Курс лекций Кемерово 2010
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
3.1. Псевдоожижение Псевдоожижение – это процесс, входе которого твёрдый зернистый материал приобретает свойства, близкие к свойствам жидкости (текучесть, подвижность и т. п.). Состояние псевдоожижения или кипящий слой (КС) достигается тогда, когда масса каждой твёрдой частички зернистого материала, находящегося на специальной решетке, уравновешивается потоком подаваемого газа. Скорость этого потока v должна быть достаточна для преодоления сопротивления зернистого слоя (ф скорость фильтрации, но меньше скорости, при которой твёрдые частицы уносятся потоком газа уф у Для процессов, протекающих в кипящем слое, характерны равномерность, высокая интенсивность, стабильность температурного и концентрационного режима, лёгкость автоматизации, что объясняет их широкое применение в производственной практике. Осаждение Для осаждения используют различия в свойствах дисперсной фазы и дисперсионной среды, которые можно усиливать или проявлять под действием различных сил. Так, например, отстаивание происходит вследствие различий в силе тяжести циклони- рование, гидроциклонирование или центрифугирование – под действием центробежных сила электроосаждение – под действием электрического поля. Соответственно различаются конструкции и принцип действия аппаратов (отстойники, циклоны, гидроциклоны, сепараторы, электрофильтры и др. Фильтрование К процессам фильтрования относят процессы разделения пылей или суспензий в системах Т-Г и ТЖ с использованием пористых перегородок, специальных тканей или слоя зернистого материала. Движущей силой процесса является разность давлений перед фильтром и после него. В обычных условиях различия давлений обусловлены наличием гидростатического давления на фильтр. Для увеличения движущей силы процесса применяют фильтрование с использованием вакуума. При вакуумфильтрова- нии различие давлений дои после фильтра увеличивают, создавая разряжение в приёмной вакуум-камере, расположенной после фильтра. В производстве применяют газовые жидкостные фильтры фильтрующие центрифуги ленточные и барабанные вакуум-фильтры. Барабанные вакуум-фильтры отличаются наиболее высокой производительностью. 4. Химические реакторы Химический реактор – это основной аппарат технологической схемы. В нем осуществляются взаимосвязанные процессы химическое превращение, теплообмен, массоперенос и др. Поэтому реактор представляет собой сложную систему, которая, кроме реакционного пространства, имеет целый ряд конструкционных элементов теплообменные устройства, распределительные устройства, устройства для транспортировки твёрдых катализаторов, перемешивающие устройства и т. д. Условия работы химических реакторов весьма разнообразны от очень высокого давления (несколько тысяч мегапаскалей) до глубокого вакуума от глубокого холода до нескольких тысяч градусов от высоких до низких скоростей потоков вещества через реактор при наличии нескольких фаз и сложного состава реакционных сред. Для химических производств характерно многообразие реакционной аппаратуры, используемой при осуществлении одного итого же процесса, а также характерно применение однотипных реакторов для самых разнообразных синтезов. В зависимости от способа активации и особенностей эксплуатации различают следующие типы реакторов 48 – высокотемпературные; – каталитические; – аппараты, работающие под давлением; – электрохимические; – плазмохимические; – радиационно-химические; – фотохимические и др. Отметим некоторые из них, те, которые чаще применяются в химической технологии неорганических веществ. 