Дипломная работа: Разработка технологии концентрирования серной кислоты
менее
Массовая доля железа (Fe), %, не более Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более
Массовая доля оксида азота (N2 O3 ), %, не более
91
0,2
0,01
0.2
Примечание: 1. Для азотной кислоты марки Б, получаемой методом регенерирования отработанных кислот, допускается норма по показателю 1 не менее 97,0 %.
Норма по показателям 1, 3 установлены на момент отгрузки.
2.3 ОПЕРАЦИОННОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Технологический процесс получения /3/ концентрированной серной кислоты и денитрации рекуперированных и уловленных кислот состоит из следующих операций:
- концентрирование слабой азотной кислоты;
-денитрация рекуперированных и уловленных кислот;
- абсорбция окислов азота и азотной кислоты;
- концентрирование серной кислоты;
Цех по регенерации отработанной серной кислоты предназначен для получения концентрированной серной кислоты концентрации не менее 92%.
1. Концентрирование слабой азотной кислоты.
Слабая азотная кислота /3/ концентрации не менее 48%; отработанная кислота, которая состоит из 16% HNO3 , 40% H2 SO4 , 44% H2 O; серная кислота концентрации не менее 92% при температуре 20 ºС из напорных баков (поз.5) самотеком через щелевые расходомеры поступают в концентрационную колонну ГБХ (поз.1).
Уровень кислот в напорных баках (поз.5) поддерживается постоянным с помощью щелевых расходомеров.
Концентрированная серная кислота поступает на 4 – 6 царги колонны (поз.1), слабая азотная кислота в 8 – 9 царги, отработанная кислота поступает в десятую царгу колонны (поз.1).
Одновременно с подачей кислот в дно колонны (поз.1), в противоток стекающей смеси кислот для отгонки азотной кислоты из отработанной серной кислоты, подается через форсунку водяной пар. Пар, нагретый до температуры 250 °С и сжатый до 2,45 МПа, поступает из 7 цеха. При этом в колонне (поз.1) образуется тройная смесь. Серная кислота присоединяет к себе воду, понижая парциальное давление водяных паров в смеси. В нижней части колонны
происходит концентрирование серной кислоты за счет испарения азотной кислоты.
Перегретый пар /1/ подается в нижнюю часть колонны (поз.1) и при прохождении до 13-11 тарелки отдает тепло перегрева, на вышележащих тарелках передается тепло конденсации.
2. Денитрация рекуперированных и уловленных кислот.
Для денитрации отработанной серной кислоты ее нагревают паром с таким расчетом, чтобы тепло, вводимое с паром, было достаточным для нагревания смеси до 150 – 160 ºС. Поэтому перегретый пар подают в колонну ГБХ (поз.1) с начальной температурой 250 ºС и поддерживают концентрацию отработанной серной кислоты 68 – 70 %. При этом содержание нитрозилсерной кислоты составляет не более 0,05 – 0,1 %, что значительно меньше содержания нитрозилсерной кислоты, если смесь нагревать глухим паром. В этом случае ее содержание составляет 1 – 2 %.
Азотная кислота, освобожденная от воды, но с большой массовой долей окислов азота, в парообразном виде поднимается в верхние царги колонны (поз.1) 6, 7, где, барботируя через слой серной кислоты, окончательно теряет влагу, затем проходит через царги № 4, 5, которые служат брызгоуловителями серной кислоты.
В колонне ГБХ (поз.1) постоянно поддерживается разрежение 1,27 МПа и температура 135 ºС во избежание взрыва, так как процесс идет с выделением большого количества тепла.
Освобожденные от влаги пары азотной кислоты поступают в верхние две царги колонны (поз.1), образующие дефлегматор, где за счет продувки паров азотной кислоты через стекающую противотоком из конденсатора в жидком виде азотную кислоту происходит отдувка окислов азота. Отработанная серная кислота концентрации не более 70% поступает в отделение концентрирования отработанной серной кислоты.
3. Абсорбция окислов азота и азотной кислоты.