 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Факторы, влияющие на работу концентрационной колонны
1. Увеличение подачи острого пара:
a) вызывает уменьшение концентрации НNO3 и Н2SO4;
b) повышается температура в зоне ввода купоросного масла за счет теплоты разбавления Н2SO4 и теплоты конденсации пара, что ведет к ускоренному испарению Н2О и разбавлению НNO3;
c) температура в нижней части колонны почти не изменяется, т.к. здесь выделяется лишь тепло перегрева (температура снижается с 230 °С до 100 °С), а его немного.
2. Увеличение подачи купоросного масла:
a) приводит к образованию тройной смеси с большей поглотительной способностью воды, что вызывает увеличение температуры на тарелках ниже ввода купоросного масла. Это ведет к увеличению содержания НNO3 в парах;
b) концентрация Н2SO4 в месте ввода увеличивается, что приводит к увеличению содержания НNO3 в парах;
c) концентрация отработанной Н2SO4 увеличивается.
3. Увеличение подачи пара в испаритель:
a) вызывает увеличение температуры во всей колонне;
b) в связи с п. а): увеличивается упругость паров воды и снижается концентрация НNO3;
c) уменьшается содержание оксидов азота в кислоте;
d) концентрация отработанной Н2SO4 возрастает и уменьшается содержание в ней нитрозы.
4. Уменьшение подачи разбавленной азотной кислоты:
a) приводит к повышению температуры по всей высоте колонны;
b) из п. а): следует увеличение упругости паров воды и разбавление продукционной НNO3, укрепление Н2SO4, снижение содержания в ней нитрозы (т.е. те же особенности, что и в п.3).
5. Увеличение концентрации разбавленной НNO3:
a) вызывает уменьшение температуры по всей высоте колонны;
b) возрастает концентрация НNO3;
c) возрастает концентрация Н2SO4;
d) увеличивается содержание NOx в НNO3 и нитрозы в Н2SO4.
Температура в колонне уменьшается вследствие уменьшения прихода тепла от разбавления Н2SO4 водой и увеличении расхода тепла на испарение моногидрата НNO3.
6. Уменьшение подачи охлаждающей воды в конденсатор:
a) приводит к возрастанию температуры в верхней части колонны (в зоне отдувки) от более горячего орошения;
b) способствует уменьшению содержания N2O4 в продукционной кислоте;
c) нагрузка абсорбционной системы возрастает, а концентрация продукционной кислоты снижается.
Из приведенных замечаний следует, что температура имеет решающее значение для процесса концентрирования НNO3.
8.2. Концентрирование азотной кислоты с применением нитрата магния
Использование в процессе концентрирования HNO3 серной кислоты достаточно эффективно, однако, применение ее в системах с выпаркой воды из отработанной Н2SO4 дымовыми газами приводит к загрязнению воздушного бассейна сернокислотным туманом, эффективная очистка от которого в настоящее время в промышленности не реализована. Это является основной причиной замены Н2SO4 другими водоотнимающими агентами.
Водоотнимающая способность единицы массы чистого вещества, исходя из равновесных зависимостей, соответствует следующему ряду:
Al(NO3)3>Fe(NO3)3>Mg(NO3)2>Ni(NO3)2>Н2SO4>LiNO3>Al2(SO4)3>
Zn(NO3)2>Ca(NO3)2>Н3РO4>Cd(NO3)2>NaNO3>KNO3.
Таким образом, видно, что использование в качестве дегидратирующих агентов растворов нитратов алюминия, железа и магния для концентрирования НNO3 более эффективно, чем Н2SO4. При этом получается продукт высокой чистоты без токсичных выбросов (отсутствует сернокислотный туман).
Однако, учитывая низкую термическую устойчивость растворов нитратов алюминия и железа на первый план выдвигаются нитраты магния и цинка, которые можно концентрировать из отработанных растворов при температурах выше 100 °С, что экономически и технологически выгодно.
Следует заметить, что применение в промышленном масштабе в качестве дегидратирующего агента Zn(NO3)2 ограничено его высокой токсичностью (ПДК для цинка и его соединений в рыбохозяйственных водоемах составляет 0,01 мг/л, в то время как для соединений магния – 50 мг/л).
Таким образом, наиболее подходящим водоотнимающим агентом, с учетом указанных ранее требований, является Mg(NO3)2, который и нашел практическое применение.
Как мы уже говорили применение водоотнимающего агента основано на взаимодействии его с водой и понижении парциального давления водяного пара в тройной системе. Только в этом случае мы можем получить содержание НNO3 в паровой фазе выше, чем в точке азеотропа.
Поиск по сайту: