ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловое равновесие и физико-химические основы сатураторного процесса из "Улавливание и переработка химических продуктов коксования " Полупрямой метод производства сульфата аммония получил повсеместное распространение. Поэто.му целесообразно п1 0ве сти анализ сатураторного процесса при полупрямом методе. Для анализа следует воспользоваться методом составления материаль- ного и теплового балансов сатуратора. [c.117] Содержание аммиака в газе после сатуратора. [c.117] Концентрация серной кислоты. . [c.117] Количество аммиака, поступающее в сатуратор с газом о оо, .7 11 300 лг/час. [c.117] Потери аммиака составляют менее 0,5 /о. Сатураторный процесс извлечения аммиака серной кислотой имеег то дополнительное преимущество перед скрубберным, что он сопровождается значительно меньшими потерями. При скрубберпом процессе, кроме потерь с обратным газом, имеются потери аммиака со сточными водами из аммиачных колонн. [c.118] Основное количество воды поступает в сатуратор в виде паров с коксовым газом и паров из аммиачной колонны Кроме того, в жидком виде вода поступает с серной кислотой, так как последняя имеет концентрацию 77 /о. Незначительное количество воды попадает в сатуратор еще при промывке сульфата в центрифугах. Удаляется вода из сатуратора только в виде паров в коксовом газе. Воды должно удаляться столько же, сколько ее поступает. В противном случае в сатураторе начнется накопление воды, произойдет так называемое обводнение маточного раствора, которое приведет к расстройству процесса, так как из разбавленного раствора перестанет выкристаллизовываться сульфат. Образующийся при этом избыток маточного раствора удаляют из сатуратора в резервный сборник. Затем избыточную воду выпаривают в сатураторе путем повышения температуры газа и маточного раствора при постепенном перекачивании избытка последнего обратно в сатуратор. Это связано с ухудшением качества сульфата аммония, увеличением сопротивления сатуратора, усложнением работы конечного газового холодильника и, как ниже будет показано, с потерями легких пиридиновых оснований. Поэтому обводнение маточного раствора сатуратора должно рассматриваться как авария и его следует тщательно избегать. [c.118] Количество испаряющепся воды зависит от упругости водяных паров над маточным раствором в ванне сатуратора. Чем больше упругость водяных паров над раствором, тем больше воды будет испаряться. Если упругость паров над ванной сатуратора равна парциальному давлению водяных паров в поступающем газе, то вода из раствора испаряться не будет. Вводимая с кислотой вода, а также промывные воды будут при этом накапливаться в маточном растворе, т. е. разбавлять его. [c.120] Для установления в сатураторе требуемого равновесия необходимо, чтобы упругость водяных пароз над маточным раствором составляла 60 мм рт. ст. В этом случае из маточного раствора будет выделяться столько же воды, сколько в него поступает, и, следовательно, обводнения раствора не произойдет. [c.121] Упругость паров над маточным раствором зависит от кислотности, концентрации и температуры раствора. [c.121] Чем больше кислотность и концентрация раствора, тем меньше упругость паров. Чем выше температура раствора, гем больше упругость паров. [c.121] Зависимость между температурой раствора и упругостью паров показана на рис. 33. [c.121] В качестве раствора принят насыщенный раствор сульфата аммония при избытке серной кислоты 8 /о. [c.121] По кривой, выражающей зависимость между температурой маточного раствора и упругостью водяного пара над ним, можно определить, что упругости. паров 60 мм соответствует температура 43°. Из этого следует, что для того, чтобы вся вводимая в сатуратор вода удалялась в виде паров, температура маточного раствора должна быть не ниже 43°. [c.121] Коксовый газ, барботируя через слой маточного раствора в сатураторе, стремится принять температуру раствора. При температуре более высокой, чем температура раствора, газ охлаждается и за счет этого происходит подогрев раствора при температуре более низкой, чем температура ванны сатуратора, газ подогревается за счет тепла маточного раствора, охлаждая последний. [c.121] Точка росы газа при содержании водяных паров 58,7 г/л составляет 40°. Так как газ входит в сатуратор с температурой 40°, то его дополнительный подогрев является излишним. Вычисленная выше температура маточного раствора составляет 43°, и поэтому в сатураторе происходит подогрев газа за счет тепла маточного раствора. Полного выравнивания температур газа и раствора не происходит вследствие очень кратковременного пребывания (быстрого барботажа) газа в сатураторе. [c.122] По данным теплового баланса сатуратора можно судить, необходим ли дополнительный источник тепла для процесса, т. е. следует ли подогревать газ или маточный раствор. [c.122] Сх и Сг — соответствующие теплоемкости водяного пара (0,453 кал/кг) и аммиака (0,524 кал/кг) и — температура пароаммиачной смеси и — температура маточного раствора. [c.122] С — теплоемкость сульфата аммония, равная 0,34 кал кг t — температура сульфата аммония, равная температуре маточного раствора в сатураторе. [c.123] Если приход тепла в сатураторе больше расхода (Р О ), то дополнительный подвод тепла не нужен если же расход тепла превышает приход (Р С 0, то необходим искусственный подвод тепла либо путем подогревания газа перед входом его в сатуратор, либо путем подогревания циркулирующего маточного раствора. [c.124] Вернуться к основной статье