Применение аппаратов АПН

Применение АПН в производстве брома и иода

Для получения брома используют рассолы некоторых соляных озер, буровые воды нефтеносных районов и маточные щелоки от переработки карналлита и сильвинита, содержащие 0,2-4,5 кг брома в 1 м3. В этих растворах бром содержится в виде бромидов; кроме того, в растворах содержатся хлориды, карбонаты и другие соединения. Для извлечения брома растворы подкисляют серной или соляной кислотой и вводят в них окислитель (обычно хлор) для перевода иона брома в элементарный бром, после чего бром выделяют десорбцией, продувая через раствор воздуха [167, 168]. Процесс проводят в башнях с неподвижной насадкой, работающих недостаточно эффективно, причем насадка подвержена забиванию содержащимися в растворах примесями. Аналогичным образом из соответствующих растворов извлекают иод.
Проведены исследования по применению абсорбционных аппаратов различных типов для извлечения брома и иода, в том числе АПН. В работе описаны результаты испытаний трехсекционной десорбционной колонны для воздушной десорбции брома, изготовленной из асбоцементной трубы диаметром 370 мм с высотой каждой секции около 2 м. Распределительные решетки выполнены из винипласта с долей свободного сечения около 0,35 и шириной щели 3 мм. Использовались пластмассовые шары диаметром от 16 до 37,5 мм с плотностью от 470 до 90 кг/м3. При загрузке на нижнюю решетку шаров диаметром 35,5 мм и плотностью 160 кг/м3 при высоте статического слоя 260 мм, а на Среднюю и верхнюю решетки - шаров диаметрами 16; 35,5 и 37,5 мм и плотностью 160 кг/м3; при высоте статического слоя 260 и 295 мм поддерживали скорость воздуха 2,8 м/с и плотность орошения 90-122 м/ч. При этом степень десорбции …пишите на почту.
В данном абсорбере сопротивление было довольно высоким, что объясняется малым свободным сечением решетки и сравнительно большой высотой статического слоя. В дальнейшем была испытана колонна, также изготовленная из асбоцементной трубы диаметром 375 мм общей высотой 6 м. В качестве насадки использовали полые полиэтиленовые шары диаметром 42 мм и плотностью 240 кг/м3. Высота слоя составляла 100- 150 мм. Доля свободного сечения опорно-распределительных решеток щелевого типа была равна 0,45-0,5 при ширине щелей 10-15 мм. Скорость газа изменяли от 2 до 3,5 м/с, плотность орошения от 70 до 110 м/ч. Число слоев было 4-5. Температура воздуха и рассола колебалась от 12 до 28 °С.
Эффективность оценивали общим числом единиц переноса, отнесенным к жидкой фазе К, принимая модель полного перемешивания жидкости и идеального вытеснения газа. Исследования показали, что К повышается с увеличением скорости газа и высоты статического слоя, но мало зависит от плотности орошения. Лабораторные исследования показали, что при десорбции брома сопротивление газовой фазы невелико и составляет 5-15%. Сопоставление данных лабораторных и опытно-промышленных исследований показало, что К примерно на 20% ниже расчетных значений по данным лабораторных исследований [см. уравнение (111.61)]. Автор работы объясняет это расхождение ошибками, возникающими при экстраполяции влияния некоторых параметров на процесс за пределы, изученные на лабораторной колонне, а также стесненностью движения шаров, что обусловлено сравнительно низким отношением DК/dШ и тем, что не все опыты бы ли проведены в режиме полного псеводоожижения, что объясняется большими размерами насадки. Мы полагаем, что кроме указанных причин могли быть и другие, приведшие к неточности определения K, поскольку была принята модель полного перемешивания жидкости
При десорбции йода сопротивления в каждой из фаз близки, хотя все же на жидкую фазу приходится большая доля. Влияние параметров на процесс десорбции йода аналогично влиянию в случае десорбции брома, но степень отгонки йода заметно ниже. Это объясняется тем, что константы фазового равновесия и, следовательно, движущая сила десорбции для йода значительно ниже, чем для брома. Расчеты показали, что при факторе отгонки (коэффициент избытка воздуха) *, равном двум, в десорбере с четырьмя тарелками общей высотой около 5 м при высоте статического слоя на каждой тарелке 150 мм обеспечивается степень десорбции … пишите на почту.
Другой возможной областью использования АПН является абсорбция брома из бромо-воздушных смесей, полученных при процессе десорбции брома. В качестве абсорбентов для этой цели применяют водные растворы едкого натра или бромидов железа. Исследования по поглощению брома этими абсорбентами проводили в колонне диаметром около 100 мм с насадкой из полиэтиленовых шаров диаметром 16 мм и кажущейся плотностью 250 и 500 кг/м3. Доля свободного сечения решетки составляла 0,27; скорость газа 2,3 м/с; плотность орошения 1,4-7 м/ч. При увеличении статической высоты слоя с 46 до 184 мм степень извлечения брома растворами NаОН возрастала … пишите

