Очистка обжиговых газов от аэрозолей в производстве серной кислоты

• Автор: Юмашев, Алексей Борисович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 .Основные направления развития производства

серной кислоты.

1.2.Основные направления оптимизации работы промывного

отделения

1.3.Очистка обжигового газа.

1.4.Аэродисперсные системы.

1.4.1. Характеристика аэрозолей

1.4.2. Сопротивление движению аэрозольных частиц

1.4.3. Уравнения движения аэрозольных частиц
1.4.4. Диффузионный перенос аэрозольных частиц
1.4.5 Конвективный перенос аэрозольных частиц.
1.4.6. Электризация аэрозольных частиц
1.4.7. Явления испарения и конденсации в аэрозолях
1.4.8 Коагуляция аэрозольных частиц.
1.5.Очистка газов от пыли
1.5.1 .Очистка от пыли в поле центробежных сил
1.5.2.0чистка газов в поле электрических сил
1.5.3.Очистка газов в скрубберах
1 .б.Брызгоунос
1.7.Распыливание жидкостей.
1.8.Расчет физикохимических свойств.
1.8.1.Расчет физикохимических свойств газовой фазы.
1.8.2.Расчет физикохимических свойств жидкой фазы
1.8.3.Расчет параметров газожидкостного равновесия
1.9.Расчет коэффициентов массо и теплопередачи
1.9.1 .Расчет коэффициентов массо и теплоотдачи в распылительных аппаратах
1.9.2.Расчет коэффициентов массо и теплоотдачи
ятя насадочных аппаратов
1Удаление из обжиговых газов соединений селена, теллура
и мышьяка
Выводы..
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ.
2.1. Математическая модель процесса очистки газа в распылительном аппарате
2.2. Математическая модель процессов, протекающих в газоходах
2.3. Математическая модель очистки газа в насадочном аппарате.
2.4. Математическая модель жидкостного тракта промывного отделения
2.5. Математическая модель очистки газа в мокрых электрофильтрах
ГЛАВА 3. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
3.1. Распределение частиц пыли по размерам
3.2. Распределение капель распыла по размерам и расчет брызгоуноса
3.3. Равновесие над растворами серной кислоты.
3.4. Физикохимические свойства растворов серной кислоты
3.5. Физикохимические свойства газовой фазы
3.6. Уравнения для тепло и массопереноса
3.7. Уравнения для расчета процесса удаления аэрозолей
при взаимодействии фаз.
3.8. Условия для образования тумана в газовой фазе.
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ
МОДЕЛИ И ИХ АНАЛИЗ.
4.1. Первая промывная башня
4.2. Вторая промывная башня
4.3. Увлажнительная башня.
4.3. Газоходы между аппаратами.
4.4. Мокрые электрофильтры.
4.5. Выделение из обжиговых газов оксидов селена и мышьяка
ЛИТЕРАТУРА


Основное направление в развитии производства серной кислоты последних - лет - увеличение геометрических размеров агрегатов - имеет свои технические ограничения и оправдано до определенных пределов. Именно этим и объясняется тот факт, что во многих странах мощность сернокислотных систем не превышает - т в сутки. С точки зрения совершенствования технологического процесса просматриваются две тенденции - проведение окисления триоксида серы под давлением и использование технического кислорода с проведением процесса по циклической схеме. Кроме того, планируется вернуться к извлечению селена и теллура из шламов промывных кислот. Материало-ведческое направление реализуется в создании коррозионностойких материалов, которые могут быть использованы в процессах высокотемпературной абсорбции. Проблемы охраны окружающей среды связаны в основном с заменой колчеданов на серу, переходом на тройное контактирование и более полное извлечение диоксида серы из выхлопных газов систем, работающих по классической схеме. Таким образом, развитие сернокислотного производства к настоящему моменту времени сводится к оптимизации работы отдельных стадий производства и к увеличению общего энергосбережения проектируемых систем. Основные направления оптимизации работы промывного отделения. Промывное отделение сернокислотного производства является энергопотребляющим и с этой точки зрения оптимизация его работы может быть сведена к уменьшению затрат на перекачку и распыление кислот и охлаждающей воды. С экономической точки зрения повысить общую эффективность сернокислотного производства можно путем увеличения степени извлечения из шламов селена и теллура, а также более полным извлечением из печных газов каталитических ядов и пыли. Даже при небольших концентрациях пыли после сухой очистки, за месяц работы системы мощностью т в сутки в контактный аппарат может поступить до 3 т пыли [1]. Пыль, кроме того, может осаждаться на теплообменных поверхностях, существенно снижая эффективность работы теплообменного оборудования. Очистка обжигового газа. Традиционно серную кислоту из колчеданов получают двумя способами - с одинарным и двойным контактированием. Независимо от способа, образуются запыленные печные газы, которые необходимо очищать от пыли и каталитических ядов. Выходящий из печи газ имеет температуру порядка 0- °С и содержит значительное количество пыли - до 0 г/нм '. Этот газ последовательно проходит котел-утилизатор, циклон и сухой электрофильтр. В практике сернокислотного производства встречаются различные технологические оформления узла мокрой очистки газа. Наиболее изученной и ранее всех реализованной является, теперь уже "классическая", схема очистки запыленных газов [1], изображенная на рис. Обжиговый газ, выходящий из печи ”КС", содержит до 0 г/нм3 пыли и имеет температуру примерно 0°С. Проходя последовательно котел-утилизатор и циклон обжиговый газ освобождается от грубодисперсной пыли и охлаждается до 0 - 0°С. Далее обжиговый газ поступает в сухой электрофильтр, где из него удатяется основное количество пыли. Газ, содержащий мелкодисперсную пыль после сухой очистки, последовательно проходит первую и вторую промывные башни, первый мокрый электрофильтр, увлажнительную башню и второй мокрый электрофильтр. В первой промывной башне из газа удаляется основное количество мелкодисперсной пыли и оксиды селена, теллура и мышьяка. Температура газа после этой башни снижается до - °С. Этот туман частично улавливается каплями распыленной кислоты, а частично выносится с газом из башни. Рис. Схема очистного отделения: 1 - первая промывная башня; 2 - вторая промывная башня; 3 - мокрые электрофилыры; 4 - увлажнительная башня; 5 - сушильная башня; 6 - фильтр; 7 - холодильники кислоты. В этой же башне происходит укрупнение аэрозольных частиц и понижается концентрация кислоты в них. Ансамбль аэрозольных частиц состоит из капель образовавшегося в первой башне тумана и мелких капель, унесенных из башен при распылении кислоты. В газоходах между аппаратами протекают процессы укрупнения аэродисперсных частиц и снижение их полидисперсности.