Получение сернистого ангидрида

На большинстве заводов в качестве S-содержащего сырья при получении SO2 (Ткип –10,1 °С) используется расплавленная сера. Плавление осуществляется непрямым обогревом серы насыщенным паром. Расход пара составляет около 0,1 т / 1 т серы. Температура расплавленной серы поддерживается на уровне 150 °С, при которой сера имеет минимальную вязкость (1 · 10–2)–(0,78 · 10–2) Па · с. Объем расплавленной серы примерно на 15 % больше объема твердой серы. Для плавления применяют вертикальные и бункерные плавильники. Перед подачей на сжигание расплавленную серу очищают от минеральных примесей путем отстаивания в отстойниках или путем очистки на сетчатых фильтрах. Сжигание серы осуществляется в стационарных печах или в более совершенных печах циклонного типа с использованием избытка воздуха (1,15). Последние имеют более высокую теплонапряженность [7300 · 103 кДж/(м3  ч)] по сравнению с печами стационарного типа [300 · 103 кДж/(м3ч)] и позволяют получать газ на выходе из печи концентрацией 16–18 % SO2, против 13–14 % для стационарных печей. Производительность их достигает 150 т/сут. Материальные балансы, конструкция оборудования и расчеты приведены в [24].

Для получения чистой сырой сульфитной кислоты сернистый ангидрид очищают от серного ангидрида, используя более высокую растворимость последнего в горячей воде, и охлаждают SO2 до 30–35 °С. Для очистки и охлаждения газа после печей применяют работающие последовательно полый и насадочный аппараты, называемые скрубберами, или полый скруббер и газопромыватель барботажного типа. В табл. 15.2.2 приведены данные, характеризующие работу скрубберов в зависимости от температуры промывной воды.

Подготовка абсорбентов SO2 и приготовление сырой кислоты

В случае применения магниевого основания SO2 из печных газов поглощается суспензией MgСО3 в воде, так как кусковой и молотый углекислый магний (магнезит) очень медленно растворяется в сернистой кислоте. При использовании в качестве магниевого основания брусита (природный минерал, по химическому составу соответствующий кристаллическому гидроксиду магния) последний загружается в башни (турмы) в виде кусков.

При получении растворов на аммониевом основании SO2 поглощается аммиачной водой, которая разбавляется до нужной концентрации непосредственно в поглотительном аппарате.

Растворы с натриевым основанием получаются при поглощении SO2 раствором кальцинированной соды, приготовляемым перед подачей его в поглотительную установку (абсорбер).

Приготовление сырой кислоты на кальциевом основании на сульфитцеллюлозных предприятиях России практически не применяется.

Для приготовления растворов SO2 и бисульфитов магния, аммония и натрия, а также моносульфита натрия применяют абсорберы с инертной насадкой и аппараты барботажного типа. При приготовлении варочных растворов происходят следующие реакции.

Растворы на магниевом основании:

Mg (OH)2 + SO2 = MgSO3 + H2O

MgSO3 + H2SO3 = Mg (HSO3)2

Растворы на аммониевом основании:

2NН4OH + SO2 = (NH4)2SO3 + H2O

(NH4)2SO3 + H2SO3 = 2NH4HSO3

Растворы на натриевом основании:

2Na2CO3 + H2SO3 = Na2SO3 + 2NaHCO3

Na2СO3 + H2SO3 = 2NaHSO3

Растворение 1 % свободного SO2 повышает температуру получаемой сырой кислоты на 1 °С. Растворение 1 % связанного (в виде бисульфита) SO2 повышает температуру сырой кислоты в зависимости от применяемых реагирующих веществ следующим образом, °С:

MgO на 13,0; Mg(OH)2 на 11,9; NH4OH на 6,3; Na2CO3 на 6,7.

Расход сырой кислоты колеблется в широких пределах и составляет, м3 /1 т воздушно-сухой целлюлозы:

при выработке жесткой целлюлозы — 5,4–6,3; средней жесткости — 5,5–6 и мягкой — 6,8–7,6; а состав сырой кислоты изменяется от 3,0 до 4,2 % всего SO2 и от 0,8 до 1,6 % основания (в единицах связанного SO2).

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru