Пособие кислотчику сульфитно-целлюлозного производства - [3]

Полученное известковое молоко содержит значительное количество примесей (песка и недожога), которые должны быть удалены во избежание забивания коммуникаций и аппаратуры для приготовления кислоты. Для очистки известкового молока часто применяют мешалки Русселя. Они представляют собой горизонтальную цилиндрическую ванну, разделенную на ряд отделении поперечными стенками. В этих отделениях оседают примеси, выпадающие из протекающего по мешалке известкового молока. Осевшая грязь продвигается в направлении, противоположном движению известкового молока, при помощи гребков, насаженных на вращающийся вал.

Более совершенным аппаратом для гашения извести является, гаситель-классификатор — бак с мешалкой, совмещенной со шнековым наклонным классификатором, для удаления крупных примесей.

Эффективной является очистка известкового молока в вихревых очистителях, где отделение тяжелых примесей происходит за счет центробежной силы. Вихревой очиститель (фортрап) представляет собой циклон, в который по касательной под давлением питательного насоса вводится известковое молоко. Тяжелые частички под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам циклона и отводятся в нижней его части. Очищенное известковое молоко поднимается вверх и отводится через центр верхней части аппарата.

Склады окиси магния. Окись магния хранят подобно извести в специальных бункерах, куда она подается из вагонов элеваторами. Для гашения окиси магния применяют баки емкостью 10 и 45 м³, с вертикальными скоростными мешалками (рис. 3). Гашение окиси магния происходит при температуре 90–95 °C в течение 5–6 ч. Поддержание нужной температуры осуществляется подачей острого пара. Гидроокись магния концентрацией 200 г/л из гасителей направляется в баки-мешалки для хранения. При подаче гидроокиси магния в расходную мешалку она разбавляется до концентрации 50 г/л.

Рис. 3. Бак для гидратации:

1 — штуцер для подачи магнезита, 2 — перелив, 3 — диффузор, 4 — мешалка, 5 — выход, 6 — грязевик, 7 — лаз, 8 — штуцер для разбавления, привод мешалки.

Склад соды. Существуют два способа хранения кальцинированной соды — сухой и мокрый. При сухом способе складом служат обычные бункера (как для извести и окиси магния). Более прогрессивным способом является мокрое хранение соды (рис. 4).

Рис. 4. Схема мокрого хранения соды:

1 — мешалка для разводки соды; 2 — бак для мокрого хранения и растворения соды; 3 — смесители; 4 — бак для хранения раствора соды.

Сода из железнодорожных вагонов выгружается в мешалку, где происходит приготовление раствора концентрацией около 700 г/л. Собственно складом служит специальный бак; в нижней части его находится барботер для подачи перемешивающего воздуха и пара, при помощи которого поддерживается определенная температура. Температура 35° является оптимальной, так как при ней не происходит кристаллизации соды. Перед подачей в производство раствор разбавляется до концентрации 100–200 г/л.

Склад аммиачной воды. Аммиачная вода поступает на заводы в виде 25 %-ного раствора и при такой концентрации хранится в металлических (в черном исполнении) баках различной емкости.

Склад жидком двуокиси серы. Жидкая двуокись серы поступает на склад в железнодорожных цистернах и передавливается в танки сжатым воздухом (давление 8–12 кг/см²). Обычно устанавливаются три танка: приемный, расходный и резервный. Из танков SO₂ сухим сжатым воздухом передавливается в испаритель (змеевиковый подогреватель), где испаряется за счет тепла горячей воды. Подогрев воды до 50° ведется острым паром (с температурой 142,9° и давлением 3 ат), подаваемым в испаритель. Газообразная SO₂ после испарителя направляется в производство.

ТЕОРИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИТНОЙ КИСЛОТЫ

Сжигание серусодержащего сырья

Сжигание серы и состав газовой смеси

При горении серы происходит следующая основная реакция

S + O₂ = SO₂ + 70 900 кал.

Так как молекулярный вес серы и кислорода одинаков (32), то на 1 кг серы расходуется 1 кг кислорода и образуется 2 кг SO₂.

При сгорании 32 г серы выделяется 70 900 кал, следовательно, при сгорании 1 кг серы выделится тепла

(70 900 1000) / 32 = 2 210 000 кал.

Содержание кислорода в воздухе по объему составляет 21 %, остальные 79 % занимает азот; в случае полного расходования кислорода воздуха на горение максимальное содержание SO₂ в газовом смеси составит 21 %. Однако сжигание серы практически происходит с некоторым избытком воздуха, поэтому концентрация SO₂ меньше теоретически возможной и составляет 12–15 % (в печах новейшей конструкции до 18 %). Содержание SO₂ можно приблизить к теоретически возможному, сжигая серу в чистом кислороде.

Коэффициент избытка воздуха α по по отношению к теоретически необходимому можно вычислить по формуле

α = 21 / %SO₂ в газовой смеси.

Для вращающихся печей он составляет 1,25–1,5; для стационарных 1,1–1,2.

Объем воздуха, необходимый для горения 1 т серы, можно подсчитать по формуле

V = 70 °C_s / C_SO2

где: V — объем воздуха при нормальных условиях (при 0 °C и 760 мм рт. ст.), м³;

C_s — содержание выгорающей серы в сырье, %;

C_SO2 — содержание SO₂ в обжиговом газе, объемных %;

Объем газовой смеси, образующейся при сжигании 1 кг серы, можно подсчитать следующим образом.