Производство серной кислоты
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ревращения твердых частиц ?п и понижением производительности печи. Температура спекания колеблется в зависимости от состава (сорта) руды в пределах от 800 до 900?C. Проведение процесса в адиабатическом режиме привело бы к разогреву до более высоких температур. Поэтому часть теплоты обжига приходится отводить внутри печи. Удобнее всего это сделать в печах КС, так как в псевдосжиженном слое твердого материала достаточно велик коэффициент теплоотдачи от колчедана к поверхности охлаждающих элементов [~ 1000 кДж/(мРЖчК)] и в кипящей слой можно ввести змеевики охлаждения.
Для обжига руд применяют несколько типов непрерывно действующих печей, в которых по разному решен вопрос о характере движения твердой фазы. В старых сернокислых установках можно встретить механические (подовые) печи. Измельченный колчедан находиться в таких печах на нескольких подах и сгорает по мере перемещения его гребками с одного пода на другой. В печах пыливидного обжига частицы руды сгорают во время падения в полой камере. В циклонные печи сульфиды металлов подают тангенциально вместе с горячим воздухом с большой скоростью; колчедан сгорает, вращаясь в печи вместе с воздухом: расплавленный огарок вытекает через специальные отверстия.
В настоящее время в сернокислой промышленности для обжига руд применяют в основном печи кипящего слоя с псевдоожиженным слое твердого материала. В псевдоожиженном слое обеспечивается высокая скорость диффузионных и теплообменных процессов (подвод кислорода к поверхности колчедана, отвод диоксида серы в газовый поток, отвод теплоты от поверхности сырья к газовому потоку). Отсутствие тормозящего влияния масс - и теплообмена позволяет проводить обжиг колчедана в таких печах с высокой скоростью. Печи КС характеризуются максимальной интенсивностью в сравнение с другими конструкциями, применяемые для обжига руды. К недостаткам печей КС можно отнести высокую запыленность обжигового газа.
Очистка газа.
Обжиговый газ после сухих электрофильтров с температурой не более 3000С поступает в промывное отделение для удаления примесей.
Сернистый газ охлаждается и промывается серной кислотой, последовательно проходя 1-ю и 2-ю промывные башни (башни стальные, футерованные кислотоупорным кирпичом, 2-я башня имеет насадку из колец Рашига). Часть образующегося тумана осаждается в промывных башнях, большая часть поступает в последующую очистную аппаратуру - в мокрый электрофильтр типа ЭТМ далее в мокрые электрофильтры второй ступени. Промывные башни орошаются в замкнутом цикле.
Между электрофильтрами 1-й и 2-й стадии предусмотрена увлажнительная башня, предназначенная для увлажнения газа и укрупнения тумана серной кислоты.
Первая промывная башня работает в испарительном режиме.
Газ после 1-го, 2-го промывных циклов проходит фильтры ЭТМ (по четыре электрофильтра на системе). Массовая доля серной кислоты, орошающей 1-ю промывную башню, не должна превышать 43 %, так как при этом ухудшается степень очистки газа от фтора. Массовая концентрация фтора не должна превышать 2,0 г/дм3, хлора - 13,0 г/дм3.
Вытекающая из 1-й промывной башни кислота поступает в отстойник, освобождается от взвешенных частиц, направляется в сборник, откуда насосами подается вновь на орошение первой промывной башни. Объем серной кислоты, расходуемой на единицу площади при орошении 1-й промывной башни (плотность орошения), составляет 10-15 м3/(чм2) (на 4-й системе - 20 м3/(чм2)).
Загрязненная фтором, хлором, мышьяком, цинком промывная кислота периодически выводится на станцию смешивания, на переработку.
Для поддержания постоянного уровня в цикл 1-й промывной башни вводится кислота 2-й промывной башни. Концентрация второй промывной кислоты поддерживается за iет подачи кислоты из увлажнительного цикла, а концентрация увлажнительной кислоты поддерживается за iет подачи в цикл технической воды. Массовая доля серной кислоты во 2-й промывной башне поддерживается не более 15 %, увлажнительной кислоты не более 5%.
Для охлаждения орошающей кислоты второй промывной башни установлены кожухотрубные теплообменники на 3 системе, на 4-й и 5-й системах - пластинчатые теплообменники фирмы Альфа Лаваль.
Объем серной кислоты, расходуемой на единицу площади при орошении 2-й промывной башни (плотность орошения), составляет 5-10 м3/(чм2) (на 4-й системе - 15 м3/(чм2)).
На 3 системе для охлаждения кислоты увлажнительного цикла установлены кожухотрубные графитовые теплообменники ТГ-КТ 1400, на 4-й и 5-й системах - пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали.
Вода на входе в промывное отделение 4-й системы проходит очистку от механических примесей, фракцией более 50 мкм в щелевых автоматических фильтрах.[1]
Осушка газов.
Из промывного отделения сернистый газ, насыщенный парами воды, с температурой не более 450С, поступает в сушильное отделение. Ввод конденсационной воды (вместо водооборотной) в систему позволяет улучшить качество выпускаемой продукции, снизить коррозию кожухотрубных холодильников и засульфачивание насадки абсорберов.
Пары воды безвредны для ванадиевой контактной массы, но они приводят к образованию тумана в абсорбционном отделении, возможны большие потери серной кислоты с отходящими газами, кроме того, увеличивается коррозия аппаратуры контактного отделения.[4]
В сушильной башне, стальной, футерованной кислотоупорным кирпичом, с насадкой из колец Рашига 50х50 мм влага газа поглощается серной кислотой, брызги серной кислоты у