химический каталог




Хлористый водород и соляная кислота

Автор М.И.Левинский, А.Ф.Мазанко, И.Н.Новиков

2-4). В этой печи обеспечивается равномерная тепловая нагрузка стенок, так как форма печи близка к форме факела. Корпус печи изготавливается из 8-миллиметровой листовой стали.

Нижняя цилиндрическая часть корпуса и съемное днище печи футерованы огнеупорным кирпичом. В верхнем конце печи расположена предохранительная мембрана, изготавливаемая из паронита или асбеста. В печи поддерживается давление 6 кПа, температура наружной стенки печи достигает 400 °С, а температура выходящего газа должня быть не выше 250 °С.

Недостатком стальной печи является то, что полученный хлористый водород содержит относительно большое количество железа, остатков от прокаливания. Это отрицательно влияет на качество соляной кислоты.

Кварцевая аппаратура очень дорогая и хрупкая, что создает затруднения при ее обслуживании. Поэтому она применяется очень ограниченно, например при получении НС1 для особо чистой соляной кислоты.

В последнее время наибольшее применение в качестве конструкционного материала находит графит, импрегнированный

30

HC1

оо

Рис. 2-4. Печь синтеза НС1:

1 - корпус печн; 2 — горелка; 3 — запальный люк; 4 - смотровой штуцер; 5 предохранительный лист; 6 — опорная конструкция.

Рис. 2-5. Графитовая камера сжигания с восходящим потоком горения.

феноло-формапьдегидными смолами (коробон, игурит, карбаит). Отличная коррозионная стойкость импрегнированного графита предотвращает загрязнение НС1.

Предложены и используются в промышленности разнообразные конструкции печей, из которых следует выделить два основных типа печей, отличающихся по способу работы и методу охлаждения [48, 49].

Первый тип представляет собой вертикальную камеру сжигания с восходящим потоком горения (рис. 2-5). Печь изготовлена из неимпрегнированного графита и состоит из корпуса, дна, крышки и трубки с отверстием для выпуска хлористого водорода. В этой камере применяется наружное охлаждение, причем часть воды просачивается внутрьчерез раковины в графите. Кроме того, она поступает снизу на дно печи, снижая высокую температуру внутри печи. Благодаря такому охлаждению температура выходящего, газа равна 150-220 °С.

Горелка (рис. 2-6), используемая в печах этого типа, состоит из двух графитовых-трубок: наружной и внутренней. Хлор поднимается по внутренней 1 , а водород - по наружной трубке 2 со скоростью 10-20 м/с. Существуют различные варианты формы и направления отверстий А для хлора и водорода.

31

Например, отверстия для водорода направлены под углом вверх, а отверстия для хлора - горизонтальные винтообразные для лучшего смешения водорода с хлором. Камера сжигания с восходящим потоком горения изготавливается также из импрегни-рованного графита (коробона).

В некоторых конструкциях в верхних зонах сжигания устанавливают теплообменники различного типа для дополнительного охлаждения газов до 150-160 °С [50]. На рис. 2-7 представлена печь, состоящая из трех частей: камеры сжигания 1 , охлаждающего устройства 5 и перепускного канала 4 , соединяющего камеру сжигания и охлаждающее устройство. Несущей конструкцией является стальной кожух 3 , снабженный облицовкой для защиты от коррозии и сильного нагревания. Через горелку 2 , находящуюся у основания камеры сжигания 1, обычным способом подаются газы для сжигания. Образующийся в печи хлористый водород при температуре выше точки росы выходит через отверстие для хлористого водорода.

Более совершенная конструкция камеры сжигания второго типа обеспечивает нисходящий поток горения (рис. 2-8). Достоинством аппарата является тот факт, что в едином агрегате объединяются как секция сжигания 1 , так и абсорбционное устройство 3 . Применяемая горелка имеет такую же конструкцию, что и в камерах с восходящим горением, лишь несколько изме-

32

нен колпачок горелки. Весь агрегат заключен в кожух из углеродистой стали. Камера 1 охлаждается внутри и снаружи водой.

