ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Р а м м, В. М. Ра м м. Расчет процесса неизотермической абсорбЕции SOa олеумом из "Исследования в области абсорбционных процессов Вып 214" Способ получения 100%-ного ЗОг путем отгонки его из насыщенных растворов сульфит-бисульфита аммония нашел применение на нескольких химических предприятиях нашей страны. Этот способ основан на гидролитическом разложении сульфит-бисульфита аммония при его нагревании и обработке паром. [c.3] Физико-химические основы процесса, а также кинетика вьще-ления 502 в насадочных колоннах были изучены ранее и описаны Б литературе —4]. Установлено, что лимитирующей стадией процесса отгонки является не десорбция 50г, а гидролитическая реакция в жидкой фазе. Как и любая химическая реакция, она требует для своего завершения определенного времени, различного для каждой температуры. При отгонке 50г из сульфит-бисульфита аммония, в котором основание летуче, возможная теоретическая полнота выделения 5О2 возрастает с понижением температуры. Но с понижением температуры скорость процесса сильно замедляется, так что достижение необходимой эффективности становится возможным лишь при увеличении продолжительности пребывания раствора в активной зоне аппарата. [c.3] В насадочных колоннах, как известно, продолжительность пребывания раствора на насадке можно увеличить лишь путем уменьшения плотности орошения. В связи с этим представлялось целесообразным испытать для отгонки 50г многоступенчатый аппарат тарельчатого типа, в котором продолжительность пребывания раствора на насадке легко регулируется изменением запаса жидкости на тарелках. [c.3] Насыщенный сульфит-бисульфитный раствор поступает через ротаметр и подогреватель на верхнюю или на одну из расположенных ниже тарелок отгонной колонки. Пройдя через колонку, раствор с нижней тарелки поступает в выносной циркуляционный кипятильник и далее в сборник. Пары из кипятильника, входя на каждой тарелке в контакт со стекающим вниз горячим раствором, постепенно обогащаются сернистым ангидридом, непрерывно образующимся в жидкой фазе в результате гидролиза сульфит-бисульфита аммония. Выходящая из колонки паро-газовая смесь поступает в вакуумную установку. [c.4] Основные экспериментальные данные, полученные при изучении работы колонки, помещены в виде средних величин в таблице. [c.4] Приведенная в таблице продолжительность пребывания раствора на тарелках получена исходя из общего расхода и предварительно замеренного объема раствора, заполняющего каждую тарелку до точки перелива. Эти величины являются ориентировочными, поскольку фактический объем раствора на тарелке при бар-ботаже неизвестен. [c.4] Удельный расход пара, указанный в таблице, рассчитан по данным анализа на НгО и SOg отходящей т колонки паро-газовой смеси. Он соответствует поэтому расходу пара только на отгонку SO2, без учета подогрева раствора до температуры кипения и компенсации тепловых потерь колонки в окружающую среду. Эффективность работы опытной колонки можно оценить как по значению молярного отношения SO2/NH3 (эфф.) 1в вытекающем растворе, так и по величине достигнутого к. п. д. [c.4] Известно [1, 5], что (s/ ) зависит только от температуры, при которой производится отгонка SO2, и не зависит от общей концентрации раствора. [c.7] Единственной характеристикой остается к. п. д. колонки, который в сопоставлении с продолжительностью пребывания раствора на тарелках дает достаточно полное представление о скорости изучаемого процесса при различных режимах работы колонки. [c.7] Из данных таблицы видно, что влияние температурного фактора оказалось наиболее сильным. При температуре отгонки 100 С и выше полная регенерация раствора в колонке достигалась прй продолжительности пребывания раствора на тарелках около 2 мин. При снижении температуры до 90°С время, необходимое для полной регенерации раствора, увеличивалось до 4—5 мин. При дальнейшем снижении температуры отгонки (до 80—85°С, вакуум около 500 мм рт. ст.) регенерация раствора при продолжительн ости пребывания его на тарелках около 4 мин. осуществлялась уже только на 85—90%. [c.7] Соотношения между продолжительностью пребывания раствора на тарелках при различной температуре изображены графически на рис. 2. [c.7] Хотя экспериментальные точки давали большой разброс и ход кривых на рисунке поэтому несколько сглажен, полученные соотношения наглядно показывают, как влияет температура на скорость процесса. Эти соотношения могут практически применяться для выбора оптимальных условий выделения SO2 из раствора сульфит-бисульфита аммония в отгонных колоннах тарельчатого типа. [c.7] Результаты анализа раствора, протекавшего по тарелкам ко лонки, показаны для четырех наиболее типичных опытов на рис. 3. По этим данным можно судить о роли отдельных тарелок в общем процессе отгонки SO2 из раствора. Как видно из рисунка, в большинстве опытов основная нагрузка падает на верхние тарелки. [c.7] Опыты показали, что повышение удельного расхода пара приводит при прочих равных условиях к некоторому повышению к. п. д. колонки. Это вполне закономерно и объясняется увеличением поверхности контакта фаз и улучшением массообмена на тарелках. Можно также полагать, что в результате более интенсивного ценообразования увеличивается и общее количество жидкости, удерживаемой в колонке, вследствие чего фактическая продолжительность пребывания раствора в колонке превышает расчетную. Наряду с этим в ряде опытов получен высокий к. п. д. при удельном расходе пара всего 1,5—2,8 кг/кг ЗОг, близком к предельно минимальному расходу в условиях равновесия. [c.9] Отсюда следует важный вывод если дается достаточное время для завершения реакций гидролиза в жидкой фазе, то в тарельчатой колонке с 12—13 ступенями контакта можно проводить отгонку ЗОг из раствора до теоретически возможного предела при минимальном расходе пара, также близком к теоретическому. В этом заключается основное преимущество тарельчатой колпачковой колонны перед насадочными колоннами. Другим ее преимуществом является возможность работы без подогревателя раствора с использованием верхних тарелок для подогрева раствора паро-газовой смесью до температуры кипения. [c.9] Опыты показали, что при наличии некоторого запаса высоты в колонке это не вызывало заметного ухудшения ее работы Нам представляется целесообразным осуществить такую схему и на крупных колоннах, так как при этом более полно используется тепло паров, затрачиваемых на отгонку ЗОг значительно уменьшается поверхность конденсаторов, устанавливаемых после колонны для конденсации водяных паров из смеси ЗОг—НгО, ввиду снижения температуры отходящей паро-газовой смеси резко уменьшается коррозийное воздействие паро-газовой смеси на аппаратуру, что позволяет применять более дешевые марки стали или алюминия. [c.9] Большой практический интерес представляет также выявленная возможность использования верхних тарелок колонны для подогрева поступающего раствора, что позволяет лучше использовать тепло пара, уменьшить поверхность конденсаторов и ослабить коррозионное воздействие паро-газовой смеси. [c.10] На основании полученных результатов Гипрохиму была выдана рекомендация для проектирования отгонной колонны тарельчатого типа для цеха получения 100%-ного SO2 по циклическому аммиачному способу на одном из химических заводов г. Волгограда. [c.10] Вернуться к основной статье