4.1. Высокотемпературные реакторы К высокотемпературным реакторам относятся те аппараты, в которых для проведения процесса энергию получают при сжигании топлива. В промышленности используются следующие печи: – полочные; – кипящего слоя (КС); – трубчатые; – ротационные; – туннельные; – реакторы с движущимся слоем катализатора и др. Каталитические реакторы К каталитическим реакторам относятся контактные аппараты с неподвижными движущимся или кипящим слоем катализа- тора. Группа реакторов с неподвижным слоем катализатора включает аппараты: – ёмкостные (катализатор расположен на одной или нескольких полках); – реакторы типа теплообменника (катализатор расположен в трубках или, реже, в межтрубном пространстве); – сетчатые (металлический катализатор выполнен в виде тонкой проволоки, сплетённой в сетки с малым размером ячейки 49 4.3. Реакторы, работающие под давлением Реакторы, работающие под давлением, включают три группы аппаратов: – автоклавы; – трубчатые реакторы; – колонные реакторы. Автоклавы представляют собой толстостенные цилиндрические аппараты со сферическими днищами. Автоклавы снабжены мешалкой. Аппаратами колонного типа можно считать колонны синтеза аммиака, выдерживающие давление до 50–60 МПа. Трубчатые реакторы применяют для более высоких давлений (до 100 МПа. Жидкофазные реакторы Жидкофазные реакторы представляются группой аппаратов, включающих реакторы с мешалкой (смесители, реакторы колонного типа и роторные. Наиболее распространены реакторы с мешалкой для систем Ж-Ж или Ж-Т. 4.5. Электрохимические реакторы К электрохимическим реакторам относятся электролизеры, применяемые в электрохимических производствах (получение гидроксида натрия, хлора и водорода. Фотохимические реакторы Реакторы для фотохимических процессов снабжаются светильниками (ртутными или люминесцентными лампами накаливания) и выполняются из прозрачных для излучения материалов. Радиационно-химические реакторы В радиационно-химических реакторах облучатели гамма- излучения либо встраиваются в реакционный объем, либо размещаются за пределами аппарата. Плазмохимические реакторы Плазмохимические ректоры снабжены одним или несколькими плазмотронами, вмонтированными в крышку аппарата. В таких реакторах обеспечивается быстрый нагрев реагентов и соответственно практически мгновенное протекание реакции. Высокая скорость реакции определяет малые размеры реактора, а отсутствие продуктов сгорания топлива – экологическую чистоту. Направление движения взаимодействующих потоков принцип противотока и принцип прямотока) Движение взаимодействующих потоков в химических реакторах в зависимости от направления может быть организовано – по принципу прямотока – принципу противотока. Чаще всего реализуется принцип противотока противоположное, встречное направление движения реагентов. При проти- воточном, встречном движении реагентов или тепловых потоков создаются наилучшие условия для их взаимодействия или теплообмена. Движущая сила процесса (градиенты концентраций или температур взаимодействующих потоков) в этом случае близка к постоянной по всей поверхности контактирования А. Принцип прямотока взаимодействующие потоки движутся водном направлении) используется относительно реже. Способ применяется в том случае, когда необходимо обеспечить большой перепад температурили концентраций, что позволяет либо подавить развитие побочных реакций, либо интенсифицировать процесс в данном объёме реактора Б ЛЕКЦИЯ № СЫРЬЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ВОПРОСЫ 1. Классификация сырьевых материалов. Запасы минерального сырья. Решение сырьевых проблем. Комплексное использование сырья. Классификация сырьевых материалов Сырьё разделяют по агрегатному состоянию на твёрдое; – жидкое газообразное. К твёрдому сырью относятся различные руды (например, железный и медный колчедан, известняк, мел, песок, твёрдое топливо (уголь, торф, сланцы, растения. К жидкому сырью относятся нефть, вода, соляные рассолы. К газообразному сырью относятся воздух, попутные нефтяные газы, природный газ, промышленные газы (коксовый, ге- нераторный). По происхождению сырь разделяют на ископаемое растительное животное. К ископаемому минеральному сырью относятся различные минералы, входящие в состав земной коры до глубины 16 км. К растительному сырью относятся древесина, картофель, сахарная свекла, подсолнух, лён, конопля и пр. К животному сырью – в основном жиры, кожа, кости. Ископаемое сырь делят на рудное минеральное нерудное минеральное органическое горючее Рудное сырьё – это горные породы, из которых в основном получают металлы. Рудное сырьё состоит из природных минералов и пустой породы. По составу минеральные руды бывают окисленные и самородные. В самородном состоянии встречаются сера, золото, платина, медь, графит. Большинство химических