 

Применение АПН в производстве аммофоса

Аммофос представляет собой сложное водорастворимое удобрение, содержащее два питательных элемента: азот и фосфор. Аммофос является один из самых перспективных удобрений, и его производство с каждым годом расширяется. Аммофос получают нейтрализацией фосфорной кислоты аммиаком с последующим удалением влаги и грануляцией продукта. Имеется много различных схем получения аммофоса. Однако применяют на практике лишь несколько схем получения аммофоса.
1. Схема получения аммофоса с аммонизатором - гранулятором. В данной схеме используют концентрированную фосфорную кислоту (52 - 54% Р2О5), которую нейтрализуют в две стадии: на 70% в аммонизаторах, а затем в аммонизаторе-грануляторе, в котором происходит одновременно доаммонизация и грануляция полученного аммофоса. Сушка полученных гранул происходит в барабанной сушилке.
2. Схема получения аммофоса с распылительной сушилкой с последующей «мокрой» грануляцией. В данной схеме используют обычную неупаренную экстракционную кислоту (22 - 29% Р2О5), которую нейтра¬лизуют в аммонизаторе, куда подают весь аммиак; до 80% всей полученной пульпы поступает в распылитель¬ную сушилку, в которой получается порошковидный ам¬мофос, а остальная часть пульпы вместе с порошкообразным аммофосом поступает на грануляцию и последующую сушку продукта.
3. Схема получения аммофоса с грануляцией в БГС (барабанном грануляторе-сушилке). По данной схеме в качестве сырья может быть использована фосфорная кислота практически любой концентрации. В этом случае также происходит одностадийная аммонизация в аммонизаторах, после чего пульпу упаривают в вакуум-выпарных аппаратах до содержания влаги в пульпе 20 - 25%, затем она поступает в аппарат БГС, в котором происходит грануляция и сушка готового продукта.

Схема очистки отходящих газов производства аммофоса:

Рис. IV-5. Схема очистки отходящих газов производства аммофоса:
1.2 - сатураторы; 3 - аммонизатор-гранулятор; 4, 5, 6, 8 - абсорберы с псевдоожиженной насадкой; 7, 20 - вентиляторы; 9, 12, 13, 16 - насосы; 10, 11, 14. 15 - циркуляционные баки; 17 - батарейный циклон; 18 - топка; 19 - барабанная сушилка.
При получении аммофоса независимо от схемы производства при аммонизации фосфорной кислоты, грануляции и сушке в газовую фазу выделяются сравнительно небольшие количества фторсоединений, аммиак, количество которого может резко возрасти при нарушениях режима, и аммофосная пыль. Как правило, технологическая нитка производства аммофоса имеет две одинаковые системы очистки: одна система для очистки газа из узла сушки готового продукта, другая система объединяет все остальные технологические источники выделения вредностей. Системы очистки состоят из двух ступеней: первая служит для улавливания аммиака с возвратом отработанной жидкости в процесс и вторая - санитарная башня для очистки от фтористых соединений известковым молоком перед выбросом газов в атмосферу.
Применение АПН в производстве аммофоса целесообразно, так как степень улавливания газов, содержа¬щих аммофосную пыль, в одном аппарате может достигать 99%. Содержание пыли в газах, поступающих на абсорбцию из сушильных барабанов после очистки в циклонах и после аммонизаторов-грануляторов составляет соответственно 1-5 и 5-40 г/м3. Высокое содержание пыли в газах из аммонизатора-гранулятора обусловлено невозможностью сухой очистки, что объясняется большой влажностью пыли. На рис. IV-5 приведена схема очистки отходящих газов производства аммофоса, включающая аммонизатор-гранулятор. Опыт эксплуатации приведенной системы очистки отходящих газов на заводах, где получают аммофос с применением аммонизатора-гранулятора, показал высокую эффективность и надежность в работе АПН. Так, при использовании абсорбера диаметром 2,6 м с двумя слоями насадки средняя степень очистки аммиака при соблюдении технологических параметров (подробнее пиши на почту).
Для АПН, применяемых при очистке отходящих газов от аммиака и фтора в производстве аммофоса, можно рекомендовать следующий режим работы (подробнее пиши на почту).
Вышеприведенные схема очистки и данные могут быть использованы применительно к производству аммофоса по любой схеме, так как отходящие газы примерно одинаковы по своим характеристикам.
Наряду с аммофосом широкое применение находит также нитроаммофоска - сложное удобрение с тремя питательными элементами. В отличие от аммофоса нитроаммофоску в основном получают по схеме с аммоиизатором-гранулятором, в который подается также плав аммиачной селитры и хлористый калий. Процесс и параметры аммонизации аналогичны таковым при производстве аммофоса: кислота аммонизируется на 70%, затем поступает в аммонизатор-гранулятор, в котором доаммонизируется и смешивается с плавом аммиачной селитры и хлористым калием, после чего смесь сушится в барабанной сушилке. Отходящие газы имеют примерно одинаковый состав с газом производства аммофоса, только их количество намного больше. Так, при одной типовой технологической нитке количество газов после барабанной сушилки составляет 200-300 тыс. м3/ч.

