книги из ГПНТБ / Амелин, А. Г. Производство серной кислоты учебник

шивание реактивной бумажки; по интенсивности окрашивания су­ дят о количестве мышьяка.

Влажность газа определяют, поглощая пары воды фосфорным ангидридом в двух последовательно соединенных U-образных труб­ ках, наполненных смесью асбестовой ваты с фосфорным ангид­ ридом.

Для определения содержания серной кислоты в отходящих га­ зах контактных систем газ пропускают через влажную гигроскопи­

по разности находят общее количество серной кислоты в газе в виде тумана и паров H2S 0 4.

Концентрацию БОзИтуман H2S 0 4 в отходящих газах автомати­ чески определяют при помощи туманомера типа АФТ-3, пределы измерений которого 0—1 г/м3 H2S 0 4. Для этого пробу газа пропу­ скают над водой; серный ангидрид, соединяясь с парами воды, обра­ зует туман серной кислоты, концентрацию которого измеряют туманомером.

Содержание окислов азота в отходящих газах башенных систем определяют колориметрическим методом. Так как окислы азота различаются по окраске (N 02— темно-бурый газ, N0 — бесцвет­ ный), сравнивая цвет анализируемого газа с цветом газа в эталон­ ных трубках, определяют содержание N 02 в газе. Для определения окиси азота пробу газа выдерживают в трубке в течение 10 мин, за это время происходит окисление N 0 до N 02. Затем вновь опреде­ ляют содержание N 02 сравнением с цветом газа в эталонных труб­ ках и вычисляют общее содержание окислов азота. Количество N0 находят по разности между результатами первого и второго опре­ делений.

§ 62. Автоматизация производства

Полная автоматизация цеха, производящего контактную серную кислоту из колчедана по классической схеме (см. рис. 44), затруд­ нительна из-за громоздкости аппаратурного оформления и необходи­ мости часто ремонтировать такие аппараты, как холодильники, на­ сосы и др. Экономически наиболее эффективна автоматизация кон­ тактных систем, более простых по аппаратурному оформлению, так как в них отсутствует промывное отделение и можно упростить про­ цесс окисления S 0 2 и абсорбции S 03. Такими системами являются системы, работающие на природной сере, сероводороде, концентри­ рованном сернистом ангидриде.

При автоматизации процесса тщательно продумывают количест­ во контролируемых параметров, сокращая их до минимума, но так, чтобы иметь все необходимые параметры, определяющие режим

2 0 0

системы. Этого требует экономическая сторона вопроса, так как установка приборов контроля и регулирования связана с большими капитальными затратами.

Автоматизация обжига колчедана. Одним из важнейших показа­ телей производства серной кислоты является постоянство объема обжигового газа и концентрации SO2 в нем. Постоянство объема га­ за поддерживают путем подачи в печь постоянного количества воз­ духа. Труднее достигнуть стабильности содержания S 0 2 в газе. Это связано с количеством поступающего в печь сырья (загрузкой), сте­ пенью его измельчения, содержанием в нем серы, влаги, условиями обжига и пр.

Автоматически регулируют концентрацию S 0 2 в сернистом газе при помощи газоанализатора, измеряющего концентрацию серни­ стого ангидрида и посредством соответствующих устройств воздей­ ствующего на питатель колчедана, изменяя таким образом его ко­

что также влияет на точность регулирования. В печах кипящего слоя на зависимость между температурой и концентрацией газа влияют помещенные в печи охлаждающие элементы.

Схема автоматизации печи КС, работающей на колчедане, по­ казана на рис. 95. Постоянство объема газа достигается следую­ щим образом. Импульс от диафрагмы 6, при помощи которой из­ меряют количество поступающего в печь воздуха, через регуля­ тор 7 воздействует на заслонку 8, регулирующую количество по­

через регулятор 12 на скорость вращения тарельчатого питателя 1

201

(при помощи вариатора или регулирующего реостата). Постоянное разрежение в верхней части печи (1—4 мм вод. ст.) поддерживается регулятором 11, который соответственно изменяет положение регу­ лирующего элемента (например, заслонки) перед газодувкой (на­ гнетателем). Отклонения концентрации S 02 при этой схеме регули­ рования в среднем составляют ±0,5% (рис. 96).

