сушиЛ ной кислоты—из чугуна. Чугунные холодильники собирают из. прямых труб, соединяемых попарно коленами ( калачами ). При включении оросительных холодильников в напорную линию необходима тщательная сборка фланцевых соединений, чтобы кислота не могла просачиваться наружу. Для безопасной работы все фланцевые сопряжения должны быть ограждены. [c.208] Коэффициент теплопередачи в оросительных холодильниках зависит от скорости движения кислоты в трубах. Практически этот коэффициент обычно равен 220—250 ккал/м -час-град. Тепло, воспринимаемое орошающей водой, расходуется не только на нагрев воды, но и на ее испарение. Поэтому воздух вокруг оросительных холодильников содержит много влаги. В неотапливаемых помещениях это ведет зимой к обильному образованию тумана. Поэтому помещения, в которых расположены холодильники, нужно отапливать или, что еще лучше, располагать холодильники вне рабочих помещений. [c.208] Оросительные холодильники либо присоединяют непосредственно к башням, чтобы жидкость проходила через холодильник самотеком, либо включают в напорную линию после насоса. При включении в напорную линию холодильники можно располагать на любой высоте и пропускать через них кислоту со значительно большей скоростью, чем при самотеке. При большей скорости движения жидкости в трубах увеличивается коэффициент теплопередачи и повышается производительность оросительных холодильников. Однако следует иметь в виду, что увеличение скорости движения жидкости вызывает более интенсивную коррозию труб. [c.208] Описанная выше двухступенчатая схема абсорбции SO3 не является единственно возможной Например, в системе Тентелевского завода полное поглощение SO3 с получением олеума нормальной концентрации достигалось в одном абсорбере—в противоточной трехступенчатой барботажной колонне, работавшей без орошения на себя . Это было возможно благодаря отводу тепла по ходу абсорбционного процесса, для чего абсорбер был снабжен водяной рубашкой. На орошение абсорбера могла поступать кислота любой концентрации (например, 75%-ная кислота). Количество ее регулировалось так, чтобы за время прохождения через абсорбер эта кислота, поглощая SOg, превращалась в олеум требуемой концентрации. [c.209] Для достижения высокой степени поглощения SOg газ в конце-абсорбции обязательно должен барботировать через кислоту оптимальной концентрации (98,3% H2SO4). Поэтому на верхней тарелке абсорбера постоянно находился запас такой кислоты. Свежая кислота, поступив на орошение абсорбера, смешивалась с этой 98,3 %-ной кислотой и за счет поглощения SOg тут же превращалась в кислоту оптимальной концентрации. Для поддержания на этой тарелке оптимальной концентрации нужно было так распределять степень абсорбции по этажам, чтобы на долю верхней тарелки всегда приходилось ровно столько SOg, сколько требовалось для превращения поступающей в абсорбер кислоты в 98,3%-ную. Это достигалось регулированием температуры в нижележащих этажах. При меньшем охлаждении абсорбция SOg на нижних тарелках ухудшалась, и доля SOg, поступающей с газом на верхнюю тарелку, увеличивалась. При усиленном охлаждении нижних этажей процесс поглощения SOg, наоборот, смещался вниз. При интенсивном барботаже газовых струй через слой жидкости на тарелках происходило хорошее перемешивание жидкости, способствовавшее отводу тепла из абсорбера через его стенки. [c.209] Вернуться к основной статье