Регенерация азотной и серной кислоты
и, потребляющей СК в огромных
количествах, установки первого типа были в основном вытеснены установками
второго типа – с непосредственным соприкосновением греющих газов с
кислотой, а установки с внешним обогревом функционируют и в настоящее время
в единичных экземплярах.
Один из представителей установок второго типа установки Кесслера, в
которых значительно облегчена передача тепла от топочных газов к серной
кислоте. Концентрируемая кислота не доводится до точки кипения, а большая,
открытая поверхность контакта газа и кислоты максимизирует интенсивность
процесса массопередачи и теплопередачи. Кроме того, преимуществом установок
Кесслера является их возможность работать на любом местном виде топлива:
газообразном, жидком, твердом, что значительно увеличивает сырьевые
возможности безостановочного перехода с одного вида топлива в случае
необходимости на другой. К недостаткам в первую очередь относится
необходимость периодической чистки рекуператора с выгрузкой насадки, а
также большая потеря СК с отходными газами, что составляет порядка 2-2,5%.
Данные аппараты имеют небольшую производительность – 20 т/сутки. В
последнее время установки Кесслера в своем большинстве были вытеснены
концентраторами барабанного типа. В аппаратах этого типа концентрирование
производится путем барботажа горячих газов через упариваемую кислоту, как в
слое кислоты, так и в зоне брызг, где на поверхности капель происходит
хорошая теплопередача. До настоящего времени они считались наиболее
удобными, экономичными и практичными для концентрирования серной кислоты.
Основной вид топлива для этих установок – мазут. Однако в последнее время в
связи с ростом производства природного газа, последний стал широко
применяться в концентраторах барабанного типа.
К преимуществам этих концентраторов относятся лучшее использование
тепла и переработка большого количества кислоты. Данные концентраторы имеют
и ряд существенных недостатков, которые не могут быть устранены без
коренных изменений конструкции. Первый недостаток заключается в поддержании
строгого температурного режима топочных газов, так как увеличение его даже
на 10 ОС довольно быстро разрушает барботажные трубы первой камеры
концентратора и , следовательно, увеличиваются потери СК из-за ее
термического разложения, которые составляют 10-15% от общего количества СК,
идущей на концентрирование.
Вторым, весьма существенным недостатком, является образование паров и
туманов СК, улов которых требует применение громоздких и дорогостоящих
сооружений – электрофильтров, причем сами электрофильтры тоже имеют
недостатки – они осуществляют неполный улов сернистых газов и окислов
азота, которые выбрасываются в атмосферу; стоимость же их весьма велика и
составляет до 30% затрат на всю установку. Учитывая все изложенные
преимущества и недостатки, появились новые скоростные концентраторы, в
которых потоком горячего газа жидкость преимущественно разбивается на
мельчайшие капли. Для создания такого процесса концентрирования СК в
капельном состоянии используют аппараты Вентури.
Таблица №1 - Расходные коэффициенты на получение 92,5% серной кислоты
|Показатели |Барботажный |Трубы Вентури |
| |концентратор | |
|Топливо, кг |70 |44,5 |
|Вода (t=25 ОС) |7 |6,5 |
|Эл. энергия, кВт/ч |18 |16,6 |
Применение этих труб имеет ряд преимуществ: при небольших размерах они
имеют большую производительность, что позволяет снизить капитальные затраты
на 1 тонну концентрированной кислоты по сравнению с барботажным
концентратором. Преимуществом этого метода является то, что более низкая
температура кипения кислоты уменьшает степень разложения при ее
концентрировании и уменьшает туманообразование, что в конечном итоге
приводит к уменьшению требуемого объема газоочистки.
Вихревая ферросилидовая колонна коренным образом отличается от ныне
действующих в промышленности систем концентрирования СК. Процесс
осуществляется в режиме без образования туманов серной кислоты и сернистого
ангидрида, что резко снижает газовые выбросы. Конструктивное исполнение
концентратора позволяет за счет дополнительных брызгоуловительных и
абсорбционных ступеней осуществлять снижение газового выброса до санитарных
норм без электрофильтров и скрубберов.
1.2 Патентная часть
Для проведения патентных исследований определяется предмет поиска по
теме дипломного проекта, подлежащей исследованию.
Предмет поиска: "Регенерация отработанных кислот."
Поиск проводится по отечественному патентному фонду, исходя из наличия
фонда в библиотеке КГТУ. Глубина поиска – 5 лет, начиная с 1994 года и
вглубь без пробелов.
Источник информации об отечественных изобретениях по Международной
классификации изобретения МПК:
С01В17/88, С01В17/90, С01В21/24, С01В21/22, С01В21/38, С01В21/40,
С01В21/44.
Целью исследований является установление уровня развития техники в
данной области и анализ применимости прогрессивности решений в дипломном
проекте.
Для составления полного списка изобретений, имеющих отношение к теме
поиска, пользуются годовыми систематическими указателями к официальным
бюллетеням.
Номера охранных документов, имеющих отношение к теме поиска, заносятся
в таблицу.
Таблица №2 – Список охранных документов
|Индекс МПК |№№ охранных |№№ БИ |Страна |Название |
| |документов |или ИЗР |выдачи |изобретения |
| | | |патента | |
| | |1994 год| | |
|С01В17/88 |2016842 |14 |РФ |Способ |
| | | | |концентрирования |
| | | | |H2SO4 |
|С01В21/24 |2022917 |21 |РФ |Способ получения |
| | | | |окиси азота |
|С01В21/26 |1102183 |6 |РФ |Способ окисления |
| | | | |аммиака |
|С01В21/38 |2009996 |6 |РФ |Способ получения |
| | | | |азотной кислоты |
| | |1993 год| | |
|С01В17/22 |1805095 |12 | |Способ |
| | | | |регенерации |
| | | | |отработанной |
| | | | |H2SO4 |
|С01В21/38 |1809774 |14 | |Способ снижения |
| | | | |содержания |
| | | | |оксидов азота в |
| | | | |хвостовых газах |
| | | | |производства |
| | | | |слабой азотной |
| | | | |кислоты |
| | |1992 год| | |
|С01В21/22 |1675202 |33 |РФ |Способ получения |
| | | | |закиси азота |
|С01В21/26 |1636332 |11 |РФ |Способ очистки |
| | | | |газообразного |
| | | | |монооксида азота |
| |1698187 |46 |РФ |Способ получения |
| | | | |могооксида азота |
|С01В21/24 |1650575 |19 |РФ |Способ |
| | | | |двухступенчатого |
| | | | |окисления аммиака|
|С01В21/38 |1664740 |27 |РФ |Способ |
| | | | |автоматического |
| | | | |управления |
| | | | |процессом очистки|
| | | | |хвостовых газов |
| | | | |от оксида азота |
|С01В21/40 |1668291 |29 |РФ |Способ |
| | | | |переработки |
| | | | |окислов азота в |
| | | | |неконцентрированн|
| | | | |ую азотную |
| | | | |кислоту |
| | |1991 год| | |
|С01В21/90 |1712304 |6 |СССР |Способ очистки |
| | | | |серной кислоты |
|С01В17/88 |1723030 |12 |СССР |Способ |
| | | | |концентрирования |
| | | | |и очистки серной |
| | | | |кислоты |
| | |1990 год| | |
|С01В21/40 |15641114 |18 |СССР |Способ |
| | | | |ректификации |
| | | | |смеси "азотная
| |  скачать работу |
Регенерация азотной и серной кислоты |
