Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Исследование процесса сушки хлора в насадочных колоннах с кольцами Рашига 50x50 мм показало [88], что для серной кислоты (начальная концентрация 93%, после осушки Cl2—75%) число единиц переноса, необходимое для достижения заданной степени осушки, составляет при остаточной влажности 500 мг/м3 —3,12; при 50 мг/м3 — 5,55 и при 10 мг/м3 — 8. При скорости газа 0,22 м/с высота единицы переноса равна 1,62 м. До последнего времени подача свежей кислоты и передача кислоты из одной колонны в другую выполнялась вручную. В настоящее время весь процесс сушки, включая и подачу кислоты, начинают регулировать автоматически.
Отработанная кислота содержит до 25 г/л хлора. После отдувки хлора кислота передается потребителям разбавленной кислоты или поступает на концентрирование. Расход серной кислоты зависит от температуры, до которой охлаждается хлор перед поступлением на осушку, и составляет обычно от 15 до 30 кг/т хлора.*
В процессе осушки происходит взаимодействие между серной кислотой и туманом и брызгами электролита в хлоре, образуются мелко раздробленный твердый хлористый натрий и сульфат натрия, которые могут увлекаться хлором вместе с туманом серной кислоты.
Сухой хлор содержит не более 0,04% влаги (0,4 г/кг хлора). Если далее для компримирования хлора применяются компрессоры с заполнением или смазкой их серной кислотой, в процессе компримирования может происходить увлажнение хлора в тех случаях, когда парциальное давление паров воды над кислотой в компрессоре при 70—80 °С выше, чем над холодной кислотой в последней по ходу газа сушильной колонне. Поэтому на компрессоры подается 96—99%-ная серная кислота. При обработке компримированного хлора охлажденной кислотой в колоннах или аппаратах барботажного типа содержание влаги в хлоре может составлять менее 0,002—0,003% [89].
Большой интерес представляет возможность осушки хлора серной кислотой в пенных аппаратах. Такие аппараты находят
применение в промышленности для проведения различных сорбцион-ных процессов. Они позволяют интенсифицировать процессы сушки и сократить объем и стоимость аппаратуры и производственных зданий. Однако следует учитывать сложности в работе пенных сорбционных аппаратов при значительных изменениях нагрузки на аппарат, наблюдаемых, например, при пуске цехов.
Несмотря на то что широко распространенные метод и аппаратура для сушки хлора в колоннах с насадкой, орошаемых серной кислотой, показали себя достаточно надежными и удобными в работе, не прекращаются поиски новых аппардтурных решений. Одним из таких направлений является проведение процесса сушки хлора распыленной серной кислотой. Распыление кислоты может осуществляться механически с помощью специальных устройств для распыления кислоты, путем ударного слияния потоков [90] или в результате і эффективного смешения потоков газообразного хлора и серной кислоты, поступающей на осушку газа в аппаратах типа эжекторов [91]. В обоих случаях сильно сокращается объем аппаратуры для сушки. Особенно компактны аппараты типа эжектора. Однако в них сопротивление прохождению газообразного хлора значительно выше, чем при сушке в аппаратах типа колонн. Насколько Широко эти способы осушки найдут применение в хлорной промышленности, будет зависеть от успешного решения вопросов надежности
м зкономйВДоЄтй работы ноьой аппаратуры.
Предложена также очистка хлора от NCl3 й одновременная его осушка взаимодействием с соляной кислотой при пониженных (до —30 0C) температурах [92].
Для перекачивания и компримирования хлора ранее применялись компрессоры с сернокислотным заполнением типа РЖК или НЭШ; в последнее время используются преимущественно турбокомпрессоры большой производительности. В последнем случае необходима очистка хлора от твердых и капельно-жидких примесей: тумана серной кислоты, твердых частиц хлорида и сульфата натрия, хлороргани-ческих аэрозолей, хлорного железа и др. Такая очистка предотвращает возможность образования отложений на поверхностях турбокомпрессоров, трубопроводов, арматуры и контрольно-измерительных приборов и обеспечивает хорошие условия для эксплуатации.
Для большого количества потребителей хлор после очистки от. твердых и жидких загрязнений пригоден без дальнейшей его обработки.
Содержание взвешенных частиц в хлоре после сушильных башен зависит как от условий проведения электролиза, так и от режима охлаждения и сушки хлора. Содержание аэрозолей в осушенном хлоре колеблется от 20 до 100 мг/м3, причем содержание тумана серной кислоты обычно не превышает 10 мг/м3. Частицы аэрозолей имеют диаметр менее 10 мкм, большая часть из них размером менее 0,5 мкм. Частички аэрозолей состоят в основном из хлорида и сульфата натрия. Ниже приведен состав осадка, полученного
при очистке хлора фильтрованием через тонковолокнистый фильтр (в %):
NaCl . . . 74,5 Fe ............0,02
Na2S04 - * 18,5 Потери при высушивании . . 2,7
H2SO4 • . 3,1 Прочее ¦ . . . ... 1,18
1
для очистки хлора от взвесей газ пропускают через аппараты с инертной насадкой, насадкой из железных стружек или рукавные фильтры. Эффективность таких аппаратов невелика. В последнее время разработаны и успешно применяются в промышленности различные конструкции волокнистых фильтров, которые при соблюдении необходимых условий могут работать частично или полностью как самоочищающиеся [93]. При применении таких фильтров для очистки осушенного хлоргаза содержание взвесей может 'быть снижено до 5 мг/м3 и менее, причем около половины остающихся в хлоре примесей составляет туман серной кислоты.