В установке с нисходящим потоком горения диаметр камеры сжигания может быть уменьшен за счет применения внутреннего охлаждения, что снижает требуемую площадь теплопередачи и, следовательно, диаметр камеры. Мощность современных графитовых печей постоянно возрастает и в настоящее время достигает 65 т/сут (табл. 23) [48].

Представляет интерес синтез хлористого водорода в графитовой горелке, которая погружена в соляную кислоту, находящуюся в стальном резервуаре. Резервуар футерован кислотоупорным кирпичом по спою резины (рис. 2-9). Температуру кислоты поддерживают несколько ниже равновесной, соответствующей кипению кислоты при данном парциальном давлении хлористого водорода в газе. Тепло горения и растворения отводят путем циркуляции кислоты через водяной холодильник. Непрореагировавшие водород и хлор перед отводом из аппарата разбавляют воздухом во избежание образования взрывоопасной смеси.

Недостаток способа - большой расход воды на охлаждение кислоты [51, 52].

Рис. 2-7. Печь синтеза HQ:

I — горелка; 2 — камера сжигания; 3 — кожух (сталь); 4 — перепускной каиал; 5 — охлаждающее устройство.

33

Рис. 2-8. Реактор синтеза НС1 с нисходящим горением:

1 — камера сжнгання; 2 — горелка; 3 — абсорбер с падающей пленкой.

рис. 2-9. Печь погружного горения.

В тех случаях, когда хлор производится в достаточном количестве, а водород в дефиците или он вообще не производится, в качестве источника водорода можно использовать водородсо-держащие соединения. Простейшим таким источником служит

Таблица 23. Характеристика печей синтеза НС1

Характеристика Производительность*, т/сут 5-18 15-20 40-50 50-65

Диаметр, мм

внутренний 300 450 700 800

наружный 400 560 840 940

Высота, мм 3200 5000 8000 9000

Площадь внутреннего сече- 0,0707 0,159 0,3848 0,5027

ния, м3

Охлаждаемая площадь 3,01 7,07 17,6 22,6

(внутр.), м'

Объем, м3 0,226 0,795 3,08 4,52

Производительность

на единицу охлаждаемой 2,66 2,83 2,84 2,88

площади, т/ (сут • м2)

на единицу объема, 35,4 25,2 17,2 14,4

т/(сут» м3) *В расчете на 35%-ную соляную кислоту.

34

Рис. 2-10. Установка для производства соля- [Уго/к, ной кислоты углеродным способом: / — топка; 2 — пылевая камера.

вода, которая при взаимодействии с хлором образует хлористый н20 водород при высокой (1 ООО- I у^.

1600 °С) температуре. Эта ре-акция идет с высокой эффектив- воздух ~~ ^ ностью в присутствии восстановителей - углерода, метана, диоксида серы и т. п.

При пропускании смеси хлора с водяным паром через слой пористого раскаленного угля образуется НС1 по реакции Q53]: 2С12 + 2Н20(пар) + С ->~ 4НС1 + СОг + 288,9 кДж

Вследствие большой экзотермичности реакция протекает без внешнего подвода тепла.

Процесс ведут в установке, показанной на рис. 2-10. Температура реакции зависит от сорта угля, наличия в нем примесей, являющихся катализаторами (например, Ре2Оз). ^Ри Ра_ боте с активированным углем, коксом и древесным углем с примесью оксида железа в реакционной зоне должна поддерживаться температура 400-450 °С.

страница 8
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

Скачать книгу "Хлористый водород и соляная кислота" (1.58Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Отличное предложение в КНС на T7B66AA - мы дорожим каждым клиентом!
ледовый roby
набор кокотниц для жюльена купить
концертный зал рам имени гнесиных билеты

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.04.2017)