ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологический режим башенных систем из "Технология серной кислоты Издание 2" Основной процесс окисления диоксида серы в производстве серной кислоты нитрозным методом осложнен многими одновременно протекающими химическими процессами. Эти процессы тесно связаны между собой, поэтому каждый из них нельзя рассматривать отдельно от других. На ход этих процессов весьма существенное влияние оказывают число башен, количество кислоты, орошающей эти башни, интенсивность процессов тепло- и массопередачи в газах и жидкости и др. Определение наиболее выгодного соотношения химических и физических факторов протекающих процессов позволяет установить оптимальный технологический режим. [c.257] Практически каждая из этих стадий включает ряд процессов и осуществляется в нескольких башнях. Строгого разграничения процессов по башням провести нельзя, так как в каждой башне одновременно с основными процессами протекают и побочные. Например, в первой башне (см. рис. 9-1) наряду с денитрацией серной кислоты происходит окисление части диоксида серы. Во второй башне одновременно протекают окисление ЗОг и оксидов азота и абсорбция их орошающей кислотой, особенно в верхней части башни. В абсорбционных башнях поглощение оксидов азота сопровождается их окислением. [c.258] Башенный процесс можно проводить не только в пяти, но и в большем или меньшем числе башен. Существуют, например, башенные системы из шести, семи и даже восьми башен. Теоретически возможна башенная система, в которой весь нитрозный процесс переработки диоксида серы будет протекать в одной башне (такие предложения имеются). С увеличением числа башен технологический режим системы становится более устойчивым, так как при этом легко устраняются отдельные его нарушения. Чем меньше башен в системе, тем труднее поддерживать ее постоянный технологический режим. [c.258] По мере изучения нитрозного процесса число башен в системе постепенно сокращают, однако с повышением интенсивности нитрозного процесса это уменьшение не всегда оправдано. Интенсивность башенной системы (в кг/м ) характеризуется количеством сеоной кислоты (в пересчете на 100% НгЗО ), получаемой в сутки на единицу суммарного объема всех башен. На отечественных заводах она составляет 100—150 кг/м . В семибашенной системе (рис. 9-8) процесс состоит в следующем. [c.258] Горячий обжиговый газ поступает параллельно в две одинаковые башни — денитратор 1 и концентратор 2, являющийся первой продукционной башней. По выходе из этих башен газ объединяется в один общий поток, который проходит во вторую продукционную башню 3. Далее газ поступает в окислительный объем — башню 4 и три абсорбционные башни 5—7. Из последней абсорбционной башни 7 газ направляется в электрофильтр 8 для выделения брызг и тумана серной кислоты. Отходящие газы затем через трубу удаляются в атмосферу. Для перемещения газа через башенную систему служит вентилятор 9, устанавливаемый между первой абсорбционной башней 5 и вторым абсорбером 6. Таким образом, башни I—5 работают при разрежении, башни 5, 7 и электрофильтр 8 — под давлением. [c.258] По описанной схеме окисление ЗОг во второй продукционной башне 3 происходит с высокой скоростью, так как эта башня орошается концентрированной нитрозой. Установка дополнительной абсорбционной башни 7 в конце системы обусловлена необходимостью глубокой очистки отходящих газов от оксидов азота в соответствии с санитарными требованиями, поэтому такую башню часто называют санитарной. [c.259] Схема орошения. Общая схема орошения, т, е, передача кислоты от башни к башне, зависит от технологического режима системы и числа башен. [c.259] Если количество кислоты, вытекающей из продукционной башни 2, недостаточно для полного смачивания насадки последней абсорбционной башни, то часть кислоты, вытекающей из абсорбера 7, возвращается на ее орошение, т. е. последняя абсорбционная башня частично орошается на себя . [c.260] Плотность орошения. Для экономии электроэнергии плотность орошения должна быть минимальной, но достаточной для-полного смачивания насадки. Минимально необходимую плотность орошения можно подсчитать исходя из поверхности насадки и толщины пленки кислоты, смачивающей эту поверхность. По лабораторным данным, минимальная плотность орошения составляет 3—4 м /(м2-ч). В производственных условиях плотность орошения обычно значительно выше— 10—20 м /(м2- ч), так как применяемые разбрызгиватели кислоты пока не обеспечивают равномерного ее распределения по всему сечению башни, с увеличением же плотности орошения неравномерность распределения кислоты уменьшается. Кроме того, повышенная плотность орошения в продукционной зоне вызывается необходимостью подачи в нее достаточного