элементов, входящих в состав руды, находится в окисленном состоянии (оксиды, сульфиды, карбонаты и т. д. Руды, в состав которых входят соединения разных металлов, называются поли- металлическими. Нерудное минеральное сырьё – это песок, глина, асбест, слюда. Одни виды нерудного минерального сырья применяются в естественном состоянии (например, песок. Другие виды поступают на химическую переработку (например, сульфаты, фосфаты, карбонаты, хлориды, алюмосиликаты. Нерудное минеральное сырьё применяют в качестве строительных материалов например, песок, гравий, глина. Кроме того оно используется в производстве удобрений (например, фосфориты, фторапатиты и др, а также для получения вяжущих материалов, силикатов, керамики, фарфора, фаянса, стекла. Органическое горючее – это нефть, природный газ, попутный газ. Этот вид сырья в большей степени используется в органическом синтезе. Однако природный и попутный газ служит сырьём в производстве аммиака и метанола. В химической промышленности в качестве дешёвого и доступного сырья также используются вода воздух. Многие отрасли химической промышленности в качестве сырья применяют отходы или продукты других производств. Например, из коксового газа извлекают аммиак, водород, серу, которые затем используются далее в неорганических производствах. Генераторный газ, содержащий СО, используется для получения водорода. Газы металлообрабатывающей промышленности, содержащие SO 2 , можно использовать в производстве серной кислоты 53 2. Запасы минерального сырья Земная кора – это (условно) слой земной поверхности толщиной около 16 км. Только на соединения 15 химических элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, магний, калий, водород, титан, углерод, хлор, фосфор, сера, марганец) приходится 99,61 % земной коры. Соединения остальных химических элементов в земной коре составляют 0,39 %. Некоторые элементы, содержащиеся в земной коре в незначительных количествах, имеют очень большое значение в современной технике (например, ртуть, бром, йод, бор, германий, индий, литий, цезий и др.). Практика последних лет доказала, что валовое увеличение добычи минерального сырья, кажущееся наиболее простыми доступным методом обеспечения промышленности средствами производства, в действительности приводит к обострению дефицита. Проблема рационального использования минеральных ресурсов охватывает несколько направлений получение максимума информации о месторождении полезных ископаемых совершенствование методов и повышение эффективности добычи полезных ископаемых эффективная, научно обоснованная технология переработки рудного сырья создание замкнутого производства с учётом требований экологии. Интенсификация использования минеральных ресурсов в сфере производства подразумевает следующее комплексное освоение крупных сырьевых регионов сокращение потерь при добыче и переработке минерального сырья утилизация вмещающих породи отходов производства вовлечение в эксплуатацию на основе современных прогрессивных технологических решений неиспользуемых ранее запасов сырья комплексное использование всех содержащихся в сырье полезных компонентов 54 3. Решение сырьевых проблем От стоимости сырья значительно зависит себестоимость готового продукта. В химической промышленности себестоимость готового продукта в среднем состоит на 60–70 % из стоимости сырья. В связи с этим возникают следующие проблемы по сырью изыскание и применение более дешёвых видов сырья использование концентрированного сырья комплексное использование сырья. Решение сырьевых проблем осуществляется следующим образом приближение источников сырья к производству непосредственное использование отходов производства улавливание отходов, пылевых и газовых уносов основного производства и переработка их в новые продукты предварительное обогащение сырья в целях повышения концентрации полезных компонентов замена одного вида сырья другим, более экономичным. Комплексное использование сырья Комплексное использование сырья – это переработка сырья для извлечения всех ценных составляющих с полнотой, которая определяется современным уровнем развития науки, техники и технологии, предпочтительно без выбросов вредных веществ в окружающую