Автоматизация промывного отделения. В промывном отделении кислота, накапливающаяся в мокрых электрофильтрах и увлажни­ тельной башне, передается последовательно во вторую, а из нее в

отклонение от нормы получающихся колебаний концентрации кис­ лоты не превышает 2—3%.

Автоматизация сушильно-абсорбционного отделения. Как уже упоминалось, сушильная башня относится к отделению очистки га­ за. Однако в связи с тем, что вода, поглощаемая из газа в сушиль­ ных башнях, поступает с сушильной кислотой в абсорбционное от­ деление и идет на образование H2SO4, а для повышения концентра­ ции сушильной кислоты применяют моногидрат, циклы эти очень тесно связаны. Поэтому, имея в виду взаимную циркуляцию на­ званных кислот, в производстве часто сушильную башню относят к абсорбционному отделению. Автоматизация предусматривает регу­ лирование взаимного обмена кислот и откачку на склад продукции.

Схема автоматического регулирования сушильно-абсорбционно­ го отделения, обеспечивающая автоматическое поддержание тре­ буемой концентрации кислоты во всей системе, а также автомати­ ческую выдачу продукции на склад,«следующая. Заданная концен­ трация олеума поддерживается путем воздействия регулятора 19 (рис. 97) на клапан 4, изменяющий количество моногидрата, кото­

202

хода технологического процесса), но при этом часть продукции бу­ дет выдаваться в виде концентрированной серной кислоты.

Описанная схема автоматического регулирования полностью сохраняется, если для увеличения выпуска олеума серную кислоту вводят со стороны. При этом низкоконцентрированную серную кис­ лоту из первой сушильной башни отводят из системы как продук­ цию, а вместо воды в систему подают серную кислоту.

Таким образом, соотношение количества олеума и концентриро­ ванной серной кислоты, перекачиваемых на склад, определяется со­ держанием воды в газе, поступающем в сушильную башню, и под­ держивается автоматически. При отсутствии потребности в олеуме по команде из диспетчерского пункта 22 закрывается клапан 21 и вся продукция выдается в виде 93%-ной серной кислоты. Для этого в систему автоматически вводится необходимое количество воды.

При отдельных неполадках в работе контактного цеха (повыше­ ние влажности газа, понижение степени абсорбции в олеумном аб­ сорбере, прекращение орошения олеумного абсорбера и пр.) не тре­ буется вмешательства обслуживающего персонала. Приборы авто­ матического контроля и регулирования обеспечивают поддержание установленных параметров процесса и соответствующее разделение продукции на олеум и концентрированную серную кислоту.

Ниже приведены данные о точности поддержания основных па­ раметров процесса при ручном управлении и автоматическом регу­ лировании: *

Автоматизация контактного отделения. Температурный режим контактного аппарата необходимо поддерживать с точностью

± (2—3°С). Тогда при заданном количестве газа и определенном содержании в нем S 0 2 можно получить наиболее высокую степень окисления S 0 2 до SO3.

Как известно, температурный режим контактного отделения за­ висит от концентрации сернистого ангидрида в поступающем газе, поэтому регулирование температуры в этом отделении обычно соче­ тается с автоматическим поддержанием стабильной концентрации

S 0 2.

Одна из таких схем автоматизации контактных аппаратов с промежуточным теплообменом показана на рис. 98. Постоянная температура газа на входе в контактный аппарат поддерживается при помощи клапана 7, который регулирует количество холодного

2 0 4

ПР И Л О Ж Е Н И Я

I. Свойства серной кислоты

Коэффициент пересчета в систему СИ: кал/(г-град) X 4,19 = Дж/(г*град)

20?

Продолжение приложения 1

208