Аппарат для концентрирования серной кислоты

 

Изобретение относится к аппаратам, применяемым для концентрирования растворов, например серной кислоты, повышает производительность аппарата и уменьшает туманообразование. Горизонтально расположенный цилиндрический корпус 1 футерован кислотоупорным материалом. Внутри корпус разделен перегородками 2 на камеры, в верхней части имеющими свободное сечение для прохода газов. Для обеспечения контакта газа-теплоносителя с жидкостью установлены дополнительные перегородки 3, не доходящие до дна концентратора и опирающиеся на андезитовые камни 4 и опорный столбик 5 из кислотоупорного кирпича. В опорном столбике выложен переливной колодец 6, связанный с предыдущей камерой переточной трубой 7. Верхний уровень колодца определяет высоту слоя жидкости в камере. Контактирование газа с жидкостью происходит в щелевом зазоре между нижним торцом дополнительной перегородки 3 и верхним торцом колодца 6. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Са ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1581334 А 1 (51)5 В 01 1) 1 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BT0PCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4440031/23-26 (22) 22,04,88 (46) 30.07.90. Бюл. 1 28 (72) В.А.Водкин, С.Н.Чернявский, А.А.Ананьин и В.П.Предтеченский (53) 66.048.541 (088.8) (56) Лебедев А.Я. Установки для денитрации и концентрирования серной кислоты. М.: Химия, 1972, с.174, 183, рис. 74, 75. (54) АППАРАТ ЛЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к аппаратам, применяемым для концентрирования растворов, например серной кислоты, повьппает производительность аппарата н уменьшает туманообразование. Гори- . зонтально расположенный цилиндричес2 кий корпус 1 футерован кислотоупорным материалом. Внутри корпус разделен перегородками 2 на камеры, в верхней части имеющими свободное сечение для прохода газов. ) ля обеспечения контакта газа-теплоносителя с жидкостью установлены дополнительные перегородки 3, не доходящие до дна концентратора и опирающиеся на андезитовые камни 4 и опорный столбик 5 из кислотоупорного кирпича.

В опорном столбике выложен переливной колодец 6, связанный с предыдущей камерой переточной трубой 7, Верх-. ний уровень колодца определяет высоту слоя жидкости в камере. Контактирование газа с жидкостью происходит в

9 щелевом зазоре между нижним торцом дополнительной перегородки 3 и верхним торцом колодца 6. 2 ил. С:

1581334

Изобретение относится к аппаратам, применяемым .для концентрирования растворов, например серной кислоты, путем непосредственного контакта с газообразным теплоносителем.

Цель изобретения — повышение производительности аппарата при снижении туманообразования.

На фиг.1 изображен аппарат, общий вид; на фиг.2 — сечение A-А на фиг.1.

Аппарат содержит стальной горизонтально расположенный цилиндрический корпус 1, футерованный кислотоупорным материалом. Внутри корпус разделен перегородками 2 на камеры, в верхней части имеющими свободное сечение для прохода газов. Для обеспечения контакта газа теплоносителя с жидкостью аппарат содержит контактные ступенчатые устройства, выполненные в виде щелевого зазора, огра-. ниченного по вертикали, кроме первой ступени, нижним торцом перегородки 3, не доходящей до дна концентратора и опирающейся на андезитовые камни 4 и опорный столбик 5 из кислотоупорного кирпича, и верхним торцом выложенного переливного колодца 6, связанного с предыдущей камерой трубой 7, через которую упариваемая кислота поступает из одной камеры в другую. Верхний уровень колодца определяет высоту слоя жидкости в камере и общий перепад уровней жидкости между камерой. Целевой зазор равен 25-, 60 мм.

Аппарат работает следующим образом.

Разбавленная серная кислота (63о

80K HqSO ) при температуре 120-140 С поступает в третью камеру концентратора, где подогревается и частично укрепляется при контактировании с горячими газами. Через переливной колодец 6 и .трубу 7 кислота перетекает из третьей камеры во вторую, таким образом из второй в первую, откуда укрепленная до 91-957. при темо пературе 220-240 С поступает в холодильник.

