Интенсификация абсорбции смеси аммиака и диоксида углерода после колонн дистилляции в производстве кальцинированной соды

• Автор: Балыбердин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 228 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1 Анализ технологии абсорбции газов в производстве кальцинированной соды.

1.1 Анализ физикохимических основ абсорбции газов в производстве кальцинированной соды.

1.2 Анализ промышленных технологических схем и аппаратов отделения абсорбции

Глава 2 Разработка новых способов интенсификации процесса абсорбции газов в производстве кальцинированной соды.
2.1 Разработка способа интенсификации массообмена в аппаратах производства кальцинированной соды
2.2 Разработка способа интенсификации теплообмена в аппаратах производства кальцинированной соды
Глава 3 Экспериментальное исследование важнейших закономерностей процесса абсорбции смеси углекислого газа и аммиака с исследованием эффективности новых контактных устройств.
3.1 Исследование кинетических закономерностей процесса абсорбции углекислого газа раствором ЫаОН.

3.2 Исследование гидравлического сопротивления ВКУ.

3.3 Исследование брызгоуноса ВКУ.
3.4 Исследование теплообмена в ВКУ
3.5 Исследование массоотдачи в газе при больших массовых нагрузках по жидкой и газовой фазам.
3.6 Исследование массоотдачи в жидкой фазе ВКУ
Глава 4 Разработка технологических схем и промышленных
аппаратов для интенсификации физикохимических процессов.
4.1 Разработка технологии и промышленных аппаратов абсорбции смеси аммиака и углекислого газа в производстве кальцинированной соды
4.2 Разработка вихревого промывателя газа колонн для санитарной
очистки газовых выбросов от аммиака и анализ результатов
опытнопромышленных испытаний
Выводы.
Литература


На рис. АБСОЕ . Точки пересечения этой линии с соответствующими изотермами характеризуют условия образования твердой соли, то есть температуру и состав газовой фазы. Состав газовой фазы, поступающей из отделения дистилляции, выраженный в виде соотношения С : Я#3, не зависит от температуры и давления и определяется но материальному балансу аппаратов отделения дистилляции. Если пренебречь потерями NN. СО? СО? При нормальном составе этой жидкости массовое отношение в ней С :NH3 =0,. Точка пересечения линии, проведенной из начала координат и соответствующей отношению С :NH3 =0,, с линией А В С D Е и изотермой, проходящей через ту же точку, определяет температуру, при которой начинается образование твердой соли из газовой фазы. На рис. Р = 5 Па, эта точка лежит около °С, причем состав образующейся соли соответствует карбамату аммония. Скорость поглощения С и NH3 рассолом весьма сильно зависит от температуры газа и концентрации исходных компонентов. Скорость абсорбции тем больше, чем выше парциальное давление NH3 и С в поступающем газе и чем меньше равновесное давление этих компонентов над раствором. Разность между парциальным давлением газа и равновесным давлением над раствором определяет движущую силу абсорбции, следовательно, и скорость поглощения газа. По мере поглощения NH3 рассолом повышается равновесное давление аммиака над раствором. При определенной концентрации и температуре раствора равновесное давление NH3 над раствором становится равным парциальному давлению NH3 в газе, подаваемом на абсорбцию, тогда количество молекул NH3, поглощаемых раствором в единицу времени, становится равным количеству молекул, выделяющихся из раствора, - наступает состояние динамического равновесия, и процесс поглощения прекращается. Поэтому для правильного ведения процесса абсорбции в содовом производстве нужно знать равновесное давление NH3 и С над раствором при различной температуре и различной концентрации компонентов / /. С повышением содержания С в растворе равновесное давление NH3 над раствором понижается, следовательно, ускоряется поглощение NH3 и повышается равновесная концентрация его в растворе. МНЪ над раствором, содержащим 0 н. А7/3, составляет 0 мм рт. С. При содержании же в растворе н. СОг давление ЫН3 понижается до 1 мм. При н. Аммонизированный рассол, выходящий из абсорбера содержит обычно и 0 н. VН} и н. С. Газ, поступающий в абсорбер, содержит % об. N3, парциальное давления аммиака в нем равно 5 мм рт. В этих условиях раствор близок к состоянию равновесия и дальнейшее поглощение аммиака возможно только при снижении температуры рассола. Повышение температуры рассола, с одной стороны, увеличивает равновесное давление углекислоты над раствором, что снижает скорость и полноту поглощения С с другой стороны, увеличивает скорость химических реакций, которыми сопровождается поглощение углекислоты. Установлено, что при температуре жидкости менее °С скорость химической реакций лимитирует процесс поглощения С аммонизированным рассолом, поэтому верхнюю часть абсорбера обычно не охлаждают, а температурный режим аппарата поддерживают настолько высоким, насколько это позволяет скорость и полнота поглощения аммиака. Известно, что процесс абсорбции С идет значительно медленнее, чем МНз, поэтому аппаратурное оформление должно рассчитываться для поглощения заданного количества аммиака и максимально возможного количества углекислого газа. Скорость поглощения С, кроме температурного режима определяется наличием ЫН? Для поглощения углекислого газа предпочтительны скрубберные аппараты, для аммиака - барботажные. Однако наибольшая полнота поглощения С. С и тем самым способствующего его поглощению. С этой точки зрения для абсорбции углекислоты предпочтительны аппараты с прямотоком газа и жидкости. При прямотоке поступающий в аппарат С с самого начала и до выхода из аппарата контактирует с жидкостью, богатой аммиаком, тогда как при противоточном движении на выходе из аппарата газ встречается с жидкостью с меньшим содержанием аммиака, чем при прямотоке.