ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подбор аппаратуры из "Общая химическая технология" Выбор аппарата диктуется прежде всего экономическими соображениями аппарат должен быть максимально простым и дешевым, а протекающие в нем процессы должны осуществляться при оптимальных условиях. [c.222] Химический процесс состоит из трех стадий подготовки сырья, химической реакции и разделения продуктов реакции (рис. I. 1). [c.222] Во многих случаях химическое производство состоит из двух или нескольких отдельных химических процессов, в результате каждого из них получают продукт, служащий сырьем для последующего процесса. Примером этому может служить процесс получения продукта Н, принципиальная схема которого показана на рис. X. 6, а, а также процесс производства кальцинированной соды, химическая схема которого приведена на стр. 212. [c.222] Из схемы видно, что в производстве соды протекает пять химических реакций получение СаО и СОг по реакции (а) получение NH4 I и НаНСОз по реакции (б) получение Са(ОН)а по реакции (в), получение NH3, a lo и Н О по реакции (г) и получение КягСОз (целевой продукт), СО2 и Н2О по реакции (д). [c.223] В каждом из этих процессов образуются промежуточные продукты, служащие сырьем для последующего процесса. [c.223] Исходя из химической схемы процесса, реактор является основным аппаратом, поскольку в нем осуществляется химическая реакция. Без химического реактора не может быть химического процесса. В то же время, стадии подготовки сырья и разделения продуктов реакции, являющиеся вспомогательными, во многих процессах отсутствуют. В таких процессах либо сырье поступает в виде, готовом для последующей переработки непосредственно в реакторе, либо в реакторе образуется готовый целевой продукт, передаваемый непосредственно потребителю. [c.223] Поскольку химических производств много, а некоторые из них состоят из нескольких химических процессов, часто весьма существенно отличающихся по своему характеру, то и реактор, и вспомогательная аппаратура, используемая при оформлении химических производств, могут быть самыми разнообразными. Поэтому не представляется возможным давать какие-либо общие указания по выбору аппаратуры при оформлении химического процесса в каждом отдельном случае вопрос решается с учетом специфических особенностей конкретного химического процесса. [c.223] В качестве примера рассмотрим выбор аппаратуры для производства фосфорной кислоты сернокислотным разложением фосфатов и для производства серной кислоты из сероводорода. [c.223] Как видно из рис. X. 2, получение фосфорной кислоты сернокислотным разложением состоит в том, что измельченный фосфат, затем фосфорная кислота и серная кислота поступают в реактор, где в результате протекания реакции (X. 1) образуется смесь, состоящая из водного раствора фосфорной кислоты и сернокислого кальция. Последний плохо растворим в разбавленной фосфорной кислоте, поэтому выпадает в осадок, образуя взвесь — пульпу. [c.223] Важная особенность рассматриваемого процесса состоит также в том, что на первой его стадии происходит смешение измельченного фосфата только с фосфорной кислотой, а серная кислота добавляется в дальнейшем, после того, как фосфат будет предварительно обработан фосфорной кислотой (см. рис. X. 2). Кроме того, для регулирования температурного режима процесса часть реакционной смеси (пульпы) направляется в вакуум-испаритель, где в результате испарения воды пульпа охлаждается. При добавлении охлажденной пульпы в начало процесса регулируется температурный режим. Указанные условия также в наибольшей степени обеспечиваются в реакторе смешения непрерывном. Этим объясняется тот факт, что реактор смешения получил широкое распространение в производстве фосфорной кислоты. [c.224] Рассмотрим основные соображения, по которым производится выбор реакторов и вспомогательной аппаратуры в производстве серной кислоты из сероводорода. [c.224] Химическая схема производства серной кислоты из сероводорода изображается в виде следующих уравнений. [c.224] Таким образом производство серной кислоты из сероводорода состоит из трех различных как по своему характеру, так и по аппаратурному оформлению процессов. [c.224] Газообразный сероводород под давлением поступает в печь 2 на сжигание в смеси с воздухом, подаваемым нагнетателем 1 (рис. X. 12). Из печи газ при температуре около 1000 °С поступает в котел-утилизатор, где тепло газа используется для получения пара. Охлажденный газ при 450 °С поступает в контактный аппарат 4 с промежуточным теплообменом, загруженный контактной ванадиевой массой. Для снижения температуры газа после контактной массы его смешивают с атмосферным воздухом (рис. УП1.4, е). [c.224] Из контактного аппарата газ, содержащий 50з и пары воды, поступает в башню-конденсатор 5, заполненную кольцевой насадкой и орошаемую серной кислотой (рис. VIII. 3, а). Температура орошающей кислоты на входе в башню 50—60 С, на выходе из башни 80—90 °С. При охлаждении серный ангидрид и пары воды образуют пары серной кислоты, которые затем конденсируются частично на поверхности орошающей кислоты ( 65%) и частично в объеме с образованием тумана, который выделяется из газа в электрофильтре 6. [c.224] Реакция окисления сернистого ангидрида — гетерогенно-каталитическая реакция, сопровождающаяся выделением большого количества тепла. Эта реакция является типичной газовой реакцией, проводимой на твердом пористом ката-, лизаторе. Наиболее эффективны для этих процессов полочные реакторы с промежуточным теплообменом. Они просты, дешевы, надежны в работе и обеспечивают высокую степень превращения. Такой типовой реактор и применяется в рассматриваемом процессе. [c.225] Наиболее важной вспомогательной аппаратурой в производстве серной кислоты из сероводорода являются котел-утилизатор 3, электрофильтр 6 и холодильник кислоты 7. [c.225] Поскольку выходящие из печи газы имеют высокую температуру 1000 °С, они могут быть использованы для получения пара высокого давления (около 4 МПа). Для этой цели и служит котел-утилизатор. [c.225] Пар является ценным продуктом и его реализация позволяет снизить себестоимость целевого продукта — серной кислоты. [c.225] Электрофильтр 6 предназначен для выделения тумана серной кислоты, образующегося при конденсации паров серной кислоты в башне 5. Этот аппарат имеет существенные достоинства перед другими аппаратами, применяемыми для выделения аэрозолей, вообще, и тумана, в частности, (циклоны, центробежные осадители, волокнистые фильтры и др.). Электрофильтр обеспечивает высокую степень очистки газов от взвешенных, даже очень мелких, частиц, что особенно важно с точки зрения охраны окружающей среды. После электрофильтра газ выводят в атмосферу, поэтому содержание в нем даже небольшого количества серной кислоты приводит к загрязнению атмосферы и вызывает разрушения на территории, прилегающей к предприятию. [c.225] Вернуться к основной статье