количества оксидов азота и снижением температуры газа до оптимального значения. [c.260] Для характеристики работы башни пользуются также термином кратность орошения . Под ним понимают отношение общего количества кислоты, орошающей все башни, к количеству готовой продукции. Кратность орошения определяют по данным материального баланса и обычно составляет 30—50. Чем интенсивнее работает система, тем меньше кратность орошения при одинаковой плотности орошения. В малоинтенсивных системах для создания достаточной плотности орошениа приходилось повышать ее кратность путем частичного орошения башен на себя . [c.260] Концентрация орошающей кислоты. Из рис. 9-1 видно, что кислота, орошающая башни, циркулирует в едином общем цикле из абсорбционных башен кислота направляется на орошение продукционных башен, затем часть кислоты поступает на орошение последней абсорбционной башни, остальное перекачивается на склад готовой продукции. Поэтому выбор концентрации башенной кислоты определяется не только технологическими факторами, но и требованиями, которые предъявляются потребителями кислоты, условиями ее перевозки и др. [c.260] Согласно ГОСТ, концентрация башенной кислоты должна быть не менее 75% Н2504. Температура кристаллизации такой кислоты —51 °С, поэтому при перевозке и хранении ее в зимнее время практически исключается возможность замерзания кислоты. [c.260] Орошение башен кислотой пониженной концентрации (менее 75% Н2504) нецелесообразно вследствие ухудшения условий абсорбции оксидов азота и увеличения их потерь. Кроме того, кислота концентрацией ниже 75% Н2504 вызывает усиленную коррозию стальной и чугунной аппаратуры. [c.261] На некоторых заводах для получения более концентрированной кислоты в денитрационной башне денитратор орошают небольшим количеством кислоты кислота нагревается горячим обжиговым газом и упаривается до концентрации 90—91% Н2504. Однако это усложняет технологический процесс и Потому практикуется лишь в особых случаях. [c.261] Температура и нитрозность орошающей кислоты. Чем выше температура и нитрозность кислоты, тем больше скорость абсорбции диоксида серы нитрозой. Поэтому в продукционных башнях целесообразно поддерживать возможно более высокие температуру и нитрозность орошающей кислоты. Но продукционные башни орошаются кислотой из абсорбционных башен (см. рис. 9-1), в которых с повышением температуры и нитроз-ности ухудшается поглощение оксидов азота. В связи с этим в башенном процессе следует подбирать оптимальные температуру и нитрозность орошающих кислот. [c.261] Температура кислоты, орошающей последнюю абсорбционную башню, должна быть как можно ниже она определяется температурой охлаждающей воды, подаваемой в оросительные холодильники. По нормам технологического режима температура кислоты, орошающей последнюю башню системы, не должна превышать 40 °С. При этом создаются хорошие условия для абсорбции оксидов азота, а низкая температура кислоты, поступающей из последней абсорбционной башни, влияет на температурный режим продукционных башен незначительно. [c.261] Кислота, поступающая в первую абсорбционную башню, имеет температуру 45—55°С. В результате выделения тепла при абсорбции оксидов азота и конденсации паров воды кислота нагревается на 15—20°С и выходит из башни при температуре 60—75 °С, поступая далее на орошение денитратора и продукционных башен. Температура кислоты, вытекающей из денитрационной башни, зависит главным образом от концентрации в ней Н2 04 и от температуры обжигового газа, подаваемого в денитратор. Чем выше эта температура, тем полнее де-нитруется серная кислота и тем больше получается кислоты, свободной от оксидов азота, что имеет существенное значение для работы последней абсорбционной башни. [c.261] На рис. 9-9 показаны кривые, построенные по практическим данным. Из рисунка видно, что основное количество ЗОд перерабатывается в башнях 1 н 2, а максимальное количество оксидов азота содержится в газе, находящемся примерно в средней части продукционной башни 3. В нижней части этой башни протекает главным образом процесс переработки ЗОз, сопровождающийся выделением оксида азота в газовую фазу, в верхней части башни — процесс их абсорбции, причем содержание оксидов азота в газовой фазе начинает уменьшаться. [c.262] Кривые 1 и II на рис. 9-9 характеризует работу современных башенных систем и наглядно показывают пути их интенсификации, поскольку процессы переработки ЗОз и абсорбции оксидов азота протекают в основном в начале (в голове ) системы. [c.262] В газе башенных систем многих зарубежных предприятий содержание ЫО-ЬМОз ниже, поэтому интенсивность нитрозного процесса в них значительно меньше (см. рис. 9-9, кривые 1а и Па). [c.262] Вернуться к основной статье