Схема очистки отходящих газов производства нитроаммофоски:

Рис. IV-6. Схема очистки отходящих газов производства нитроаммофоски:
1, 2 - сатураторы; 3 - аммонизатор-гранулятор; 4, 10 - вентиляторы; 5, 6 - абсорберы с псевдоожиженной насадкой и двумя циклами орошения; 7 - батарейный циклон; 8 - барабанная сушилка;9 - топка; 11, 14, 15, 18 - насосы; 12, 13, 16, 17 - циркуляционные баки.
Схема очистки отходящих газов производства нитроаммофоски показана на рис. IV-6. Газы от барабанной сушилки в количестве ~ 200 000 м3/ч поступают на очистку в двухступенчатый абсорбер диаметром 5 м, состоящий из двух частей: нижней, где происходит улавливание аммиака кислыми фосфатами аммония, и верхней части для улавливания фторсоединений известковым молоком. Аналогичную схему применяют для улавливания фтора и аммиака из газов от аммонизатора-гранулятора в абсорбере диаметром 3 м. Характеристики абсорбентов и работы АПН в условиях поглощения аммиака и фтора приведены выше (см. описание схемы очистки газов при получении аммофоса с применением аммонизатора-гранулятора).

   

Применение АПН в аллюминиевой промышленности

Как уже говорилось, впервые АПН стали применять в алюминиевой промышленности. При получении метал¬лического алюминия электролизом из криолитоглино-земного расплава в газовую фазу выделяются фтористый водород в результате частичного разложения рас¬плавленного электролита, а также сернистый ангидрид и многокомпонентная полидисперсная пыль в основном от сгорания угольных электродов. Очистке подлежит значительное количество газов (в одной системе до 1 млн. м3/ч) со сравнительно невысоким содержанием вредностей. Так [8], газы, отсасываемые из электролизных ванн, содержат: 0,02 - 0,5 г/м3 фтористого водорода, 0,02 - 0,3 г/м3 сернистого ангидрида и пыль, в кг; торой находится 0,2 - 0,5 г/м3 смолистых веществ.
В одной из ранних работ [3] сообщается, что при очистке отходящих газов алюминиевого производства модельном АПН сечением 0,2 м2 и высотой 1,6 м степень улавливания фторсоединений составила 95%, а пыли улавливалось до 99%. Отмечается, что рабочая юна АПН, несмотря на наличие в газе пыли с алюминистыми веществами, оставалась совершенно чистой. Приводится также характеристика промышленного АПН D = 5,5 м, имеющего один слой насадки с H = 0,3 м; при скорости газа w = 2,5 м/с степень улавливания фторсоединений составила 95% при гидравлическом сопротивлении ~ 1000 Па.
Представлены результаты изучения абсорбции газообразного фтористого водорода в АПН диаметром 180 мм. Поглощение НF проводили содовым раствором, содержащим 4 - 5% Na2СО3; концентрацию НР варьировали в пределах 15-150 мг/м3. АПН имел две секции. Насадка - полиэтиленовые шары диаметром 15 мм. В опытах Hст изменяли от 35 до 175 мм, от 0,25 до 0,7, и от 2,2 до 31 м/ч и ш от 2,5 до 5,6 м/с. Результаты приведены в виде графических зависимостей общего числа единиц переноса от различных факторов. Несмотря на то, что общее число единиц переноса N с ростом доли свободного сечения опорно-распределительных решеток f уменьшается, уменьшается и энергетический параметр.
Приведены результаты испытаний моделей АПН диаметром от 0,4 до 2 м при очистке технологических газов алюминиевого производства. Аппараты имели два слоя шаровой насадки из полых полиэтиленовых шаров (dш = 36 мм, рш = 22б кг/м3), уложенных на опорно-распределительные решетки пруткового типа с долей свободного сечения f=0,4. В верхней части АПН находилась ограничительная решетка с f = 0,9. Аппараты орошали 2-5%-ным содовым раствором.
Имеются сведения о промышленных испытаниях Японии системы из четырех АПН с общей производительностью по газу 600 тыс. м3/ч [151]. В качестве сорбента применялся содовый раствор. Степень поглощения НF в АПН с одним слоем шаровой насадки ставила свыше 93%. По параметрам установки писать на почту.

   

Cтраница 3 из 3

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100