ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение сажи, аэросила и высокодисперсного порошка из "Теоретические основы образования тумана при конденсации пара" При абсорбции серного ангидрида водными растворами серной кислоты необходимо строго разграничить условия, соответствующие концентрации серной кислоты ниже и выше 98,3% (98,3%-ная концентрация соответствует азеотропной смеси с максимальной температурой кипения). Это требование обусловлено тем, что в области низких концентраций (до азеотропной точки) в газовую фазу выделяются пары Н2504 и Н2О, а в области высоких концентраций (после азеотропной точки) в газовую фазу выделяются пары Н2504 и ЗОд. Поэтому, если в газовую фазу, находящуюся в равновесии с серной кислотой с концентрацией выше 98,3%, ввести дополнительно некоторое количество паров 50з, равновесие нарушится и начнется процесс абсорбции 50 серной кислотой. Для расчета такого процесса могут быть использованы обычные уравнения, предложенные для абсорбции хорошо растворимых газов. Влияние различных факторов на константу скорости абсорбции установлено лабораторными исследованиями , числовое значение этой константы для башен с насадкой установлено обследованием заводских абсорберов . [c.221] Сложная зависимость температуры газовой смеси и давления пара в ней от количественного соотношения смешивающихся потоков затрудняет получение общего уравнения, выражающего пересыщение пара как функцию параметра п. Поэтому в практических расчетах наиболее удобно пользоваться графическим методом расчета. [c.222] В уравнении (6.11) не учитывается влияние продукта реакции на теплоемкость газовой смеси, поскольку для газовой смеси с небольшим содержанием реагирующих газов это влияние невелико. [c.223] Если не учитывать теплоту реакции, уравнение (6.12) перейдет в уравнение (3.7). [c.223] Пересыщение пара в зоне смешения газов графически можно изобразить так же, как и давление пара, т. е. двумя отрезками пересекающихся кривых. Левая часть кривой отражает изменение параметра п от нуля до р Ър. [давление паров определяется уравнением (6.3)1, правая—изменение параметра п от р/Ьра ДО бесконечности [давление паров определяется уравнением (6.5)1. [c.223] Из изложенного выше следует, что давление паров продукта реакции в зоне смешения газов, т. е. при изменении параметра п от нуля до бесконечности, может быть представлено на графике двумя отрезками пересекающихся кривых (рис. 6.1). Левая часть этой кривой построена по уравнению (6.3), правая—по уравнению (6.5). Точка пересечения кривых соответствует одному и тому же значению р. Для заданных потоков в точке пересечения кривых давление паров продукта реакции будет максимальным. [c.224] Сложность задачи не позволяет вывести уравнение для определения пересыщения пара в общем виде. Однако в отдельных случаях влиянием некоторых факторов можно пренебречь, и тогда выражение для определения величины пересыщения может быть получено в достаточно удобном виде. Так, для газовых реакций, протекающих с большой скоростью, оно не оказывает влияния на другие параметры, и его можно не учитывать. [c.225] Последний член в знаменателе уравнения (6.3) учитывает изменение объема газовой смеси в результате реакции. [c.225] Например, при столкновении молекул SO3 и Н2О, NHg и НС1 и многих других веществ происходит образование паров новых соединений (H2SO4, NH4 I и др.), обладающих низким давлением пара, поэтому возникает высокое пересыщение пара они конденсируются в объеме с образованием тумана. [c.226] При нагревании паров пентакарбонилжелеза Fe( O)g и тет-ракарбонилникеля Ni( 0)4 происходит разложение этих продуктов с выделением паров металлов, которые конденсируются в объеме и осаждаются в виде металлических порошков. Аналогично происходит разложение некоторых углеводородов при нагревании их в отсутствие или при недостатке кислорода. Углеводороды разлагаются с выделением паров углерода, которые конденсируются в объеме в виде мельчайших частичек, образующих высокодисперсную сажу (стр. 245). [c.226] При взаимодействии Si l4 и с парами воды при температуре около 1000 °С происходит гидролиз этих продуктов (стр. 250) с образованием паров SiOj, конденсирующихся в объеме с образованием высокодисперсного продукта—аэросила (белая сажа). [c.226] Теория процесса образования пересыщенного пара в результате химической реакции газообразных веществ в объеме разработана недостаточно, поэтому в настоящей главе рассматриваются только некоторые вопросы этой важной проблемы. [c.226] Общая химическая технология, т. 1, Госхимиздат, 1953. [c.227] При смешении обоих потоков (после прохождения через слой кислоты) содержание тумана серной кислоты в газовой смеси будет меньше, чем в случае, когда горячий газ не добавляется. [c.229] В табл. 5.20 приведены расчетные данные о содержании тумана и паров серной кислоты в газовой смеси после третьей камеры при подаче различного количества горячего топочного газа непосредственно в кислоту, содержащуюся во второй и третьей камерах. Из этих данных видно, что с повышением количества горячего газа, подаваемого во вторую и третью камеры, содержание серной кислоты вначале уменьшается, а затем увеличивается. Это позволяет рассчитать оптимальный режим концентрирования для данного случая. [c.229] Из приведенных данных, кроме того, следует, что концентрирование серной кислоты непосредственным соприкосновением горячих газов с кислотой может быть осуществлено без образования тумана, если его проводить при определенных условиях. Эти условия заключаются в осуществлении процесса концентрирования в несколько стадий, причем, чем больше промежуточных стадий, тем легче создать условия, исключающие образование тумана. Повышение температуры газа перед поступлением его в последующие камеры или подача горячего топочного газа в камеры по отдельной трубе соответственно приводят к уменьшению количества стадий концентрирования. [c.229] Результаты расчета трехкамерного барабанного концентратора показывают, что при нагревании газа перед подачей его в последующую камеру путем добавления горячего топочного газа (перед второй камерой 46% и перед третьей камерой 22%) содержание паров серной кислоты на выходе из второй камеры соответствует парциальному давлению паров 0,66 мм рт. ст., а после третьей камеры 0,09 мм рт. ст. (0,48 г-м ). Из сравнения этих данных с данными табл. 5.19 видно, что добавление горячего газа значительно улучшает процесс концентрирования серной кислоты. В двух камерах (кроме первой) достигается более полная конденсация пара серной кислоты, чем в трех камерах без нагревания газа. [c.230] Большой практический интерес представляет также подача горячего топочного газа во вторую и последующие камеры концентратора по отдельным трубам (рис. 5.27) с целью снижения возникающего пересыщения. В этом случае в камеру поступают два газовых потока, проходящих через слой кислоты независимо друг от друга. В каждом из этих потоков происходят разные процессы. В газовом потоке, поступающем из первой камеры, присутствует пар серной кислоты, который в основном переходит в туман. Горячий газовый поток, поступающий из топки, не содержит пара серной кислоты, поэтому после соприкосновения с серной кислотой в нем не образуется туман, он лишь насыщается ее парами. Так как концентрация кислоты во второй камере низкая, количество пгров серной кислоты в газовом потоке невелико, и давление насыщенного пара значительно меньше, чем в первой камере (в первой камере оно составляет 8,4, во второй—0,17 мм рт. ст.). [c.230] Вернуться к основной статье