1. Аналитическая часть
 Скачать 1.26 Mb.
|
4.4 Производство серной кислотыСерная кислота - наиболее сильная и самая дешевая кислота. Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью, серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Серная кислота не дымит, в концентрированном виде не разрушает черные металлы, в то же время является одной из самых сильных кислот, в широком диапазоне температур (от -40… - 20 до 260-336,5°С) находится в жидком состоянии. Еще в XIII веке серную кислоту получали в незначительных количествах термическим разложением железного купороса FeSO4, поэтому и сейчас один из сортов серной кислоты называется купоросным маслом, хотя уже давно серная кислота не производится из купороса. В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным, существующим более 200 лет, и контактным, освоенным в промышленности в конце ХIХ и начале ХХ века. Контактный способ вытесняет нитрозный (башенный). Первой стадией сернокислотного производства по любому методу является получение диоксида серы при сжигании сернистого сырья. После очистки диоксида серы (особенно в контактном методе) ее окисляют до триоксида серы, который соединяют с водой с получением серной кислоты. Окисление SO2 в SO3 в обычных условиях протекает крайне медленно. Для ускорения процесса применяют катализаторы. Принципиальная технологическая схема производства серной кислоты представлена на рисунке 9. В настоящее время контактным методом получают концентрированную серную кислоту, олеум и 100% серный ангидрид. Газ очищается в промывной башне (1) и электрофильтре (2) и осушается концентрированной серной кислотой в сушильной башне (3). Далее газ, подогретый в теплообменнике (4), поступает в контактный аппарат (5), заполненный катализатором, где SO2 окисляется до SO3. Затем газ проходит теплообменник (4), холодильник (6) и две поглотительные (абсорбционные) башни (7 и 8), где триоксид серы поглощается серной кислотой. В башне (7) образуется олеум, в башне (8) - 98%-ная H2SO4. Если влаги, поступающей с газом, недостаточно для образования кислоты, в систему добавляют воду. За сборниками (10) установлены холодильники (9).  Рисунок 9 - Принципиальная технологическая схема производства серной кислоты контактным способом: 1 - промывная башня, 2 - электрофильтр, 3 - сушильная башня, 4 - теплообменник, 5 - контактный аппарат, 6 - холодильник, 7 и 8 - поглотительные (абсорбционные) башни, 9 - холодильник кислоты, 10 - сборники кислоты В контактном методе производства серной кислоты окисление диоксида серы в триоксид осуществляется на твердых контактных массах. Благодаря усовершенствованию контактного способа производства, себестоимость более чистой и высококонцентрированной контактной серной кислоты лишь незначительно выше, чем башенной. В настоящее время свыше 90% всей кислоты производится контактным способом. В качестве катализаторов контактного процесса теперь применяется термически стойкая ванадиевая контактная масса (в виде гранул и колец) с пониженной температурой зажигания. Проведены работы по освоению процесса окисления SO2 в кипящем слое катализатора. Важным усовершенствованием является двойное контактирование, при котором обеспечивается высокая степень окисления SO2 на катализаторе (до 99,8%) и потому исключается необходимость в дополнительной санитарной очистке отходящих газов [12]. В данной дипломной работе сернистый ангидрид, поступающий из камеры реакции измельчённой резины с серной кислотой, не требует дополнительной очистки, что значительно упрощает производство серной кислоты. 4.5 Вакуум-фильтр барабанный ячейковый общего назначенияПредназначены для разделения суспензий с частицами твердой фазы более или менее однородной крупности с невысокой скоростью осаждения и могут быть использованы в тех случаях, когда при фильтровании под вакуумом образуется слой осадка толщиной не менее 5 мм за время не более 4 мин. Применяются в химической, горнорудной, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. Скорость осаждения наиболее крупных частиц твердой фазы, составляющих в совокупности не менее 20% общего ее количества, не должна превышать 18 мм/с. Суспензия не должна быть легколетучей, ядо-, огне- или взрывоопасной, а жидкая фаза её не должна кристаллизоваться под вакуумом. Расход жидкости на промывку осадка не должен превышать 150% массы получаемого осадка. Оптимальный угол погружения барабана в суспензию составляет около 130 град. Фильтры изготовляют двух типов: БОН - с ножевым съемом осадка; БОП - со съемом осадка сходящим полотном. Фильтры этих типов имеют три исполнения по материалу деталей, соприкасающихся с обрабатываемым продуктом: - из углеродистой стали - для фильтрования нейтральных и щелочных суспензий температурой 0-95°С; - из коррозионностойких сталей - для фильтрования агрессивных суспензий температурой 0-95°С; - из углеродистой стали, гуммированные - для фильтрования агрессивных суспензий температурой 0-60°С. Дренажная поверхность барабанов образована ковриками из пластичных материалов. Барабан - сварной, цапфами опирается на подшипники, установленные на боковых стенках корыта. Корыто - сварное с переливным желобом, обеспечивающим постоянный уровень суспензии. Мешалка - качающегося типа, с индивидуальным приводом. В барабанах фильтров типа БОН разделительные ребра между ячейками имеют пазы, в которые при экипировке барабана закладывают фильтровальную перегородку, уплотняя ее резиновым шнуром. Фильтры типа БОН оснащены приспособлением для намотки проволоки на барабан (для крепления ткани) и устройством для съема осадка ножом. Фильтровальная перегородка фильтров типа БОП не закреплена на поверхности барабана. Она изготовлена в виде замкнутого полотна и охватывает барабан в зонах фильтрования, промывки и просушки осадка. В зоне съема осадка полотно переходит на систему роликов, огибает их, сбрасывает осадок, а затем промывается и снова поступает на барабан со стороны погружения его в суспензию. Ролики обеспечивают равномерное натяжение полотна, предотвращают образование на нем складок и сход его с барабана. Таким образом осуществляется непрерывная и эффективная регенерация фильтровального полотна, поэтому фильтры типа БОП применяют с целью повышения производительности и снижения влажности осадка, а также при разделении трудно фильтруемых суспензий [14]. Вакуум-фильтр барабанный ячейковый общего назначения представлен на рисунке 10. Условное обозначение: Б - барабанный; О - общего назначения; Н и П - способ съема осадка (Н - ножевой, П - сходящим полотном); цифры после букв - площадь поверхности фильтрования, м2; цифры после первого тире - диаметр барабана, м; цифра после второго тире - исполнение фильтра (1 - негерметизированное, 5 - с шатровой крышей); последняя буква - материал основных деталей (У - углеродистая сталь, К - коррозионностойкая сталь, Т - титан, Г - углеродистая сталь, гуммированная резиной).
 Рисунок 10 - Фильтр вакуумный БОН 1-1-1К: А - подача суспензии, Б - перелив суспензии из корпуса, В-отвод фильтрата из зоны фильтрования, Г - отвод фильтрата из зоны промывки и просушки, Д - подача сжатого воздуха на отдувку, Е - подача сжатого воздуха на регенерацию, Ж - слив суспензии из корыта |