среду. Что даёт комплексное использование сырья. Максимально извлекаются попутные полезные компоненты. Уменьшаются или совсем ликвидируются вредные выбросы в окружающую среду, что улучшает условия жизни людей в промышленных районах, способствует сохранению природы для будущих поколений, повышает экономические показатели производства. Вовлекаются в промышленное производство бедные руды при условии извлечения из них всех ценных компонентов переработка их становится рентабельной 55 4. Сокращаются площади нарушенных ландшафтов и подработанных земель. Получается дополнительная продукция из уже добытого из недр ив значительной мере обработанного сырья. Например, комплексное использование полиметаллических сульфидных руд позволяет получать цветные металлы, серу, серную кислоту и оксид железа. При термической переработке твёрдого топлива, кроме металлургического кокса, ради которого организуется это производство, образуются смола и коксовый газ, из которых выделяется большое количество органических и неорганических веществ, в том числе аммиак и водород, используемые в неорганическом производстве. Таким образом, комплексное использование сырья – составная часть ресурсосбережения и сохранения окружающей среды ЛЕКЦИИ № 7–8 ПОДГОТОВКА МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ВОПРОСЫ 1. Общие положения. Обогащение твёрдого минерального сырья. Способы обогащения. Рассеивание. Гравитационное обогащение. Электромагнитное и электростатическое обогащение. Флотация. Экстракция. Термическое обогащение. Химическое обогащение. Общие положения В химической промышленности эффективность технологического процесса в значительной степени зависит от вида сырья, качества и от его стоимости. Перед использованием минеральное сырьё подвергается специальной подготовке. Почему это необходимо делать? Добываемое в природе горнохимическое сырьё отличается сложным составом. Кроме полезного компонента, ради которого организована добыча, оно содержит многочисленные примеси влагу, пустую породу и другие минералы. Отметим два этапа в подготовке минерального сырья очистка от примесей, которые отрицательно влияют на дальнейший ход химического превращения, этот этап является основной операцией в подготовке сырья увеличение концентрации ценного компонента, так как концентрированное сырьё экономически и технологически эф- фективнее. Процесс очистки и разделения твёрдого сырья называют обогащением Для жидкого и газообразного чаще используют термин концентрирование. Концентрирование и очистка газов от примесей объединяются термином очистка газов¡. Обогащение (разделение, очистка) минерального сырья основано на использовании различия физических, физико- химических и химических свойств компонентов. Методы обогащения разнообразны и принципиально отличаются для твёрдого, жидкого и газообразного сырья. Обогащение твёрдого минерального сырья Твёрдое минеральное сырьё входит в состав горных пород в виде минералов. Сами минералы представляют собой либо физически обособленные вещества, либо смеси различных веществ. Практически всем методам обогащения предшествует измельчение сырья. Эта операция делается для того, чтобы нарушить связь между кристаллами или зёрнами различных минералов. Измельчение позволяет увеличить поверхность соприкосновения, что очень важно при дальнейшей переработке. Измельчение (дробление или размол) проводят на дробилках или мельницах различной конструкции. Затем измельчённая масса поступает на обогащение. В результате обогащения получают следующие составные части концентрат хвосты. Концентрат – это фракция, обогащённая полезным компонентом. Хвосты – это пустая порода. Способы обогащения Способы обогащения разделяются следующим образом механические физические физико-химические. К механическим методам относятся рассеяние (или грохочение гравитационное разделение К физическим методам относятся электромагнитная сепарация электростатическая сепарация термический метод. Физико-химические методы флотация экстракция. К химическим методам относится выщелачивание. Рассеивание Рассеивание относится к механическим способам обогащения. Рассеивание (или грохочение) – это разделение твёрдой породы, основанное на различной прочности компонентов. Измель- чённое сырьё пропускается последовательно через грохоты, которые представляют собой металлические сита с отверстиями различных размеров. При грохочении образуются зёрна различной величины, в результате происходит разделение на фракции, обогащённые определённым минералом. Гравитационное обогащение Гравитационное обогащение основано на различной скорости падения частиц измельчённого материала, имеющего различную плотность, форму и размеры. Такое разделение проводят либо в потоке жидкости (мокрое гравитационное обогащение, либо в потоке газа или под действием центробежных сил. Принципиальная схема мокрого гравитационного обогащения представлена на рисунках. Схема гравитационного классификатора. Суспензия руды вводе (или пульпа) подаётся с потоком воды в отстойник, раздел нный вертикальными перегородками натри осадительные камеры и 3 с нижними бункерами. В камере 1 оседают наиболее крупные и тяжёлые куски, в камере 2 – средние ив камере 3 – мелкие. Самые лёгкие (обычно пустая порода) уносятся из отстойника потоком воды Схема гравитационного классификатора Схема гидроциклона Схема гидроциклона. Гидроциклон – это аппарат также мокрого гравитационного обогащения, но основан на действии центробежной силы. Корпус гидроциклона имеет цилиндрическую (III) и коническую (IV) части. Через боковой патрубок по касательной к цилиндрическому корпусу подаётся под давлением разделяемая пульпа. При вращении тяжёлые части пульпы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам, уплотняются, движутся по спиральной траектории вниз и выводятся в нижней части конического корпуса. Взвешенные в жидкости лёг- кие частицы, передвигаясь во внутреннем спиральном потоке, поднимаются по шламовому патрубку (II) в камеру слива (I) и удаляются из не. Электромагнитное и электростатическое обогащение Эти методы относятся к физическим. Они основаны на различиях в магнитной проницаемости или электрической проводимости компонентов сырья. Электромагнитное обогащение применяют для разделения магнитовосприимчивых частиц от немагнитных, а электростатическое обогащение для разделения электропроводящих веществ от диэлектриков. Разделение осуществляется в электромагнитных или электростатических сепараторах, имеющих сходный принцип работы. Схема электромагнитного сепаратора В электромагнитном сепараторе в барабан ленточного транспортёра (I, II) вмонтирован электромагнит (III). Измельчён- ное сырь, проходя над поверхностью барабана, разделяется немагнитные частицы падают в бункер (IV) для немагнитной фракции магнитные частицы задерживаются на ленте, пока лента не выйдет из поля действия электромагнита, а затем падает в соответствующий бункер (Электростатические сепараторы снабжены электродом вместо магнита, соединённым с отрицательным полюсом выпрямителя электрического тока. Флотация Флотация относится к физико-химическим способам обогащения. Она является одним из самых крупномасштабных технологических процессов обогащения и разделения твёрдого минерального сырья. Различают пенную, плёночную и масляную флотацию. В основе всех видов флотации лежит различие в смачиваемости жидкой фазой частиц пустой породы и ценного извлекаемого материала. Основы флотации рассмотрим на примере пенной флота- ции. Предварительно измельчённый материал интенсивно перемешивается вводе, образуется пульпа, через которую барботирует воздух. Обычно частицы ценного материала плохо смачиваются водой, захватываются пузырьками воздуха ив виде пены выносятся на поверхность воды. Затем эта пена механически удаляется и поступает на дальнейшую переработку, а хорошо смачиваемая пустая порода переходит в воду. Минерализованную пену (пенный продукт) называют флотационным концентратом. Как правило, он представляет собой ценный компонент обогащаемого сырья. Частицы, которые хорошо смачиваются и остаются в пульпе, образуют камерный продукт (или хвосты. Как правило, это пустая порода. Теоретические основы флотации. Флотация основана на различии в смачиваемости измель- чённых частиц, входящих в состав минералов. Смачиваемость минералов характеризуется краевым углом смачивания, который образуется вдоль линейной границы раздела Т-Ж-Г: 1 Если частица