Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
При сжижении хлора, загрязненного инертными газовыми примесями, парциальное давление хлора в смеси меньше общего давления и составляет
Px=PCx (6.2)
где JPx — парциальное давление хлора в смеси; P — общее давление газовой смеси; Cx — объемная доля хлора в смеси.
F
Л
Для начала процесса конденсации хлора из газовой смеси необходимо, так же как и при сжижении чистого хлора, довести его парциальное давление до величины, равной давлению насыщенного пара хлора при данной температуре. В процессе конденсации хлора из
газовой смеси непрерывно происходит изменение её состава. По мере конденсации хлора парциальное давление его в смеси снижается, а содержание и парциальное давление несжижаемых при этих условиях газовых примесей возрастает. Для продолжения конденсации хлора необходимо снижать температуру смеси газов либо повышать их давление.
На рис. 6-4 приведена температура конденсации чистого хлора и его смесей с инертными газами при постоянном давлении 3 ат, а на рис. 6-5 — давление, необходимое для осуществления этого процесса при постоянной температуре минус 20 °С для тех же смесей. Коэффициент сжижения хлора А (в долях)
A=gx/g (6.3)
гДе 8ж — количество сжиженного хлора;; g ^ общее количество хлора, содержащегося в сжижаемом гдзе.
Если концентрацию хлора в начале сжижения обозначить через C1 (в долях единицы) и в конце через C2, то коэффициент сжижения можно представить в следующем виде:
Ci(I-C2)
(6.4)
Если концентрацию хлора выразить в объемн. % , выражение (6.4) примет вид:
(C1-C8)IOO
Л C1(IOO-C2) ( '
Если концентрацию C2 в выражении (6.5) заменить парциальным давлением хлора по выражению (6.2), то коэффициейт сжижения можно определить по формуле;
4 = 1
рх н 100
P-Px
7^] (66)
Как видно из выражений (6.4)—(6.6), коэффициент сжижения возрастает при увеличении концентрации хлора в исходном газет подаваемом на сжижение, повышении общего давления газовой смеси и при уменьшении парциального давления хлора в остатке несжи-женного газа, т. е. при понижении температуры сжижения. Значение коэффициента сжижения хлора для различных сочетаний этих параметров можно рассчитать по выражению (6.6).
Для определения коэффициента сжижения и других параметров процесса сжижения можно пользоваться номограммой, приведенной на рис. 6-6.
t
Пример пользования номограммой. Содержание хлора в исходном газе D3 объемн. %; абсолютное давление газовой смеси 3 ат; температура сжижения —20 9C Для определения коэффициента сжижения из точки на ординате, соответствующей давлению 3 ат, проводим горизонтальную линию до пересечения
Рис. 6-6. Номограмма для определения параметров процесса сжижения хлора (в нижней части — кривые температур сжижения, в верхней — кривые коэффициентов сжижения).
с изотермой, соответствующей температуре сжижения —20 °С. Из точки пересечения А восстанавливаем перпендикуляр до пересечения его с горизонтальной линией, соответствующей исходному составу хлоргаза (93 объемн. %). Точка пересечения В определяет значение коэффициента сжижения, равного в рассматриваемом случае 87,5%. Аналогично по заданному коэффициенту сжижения и составу хлора можно определить необходимые для этого давление и температуру сжижения.
Объем абхазов и содержание в них отдельных инертных примесей можно определить по номограмме, приведенной на рис. 6-7, в зависимости от степени сжижения и начального состава хлоргаза, поступающего на сжижение.
По мере увеличения коэффициента сжижения содержание хлора в остатке несжиженного газа (абгаза) уменьшается, а инертных примесей — возрастает.
Содержание хлора в остатке несжиженного газа (в %) в зависимости от исходной его концентрации C1, выраженной в %,
50
OJ
60
60
70
0.3
80
90
02
90
О
100
Рис. 6-7. Номограмма для определения объема абгазов и содержания в них инертных примесей:
С — концентрация хлора в исходном газе; V — объем абгазов, м*/м* исходного газа; X — кратность увеличения содержания инертных компонентов
в абгазах; А — коэффициент сжижения, %.
и коэффициента сжижения в долях может быть определена из выражения:
°2~ 100-4C1
ft
(6.7)
Содержание инертных примесей в остатке несжиженного газа составит
100(100—C1) 100 — AC1
Если обозначить содержание примеси инертного газа в исходной смеси через Cnх (в %), то содержание ее в остатке несжиженного газа Cnз можно определить из выражения:
СП2 =
100С
ПІ
100 — AC1
(6.9)
Особое значение имеют примеси водорода в поступающей на сжижение газовой смеси, так как повышение концентрации водорода в остатке несжиженных газов может приводить к образованию взрывоопасных газовых смесей.
В хлоре, получаемом в электролизерах с твердым катодом и диафрагмой, содержание водорода обычно невелико и не превышает 6,3—0,5%. При производстве хлора электролизом с ртутным катодом содержание водорода обычно бывает выше и при нарушениях нормального хода технологического процесса может превышать 1-1,5%.