Топочные газы по газоходу поступают в первую камеру, отдают тепло кислоте в результате эффективного теплообмена и насыщаются парами воды.

Пройдя последовательно вторую и 55 третью камеры, газы дополнительно насыщаются парами воды, охлаждаются до 150-160 С и выводятся на очистку

4 от тумана серной кислоты в электрофильтр.

Контакт газа теплоносителя с кислотой осуществляется по поверхности жидкости при прохождении щелевого зазора. Газовый поток захватывает часть кислоты, создавая направленный газожидкостный поток и обеспечивая организованную циркуляцию кислоты с постоянно изменяющейся поверхностью контакта фаз, что повышает коэффициент тепло- и массопередачи — интенсифицирует процесс концентрирования серной кислоты.

Целесообразность выбора щелевого зазора в место контакта газа и жидкос-. ти в диапазоне 25-60 мм определяется требованиями получения продукционной кислоты концентрацией не ниже 9 1Х БО, наименьшего туманообразования при наибольшей производительности аппарата, В этом диапазоне в щели между нижней частью перегородки и поверхностью кислоты создается газожидкостный поток с поступательным движением, линейная скорость и траектория которого обеспечивают достаточно низкое гидравлическое сопротивление аппарата, что позволяет пропускать больший поток жидкой фазы через концентратор даже при повышении напора воздуха — это приводит к повышению производительности аппарата.

Как известно, источником туманообразования в процессе упаривания является вторая ступень контакта фаз, так как равновесная упругость паров серной кислоты в первой и второй ступенях действующих концентраторов отличается в 40-120 раз, в.то время как величина критического пересыщения для серной кислоты находится в пределах 2 5-4,0. Поэтому во второй ступени происходит интенсивное туманообразование. Для его сокращения требуется создать условия, исключающие достижение величины критического пересыщения. Этого можно добиться путем увеличения числа ступеней контакта фаз в области высокой концентрации серной кислоты в жидкости или путем увеличения равновесной упругости паров серной кислоты во второй и третьей ступенях контакта фаз.

Равновесная упругость паров серной кислоты во второй ступени контакта

1581334

WHb/Ó

74А

Ф07. 2

Составитель А.Никитин.

Техред М.Ходанич Корректор С.Ыевкун, Редактор В. Ковтун

Заказ 2047 Тираж 562 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 фаз может быть увеличена за счет .повышения концентрации кислоты в этой ступени, т.е. необходимо увеличение эффективности второй ступени по отношению к первой. Искусственное снижение эффективности первой ступени должно также способствовать исключению локального повышения концентрации серной кислоты. Кроме того, на первой ступени нет необходимости в надежной сепарации фаз, Практически, это осуществляется относительным .изменением гидродинамических режимов первой и второй ступеней контакта фаз, а именно в данном аппарате путем подбора щелевого зазора по ступеням контакта.

Пример. Для исходной разбавленной серной кислоты 63-80Х при щелевом зазоре между низом кирпичной перегородки и верхним уровнем кислоты 25-60 мм полу - .ается крепкая серная кислота концентрацией не ниже 917.

Производительность аппарата не менее 270 т/сут мнг серной кислоты; содержание тумана серной кислоты в

6 отходящем газе до очистного аппарата не превышает 0,5 г/м, что лредпоз лагает использование для обезврежи5 вания отходящего газа взамен дорогостоящего и громоздкого электрофильтра более дешевого и конструктивно простого очистного аппарата скрубберного типа. го

Формула изобретения

Аппарат для концентрирования серной кислоты путем непосредственного контакта с газообразным теплоносителем, содержащий горизонтальный хорпус с вертикальными перегородками, контактные ступенчатые устройства и переливные колодцы, о т л и ч а ю—

20 шийся тем, что, с целью повышения производительности при снижении тума" нообраэования, контактные устройства по ступеням выполнены в виде щелевого зазора, ограниченного по вертикали, 25 кроме первой ступени, нижним торцом вертикальной перегородки и верхним торцом переливного колодца.