19) Приготовление аммонизированного рассола, назначение абсорбционного отделения.

Приготовление аммонизированного рассола (теоретические основы):

Аммонизированный рассол получают в отделении абсорбции путем насыщения предварительно очищенного рассола аммиаком до концентрации, требуемой для протекания последующего процесса карбонизации. Аммиак, необходимый для приготовления аммонизированного рассола, поступает в основном со станций дистилляции, частично со станции карбонизации, а также с воздухом со станции фильтрации. Аммиак служит для накопления в рассоле ионов , необходимых для осаждения NaHCO₃. Кроме того, вместе с газообразным аммиаком на станцию абсорбции для осаждения NaHCO₃ поступают CO₂ и водяные пары.

Аммиак хорошо растворяется в воде и рассоле, этот процесс экзотермичен:

При повышении температуры рассола по принципу Ле-Шателье растворение (абсорбция) аммиака уменьшается. Аммиак будет поглощаться рассолом из газа только в том случае, если парциальное давление аммиака в нем больше равновесного давления аммиака над рассолом при определенных условиях. В присутствии оксида углерода (IV) равновесное давление аммиака над раствором снижается, а следовательно, ускоряется его поглощение.

При абсорбции аммиака и оксида углерода (IV) рассолом выделяется большое количество тепла. Кроме того, реакция взаимодействия аммиака и оксида углерода (IV) сопровождается выделением тепла. Тепло также выделяется при конденсации водяных паров. Общего количества тепла достаточно для нагревания рассола на 80-90 °С. Поскольку при повышении температуры процесс абсорбции аммиака ухудшается, абсорбцию ведут с промежуточным охлаждением жидкости в холодильниках. Предельная температура охлаждения жидкости составляет 70°С, а газа – 55-60°С. При более низких температурах газа и жидкости происходит кристаллизация образующихся углеаммонийных солей, что вызывает инкрустацию трубопроводов и холодильников.

Назначение отделения абсорбции в содовом производстве – приготовление аммонизированного рассола путем насыщения раствора NaCl аммиаком. Помимо этого процесса, в колонне происходит и улавливание других отходящих газов. Все аппараты, предназначенные для процесса улавливания, монтируются один над другим и собираются в абсорбционную колонну, в которой рассол течет сверху вниз, проходя последовательно промыватели газа, холодильники газа, 1-й и 2-й абсорбер, а газ, содержащий аммиак, движется снизу. Все промывные аппараты технологической схемы собираются в две колонны, достигающие значительной высоты.

20) Физико-химические основы процесса аммонизации рассола.

Аммонизированный рассол, т. е. рассол, содержащий аммиак, получают в отделении абсорбции содового завода.

Аммиак в содовом производстве служит для накопления в рассоле ионов , необходимых для осаждения NаНСО₃. Взаимодействуя с углекислотой, аммиак образует NaНСО₃, диссоциирующий на ионы NH⁴⁺ и :

При высокой концентрации ионов из рассола выделяется в осадок NaHCO₃ по реакции:

Аммиак необходим также для связывания иона из .

Аммонизированный рассол получают путем растворения аммиака из газов, поступающих в отделение абсорбции. При этом протекает реакция:

Растворимость аммиака в рассоле зависит от давления аммиака в газе и температуры. Эта зависимость может быть выражена уравнением:

где – равновесное давление NH₃ в мм рт. ст. над раствором;

– абсолютная температура в °К;

– концентрация аммиака в растворе в н. д.