ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы производства из "Технология минеральных удобрений и солей" Сернистый натрий получается главным образом путем восстановления сульфата натрия. В качестве восстановителя применяется уголь. Восстановление осуществляют во вращающихся печах периодического действия на некоторых заводах еще сохранились примитивные ручные подовые печи. [c.263] Основная масса сульфата натрия восстанавливается, видимо, по реакции (1). Если в печь проникает некоторое количество воздуха, что обычно происходит главным образом в подовых печах, то часть реакционного угля сгорает до СО, так как выше 800° равновесие в смеси СО и СОц над углем сдвинуто в сторону СО. [c.264] По этой же причине часть Og, выделяющейся по реакции (1), также превращается в СО. Некоторое количество сульфата восстанавливается окисью углерода по реакции (3), а образующийся углекислый газ, реагируя с углем, вновь превращается в окись углерода в итоге это приводит к частичному протеканию процесса по реакции (2). При содержании в топочных газах кислорода СО сгорает до СО , поэтому газы, выходящие из печи, содержат мало или совсем не содержат СО. [c.264] что восстановление протекает не только по реакции (1), но и по реакциям (2) и (3) и сопровождается простым выгоранием угля, подтверждается расходом угля, который в заводских условиях значительно превышает количество, требующееся по реакции (1). Теоретический расход 100%-ного углерода по этой реакции составляет 0,17 m на 1 m сульфата натрия (100%о)- На практике расход угля выше при восстановлении в подовых печах он превышает теоретический в 2—3 раза и составляет 30—50%, от веса сульфата, а при плохом состоянии печей и больше. [c.264] В условиях, обеспечивающих отсутствие значительных подсосов воздуха, восстановление сульфата натрия протекает в основном по реакции (1) с малым расходом угля. При этом в отходящих газах содержится 13—14% СО и около 5% СО. [c.264] Восстановление сульфата начинается при температурах ниже температуры его плавления (890°), но в производственных условиях, при применении в качестве восстановителя сравнительно крупнозернистого каменного угля, интенсивный процесс восстановления протекает лишь после появления жидкой фазы, смачивающей поверхность частиц угля. Наоборот, восстановление газами замедляется при плавлении шихты, так как жидкая фаза затрудняет доступ газа внутрь реакционной массы, — газ может проникнуть в нее, только растворяясь и медленно дис )фундируя. [c.264] Период I наступает сразу же после загрузки шихты в горячую печь. Он характеризуется плавлением сульфата натрия, сопровождающимся медленным нарастанием скорости процесса. Основной период II характеризуется кипением плава, вызываемым бурным выделением углекислого газа. Этот период, когда плав остается жидким, соответствует наибольшей скорости процесса. Период III, наступающий к концу процесса и называемый периодом созревания плава, характеризуется загустеванием шихты и снижением скорости нарастания количества NaaS в связи с уменьшением концентрации NajSOi в жидкой фазе. [c.265] Плав в печи обычно несколько перегрет. Вследствие высокой температуры топочных газов по мере выпадения N838 в твердую фазу температура плава не остается постоянной, а непрерывно повышается. Изменение температуры и состава жидкой фазы совершается вдоль кривой плавкости ВЕ. Если плав выгружается при 1050°, то изменение температуры жидкой фазы идет вдоль отрезка с(1 до точки й. [c.265] В ручных подовых печах поддерживают более низкую температуру (950—1000°), а для того, чтобы плав не затвердевал, восстановление сульфата натрия не доводят до конца, а оставляют некоторое количество жидкой фазы, которая придает плаву необходимую подвижность для выгребания его из печи (кашеобразная консистенция). [c.266] Содержание остаточного сульфата натрия в плаве зависит от температуры восстановления в плаве, получаемом во вращающихся печах, т. е. при более высоких температурах, оставляют меньше невосстановленного сульфата, чем в плаве подовых печей. При температурах выше температуры плавления N328 сульфат натрия может быть восстановлен полностью. Кроме сульфата и сульфида в плаве содержатся сода и метасиликат натрия (см. ниже), которые также находятся в жидкой фазе. Содержание сульфата натрия в выгружаемом плаве может быть тем меньше, чем больше в нем соды и метасиликата, которые заменяют часть сульфата в жидкости, обеспечивающей подвижность плава. [c.266] Избыток угля в шихте значительно увеличивает вязкость плава и сильно уменьшает его теплопроводность. Реакция восстановления сульфата натрия протекает очень быстро — в течение нескольких минут или даже долей минуты. Общая же продолжительность процесса, измеряемая часами, определяется длительностью прогрева шихты, зависящей, при прочих равных условиях, от содержания в ней угля. Чем больше угля в шихте, тем медленнее она прогревается, тем больше продолжительность пребывания плава в печи и тем ниже производительность печи. [c.266] С целью уменьшения весового соотношения угля и сульфата натрия в шихте, как и при восстановлении сульфата бария, лучше применять уголь, содержащий мало летучих. [c.266] Продолжительность процесса восстановления в заводских условиях зависит не только от качества сульфата натрия и угля и от состава шихты, но и от интенсивности ее перемешивания, состава и температуры греющих газов и т. п. Она колеблется в пределах от 1 до 2,5 час. При этом степень восстановления сульфата в заводских печах составляет 80—85%. При крупном угле получается плав с меньшим содержанием МазЗ и с большим содержанием N32804. Чем мельче уголь, тем больше реакционная поверхность и тем быстрее и полнее идет реакция. [c.266] Эта реакция обусловливает потерю серы в газах в виде HjS, который частично сгорает в SOg. В результате взаимодействия HgS и S0-2 образуется элементарная сера, тоже сгорающая в SOj. В газах обнаруживаются также небольшие количества OS. [c.267] Потеря серы в виде газообразных соединений приводит при передержке плава в печи к уменьшению содержания в нем NajS. [c.267] Вернуться к основной статье