![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Производство серной кислоты нитрозным методом
Сущность нитрозного метода состоит в том, что обжиговый газ после очистки от пыли обрабатывается серной кислотой, в которой растворены оксиды азота, — так называемой нитрозой. Диоксид серы поглощается нитрозой и затем окисляется оксидами азота по реакции SO2 + N2O3 + Н2О = H2SO4 + 2NO Образующийся NO плохо растворим в нитрозе и поэтому выделяется из нее, а затем частично окисляется кислородом в газовой фазе до диоксида NO2. Смесь оксидов азота NOи SO2 вновь поглощается серной кислотой и т. д. Оксиды азота, по существу, не расходуются в нитрозном процессе и возвращаются в производственный цикл. Однако вследствие неполного поглощения их серной кислотой они частично уносятся отходящими газами; это составляет невозвратимые потери оксидов. Процесс производства серной кислоты нитрозным методом состоит из следующих стадий: 1) получение SO2; 2) поглощение SO2 нитрозой; 3) окисление SO2 нитрозой; 4) освобождение нитрозы от оксидов азота (денитрация); 5) окисление выделившегося из нитрозы оксида азота кислородом в газовой фазе; 6) поглощение оксидов азота серной кислотой. Раньше нитрозный процесс осуществляли в свинцовых камерах, потому он назывался камерным способом. В настоящее время этот способ, как малопроизводительный, в СССР не применяется. Вместо него применяют башенный способ, по которому все основные и промежуточные процессы переработки SO2 протекают не в камерах, а в башнях, заполненных насадкой и орошаемых серной кислотой. На рис. 9-1 изображена принципиальная схема производства серной кислоты башенным способом. Первая башня, в которую поступает горячий обжиговый газ, предназначена для выделения оксидов азота из кислоты, орошающей башню. Этот процесс называют денитрацией серной кислоты, а башня 1 носит название денитрационной. Около ⅓ денитрационной кислоты, вытекающей из этой башни, передают на склад как готовую продукцию, а остальное поступает на орошение последней башни 4. Денитрационная башня орошается небольшим количеством серной кислоты, поэтому кислота в ней сильно нагревается, что способствует выделению оксидов азота. Одновременно с денитрацией кислоты в башне 1 диоксид серы частично абсорбируется серной кислотой и окисляется оксидами азота. По характеру протекающих процессов первую башню можно схематически разделить на три зоны. В нижней зоне происходит упаривание серной кислоты с выделением паров воды в газовую фазу, в средней зоне оксиды азота выделяются из нитрозы в результате наибольшего ее разбавления, в верхней зоне конденсируются поступающие снизу пары воды и, следовательно, происходит разбавление нитрозы и частичное окисление растворяющегося в ней SO2. Строгого, разделения перечисленных процессов по зонам провести нельзя, так как частично они совмещаются друг с другом. Кроме протекания этих процессов, в первой башне из газа улавливаются также остатки пыли, поглощаются мышьяковистый ангидрид и диоксид селена, конденсируются пары серной кислоты (образуются из SO3, присутствующего в обжиговом газе) и «др. Туман серной кислоты лишь частично поглощается в первой башне, большая часть его поступает в последующие башни системы, где вследствие большой суммарной поверхности частиц тумана он оказывает существенное влияние на протекающие в башнях процессы.
Рис. 9-1. Принципиальная схема башенной системы: 1 — денитрационная башня; 2 — продукционная башня; 3 — окислительная башня; 4 — абсорбционная башня; 5 — холодильники кислоты.
Готовую продукцию в башенных системах отводят только из денитрационной башни, где почти полностью улавливаются все примеси обжигового газа, поэтому башенная кислота загрязнена мышьяком, селеном, огарковой пылью и другими примесями. Основное назначение второй башни — абсорбция диоксида серы из обжигового газа серной кислотой и окисление SO2 нитрозой. В этой башне образуется большая часть серной кислоты (70—80% всей продукции), поэтому ее часто называют продукционной башней. Процесс образования кислоты протекает по всей высоте башни 2, однако основное количество SO2 окисляется в ее нижней части, где создаются условия, наиболее благоприятные для этого процесса. Оксиды азота, выделяющиеся из нитрозы при окислении SO2, частично поглощаются в верхней части башни орошающей ее нитрозой, но большая часть оксидов поступает вместе с газовым потоком в окислительную башню 3. Здесь окисляется такое количество оксида азота, которое требуется, чтобы соотношение между NO и NO2 соответствовало образованию N2O3; в таком виде оксиды азота наиболее полно поглощаются в абсорбционных башнях. В башне 3 NO окисляется кислородом, содержащимся в газе. Степень его окисления регулируют, пропуская часть газа по обводному газопроводу помимо башни (байпас). Из окислительной башни газ поступает в башню 4, где оксиды азота поглощаются орошающей ее серной кислотой; эту башню называют абсорбционной, или поглотительной. При охлаждении обжигового газа и образовании серной кислоты выделяется большое количество тепла, поэтому в денитрационной и продукционных башнях орошающая кислота нагревается и перед возвратом на орошение ее приходится охлаждать. Для этого установлены холодильники 5. При производстве башенной кислоты неизбежны потери оксидов азота с отходящими газами, с продукционной кислотой и др. Для восполнения этих потерь в денитрационную башню 1 и продукционную башню 2 подается азотная кислота. Вода, необходимая для образования серной кислоты, также вводится в эти башни.
|