16. Доцельность места расположения производств серной кислоты.

Рациональное размещение предприятий отрасли предопределяет успешность их дальнейшей деятельности и эффективность отрасли в целом. Основные принципы размещения предприятий промышленности заключаются в следующем:

• максимальное приближение промышленности к источникам сырья, энергии и районам потребления;

• рациональное территориальное разделение труда с целью наиболее эффективной специализации отдельных экономических районов по отраслям промышленности;

• учет международного разделения труда;

• учет обороноспособности страны;

• учет экономической безопасности государства;

• учет необходимости максимального использования природных и трудовых ресурсов с охватом их демографической структуры.

Рациональное размещение производства на территории страны осуществляется в целях наибольшего повышения производительности труда и подъема экономики районов страны. Размещаются предприятия исходя из принципа общегосударственного интереса, с учетом технико-экономических особенностей отрасли и необходимости создания наилучших условий труда и жизни населения. Неуклонный рост производительности общественного труда достигается в результате приближения производства к источникам сырья, энергии и к районам потребления готовой продукции. Первостепенное значение для рационального размещения электротехнической промышленности имеет наличие достаточных и квалифицированных трудовых ресурсов.

Рациональное размещение производства серной кислоты определяется, в частности, видом используемого сырья. При получении серной кислоты из колчедана или серы сернокислотные производства рационально создавать в местах потребления кислоты, так как стоимость перевозки кислоты в 1 5 - 3 раза выше затрат на перевозку необходимого количества сырья.

Сернокислотная промышленность - одна из важнейших отраслей. Серная кислота находит широкое применение при производстве минеральных удобрений, в металлургической, нефтеперерабатывающей, текстильной и пищевой промышленности и во многих других отраслях. Сырьем для получения серной кислоты служат серный колчедан (пирит) и сера. Серная кислота также вырабатывается из сернистого газа, улавливаемого при плавке сульфидных руд, переработке сернистой нефти, сероочистке коксового и природного газа.

Сернокислотные заводы размещаются в основном в районах потребления серной кислоты. Основное сырье для ее производства (серный колчедан) приходится перевозить на дальние расстояния. Это объясняется тем, что серная кислота является малотранспортабельным грузом. В ряде районов получение серной кислоты совмещается с основными производствами на базе использования их отходов: например, серная кислота вырабатывается на Среднеуральском медеплавильном, Челябинском цинковом, Волховском алюминиевом и других заводах цветной металлургии.

17. Улавливание тумана в производстве серной кислоты.

Туманы образуются вследствие термической конденсации паров или в результате химического взаимодействия веществ, находящихся в аэродисперсной системе. Туманы образуются при производстве серной кислоты, термической фосфорной кислоты, при концентрировании различных кислот и солей, при испарении масел и др.

Для улавливания туманов применяют волокнистые и сеточные фильтры-туманоуловители и мокрые электрофильтры. Принцип действия волокнистых фильтров-туманоуловителей основан на захвате частиц жидкости волокнами при пропускании туманов через волокнистый слой. При контакте с поверхностью волокна происходит коалесценция уловленных частиц и образование пленки жидкости, которая движется внутри слоя волокон и затем распадается на отдельные капли, которые удаляются с фильтра.

Достоинство фильтров: высокая эффективность улавливания (в том числе тонкодисперсных туманов), надежность в работе, простота конструкции, монтажа и обслуживания.

Недостатки: возможность быстрого зарастания при значительном содержании в тумане твердых частиц или при образовании нерастворимых солей вследствие взаимодействия солей жесткости воды с газами (СО2, SO2, HF и др.).

Перемещение уловленной жидкости в фильтре происходит под действием гравитационной, аэродинамических и капиллярных сил, оно зависит от структуры волокнистого слоя (диаметра волокон, пористости и степени однородности слоя, расположения волокон в слое), скорости фильтрации, смачиваемости волокон, физических свойств жидкости и газа. При этом, чем больше плотность упаковки слоя и меньше диаметр волокон, тем больше жидкости удерживается в нем.

Волокнистые туманоуловители разделяют на низкоскоростные и высокоскоростные. Те и другие представляют собой набор фильтрующих элементов. Фильтрующие элементы низкоскоростного туманоуловителя включают две соосно-расположенные цилиндрические сетки из проволоки диаметром 3,2 мм, приваренные к дну и входному патрубку. Пространство между сетками заполнено тонким волокном диаметром от 5 до 20 мкм с плотностью упаковки 100–400 кг/м3 и толщиной слоя от 0,03 до 0,10 м. Волокна изготовляют из специальных стекол или полипропилена, полиэфиров, поливинилхлорида, фторопласта и других материалов.

Фильтрующие элементы крепят на трубной решетке в корпусе колонны (до 50–70 элементов).

Высокоскоростные туманоуловители выполняются в виде плоских элементов, заполненных пропиленовыми войлоками. Их можно использовать для улавливания тумана кислот (Н2SO4, НС1, HF, Н3РО4) и концентрированных щелочей.

Наиболее часто применяют двухступенчатые установки (с различными по конструкции фильтрами), которые могут быть двух типов. В установках первого типа головной фильтр предназначен для улавливания крупных частиц и снижения концентрации тумана. Второй фильтр служит для очистки от высокодисперсных частиц. В установках второго типа первый фильтр служит агломератором, в котором осаждаются частицы всех размеров, а уловленная жидкость выносится потоком газов в виде крупных капель, поступающих во второй фильтр-брызгоуловитель. В фильтрах-брызгоуловителях используются войлоки из волокон диаметром 70 мкм. При скорости фильтрации 1,5-1,7 м/с сопротивление составляет 0,5 кПа. а эффективность очистки для частиц более 3 мкм близка к 100%.

Фильтры для очистки аспирационного воздуха от частиц тумана хромовой и серной кислоты имеют производительность от 2 до 60 тыс. м3/ч. При скорости фильтрации 3-3,5 м/с эффективность очистки составляет 96-99,5%, сопротивление фильтров 150-500 Па.

Для улавливания масла разработаны фильтры с вращающимся цилиндрическим фильтрующим элементом, что обеспечивает эффективную и непрерывную регенерацию слоя от уловленного масла. Производительность таких фильтров от 500 до 1500 м3/ч, эффективность очистки составляет 85-94%.

Для очистки от грубодисперсных примесей брызг используют каплеуловители, состоящие из пакетов вязаных металлических сеток, из легированных сталей, сплавов на основе титана и других коррозионностойких материалов. Сетки (с диаметром -проволоки 0,2-0,3 мм) гофрируют и укладывают в пакеты толщиной от 50 до 300 мм и в качестве сепараторов устанавливают в колонне. Для повышения эффективности улавливания тумана предусматривают две ступени сеточных сепараторов. Сепараторы эффективно работают при концентрации пара в газах не более 100-120 г/м3. Сетки могут быть изготовлены также из фторопласта и полипропилена.

Для улавливания тумана кислот применяют мокрые электрофильтры. По принципу действия они не отличаются от сухих электрофильтров (см. выше).