минерала несмачиваемая 1, то образуется тупой краевой угол смачивания, а если частица смачиваемая 2, то – острый. Силы поверхностного натяжения стремятся выровнять уровень жидкости. Вследствие этого несмачиваемая (или гидрофобная) частица, прилипая к пузырькам воздуха, выталкивается из жидкости и всплывает на поверхность, а смачиваемая (или гидрофильная) погружается в жидкость. В результате происходит разделение компонентов. Большинство минералов природных руд мало отличаются по смачиваемости друг от друга. Для их разделения создают условия неодинаковой смачиваемости водой отдельных компонентов. Для повышения эффективности процесса флотации (для повышения селективности, ускорения и создания устойчивой пены) во флотатор добавляют так называемые флотореагенты. Расход флотореагентов невелики может составлять сотню граммов на тонну сырья. Это позволяет использовать даже сравнительно сложные и дорогостоящие ПАВ (поверхностно-активные вещества) для тонкого регулирования поверхностных свойств разделяемых материалов. К флотореагентам относятся собиратели (коллекторы пенообразователи подавители (или депрессанты активаторы (регуляторы рН среды Последние три называют модификаторами. Собиратели или коллекторы) способствуют образованию гидрофобных плёнок на поверхности гидрофильных частиц. Гид- рофобизированные частицы прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются на поверхность пульпы в пену и удаляются вместе с ней в виде флотационного концентрата. Собирателями служат поверностно-активные вещества (ПАВ, содержащие полярную и неполярную группу. Например, жирные кислоты и их мыла (олеиновая кислота, нафтеновая кислота, а также ксантогенаты, чаще ксантогенат калия. Пенообразователи обеспечивают устойчивость пузырька, достаточную для доставки частиц на поверхность флотатора. Минерализованная пена должна быть умеренно устойчивой, плотной и подвижной. Слой пены должен содержать как можно меньше воды стем, чтобы облегчить дальнейшую переработку. В качестве пенообразователей используют ПАВ, образующие адсорбционные плёнки на поверхности пузырьков воздуха. К наиболее эффективным пенообразователям относятся сосновое масло, фракции каменноугольной смолы, алифатические спирты и др. Подавители или депрессоры) применяют для повышения смачиваемости минеральных примесей, они способствуют переходу этих примесей в хвосты (или камерный продукт. В качестве подавителей выступают электролиты (известь, цианиды, сульфиты, цинковый купорос, силикат натрия). Активаторы способствуют усилению адсорбции коллекторов. Часто их используют для разделения хвостов и устранения действия подавителей. В качестве активаторов выступают медный купорос, серная кислота, сульфид натрия и др. Регуляторами среды являются известь, сода, серная кислота и др. Различают коллективную и селективную флотацию. Коллективная флотация – процесс, при котором получают концентрат, содержащий ВСЕ полезные компоненты, и пустую породу. Коллективный концентрат затем разделяют на отдельные составляющие компоненты. Это разделение осуществляется с помощью избирательной (или селективной) флотации. В этом случае кроме собирателей (или коллекторов) и пенообразователей в процесс вводят депрессоры. Они способны усиливать гидрофильность определённых минералов, препятствуя их всплыванию. В последующем вносят активаторы, которые снимают действие депрессоров и способствуют всплыванию минералов. Флотации в настоящее время подвергается большинство руд. А по мере истощения наиболее богатых месторождений роль флотационного обогащения всё возрастает. Флотационному обогащению подвергаются даже сравнительно дешёвые полезные ископаемые, такие как уголь и сера. Экстракция Экстракция – это процесс избирательного извлечения одного или нескольких компонентов из водной среды в жидкую органическую. При этом предполагается, что органическая фаза практически не растворяется вводной. После разделения фаз извлекаемый компонент вновь переводят вводную фазу. Этот процесс называют реэкстракцией. При этом экстрагент регенерируется. Хорошими экстрагентами являются карбоновые или нафтеновые кислоты, амины, четвертичные аммониевые основания, хорошо растворимые в керосине или гексане. Термическое обогащение Термическое обогащение твёрдого сырья основано на различии температур плавления компонентов сырья. Например, нагреванием серосодержащей породы отделяют легкоплавкую серу от пустой породы, состоящей из более тугоплавких известняков, гипса и др. Химическое обогащение Химическое обогащение твёрдых материалов основано на различии во взаимодействии компонентов сырья с химическими реагентами с последующим выделением образующегося соединения. Например, восстановительный обжиг медного колчедана (CuFeS 2 ) заключается в том, что сначала удаляется вода, в том числе и кристаллизационная, затем выгорает органика, удаляется сера в виде диоксида серы в результате в полученном медном штейне увеличивается концентрация меди. Выщелачивание (экстрагирование) – это извлечение одного или нескольких компонентов из твёрдых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов. Выщелачивание подчиняется законам массообмена. Движущей силой является разность между концентрациями растворённого вещества в жидкости, находящейся в порах твёрдого тела ив основной массе экстрагента. Механизм выщелачивания в общем случае включает следующие стадии проникновение экстрагента в поры твёрдого материала растворение целевого компонента перенос экстрагируемого вещества из глубины твёрдой частицы к поверхности раздела фаз перенос вещества от поверхности раздела фаз в объём экс- трагента. Скорость выщелачивания определяется движущей силой процесса, скоростью лимитирующей стадии, сопротивлениями всех стадий, соотношением масс эстрагента и жидкости в твёр- дой фазе и др. При этом одни и те же факторы могут оказывать на процесс в целом одновременно как положительное, таки негативное действие. Экстрагент должен легко регенерироваться, быть нетоксичным, сравнительно дешёвым. Таким требованиям отвечает вода, этанол, бензин, бензол, ацетон, растворы солей, кислот и щело- чей. Экстрагирование (выщелачивание) осуществляется в специальных аппаратах – экстракторах. В зависимости от взаимного направления движения фаз различают экстракторы прямоточные, противоточные и со смешанным током. Процесс может проводиться в неподвижном слое твёрдого материала, движущемся или псевдоожиженном слое. Выщелачивание используется для извлечения соединений редких металлов из руд. Выщелачивание применяется в производстве соды ферритным способом для извлечения оксида натрия ЛЕКЦИЯ № ОЧИСТКА И РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ ВОПРОСЫ 1. Общие положения. 2. Методы очистки и разделения. Метод конденсации. Сжижение воздуха. Общие положения Газообразное сырьё бывает природного происхождения и промышленного. Природное сырьё представлено углеводородными газами (природный газ) и воздухом. В качестве газообразного сырья промышленного происхождения используются газы коксохимического производства (коксовый газ, газы нефтепереработки (попутный газ, газы металлургических производств, газы переработки твёрдого топлива (генераторный газ) и т. д. Методы обогащения газообразных многокомпонентных систем (или очистка и разделение газовых смесей) основаны на различии свойств компонентов смеси (например, на различии температур кипения, растворимости в каком-либо растворителе, сорбционной способности и т. д.). Приведём примеры очистки и разделения газовых смесей, имеющих место в неорганических производствах. Разделение газов. Разделяют воздух на азот и кислород азот используется в производстве аммиака, а кислород – как окислитель в химической промышленности ив металлургии. Кроме того, из воздуха выделяют аргон. Из коксового газа выделяют аммиак в виде сульфата аммония водород, используемый далее для получения азотоводо- родной смеси и сероводород, который используется для получения серной кислоты. Очистка газов. Природный газ, применяемый в производстве аммиака, очищают от серосодержащих соединений 67 2. Конвертированный газ производства аммиака очищают от диоксида углерода. Перед колонной синтеза аммиака азотоводородную смесь очищают от следов кислородсодержащих соединений (СО и СО. Методы очистки и разделения газов Существуют следующие основные методы разделения газовых смесей конденсация сорбционные методы – мембранное разделение. |