- •1. Элеваторы (10 б.).
- •2. Самопроизвольные и принудительные окислительно-восстановительные реакции, их использование (30 б.).
- •3. Подготовка обжигового газа к контактному окислению в производстве серной кислоты
- •4. Концентрирование азотной кислоты с использованием водоотнимающих веществ (20 б.).
- •5. Основные технологические стадии в производстве кальцинированной соды аммиачным способом (20 б.).
Билет №14
1. Элеваторы (10 б.).
Элеватор – вертикальный ленточный (или цепной) конвейер с ковшами, за счёт непрерывного перемещения которых осуществляется подъём материала. Как правило, конвейер помещают в прямоугольной трубе.
Виды элеваторов: ковшовый, полочный, люлечный (различаются рабочими органами и способами их крепления).
Рисунок 1 – Ковшовый элеватор:
1, 2 – звездочки; 3 – цепь; 4 – ковш. |
Максимальная высота подъёма материала, как правило, не превышает 60 м. Скорость движения полотна от 1 до 4 м/с.
Существует также наклонный элеватор – транспортирующее оборудование, предназначенное для транспортирования углей и продуктов их обогащения под углом наклона 60 – 82°, влажностью до 25 %, а также для транспортирования других сыпучих материалов с аналогичными свойствами.
2. Самопроизвольные и принудительные окислительно-восстановительные реакции, их использование (30 б.).
Если ∆G0, то процесс протекает самопроизвольно.
∆∆Е, ∆Е, ∆Е, ∆Е =,
- условие самопроизвольности окислительно-восстановительного процесса. Соответственно, если , процесс принудительный.
Самопроизвольная реакция:
, =-0,76 В
, = 0В
Принудительная реакция:
3. Подготовка обжигового газа к контактному окислению в производстве серной кислоты
Если сырьё – пирит
Обжиговый после печи КС содержит до 300 г/м3 огарковой пыли, а также соединения As, F, Se, Te. Всё это приводит к повышению гидравлического сопротивления.
Очистка обжигового газа начинается уже в печном отделении – часть пыли оседает в котле-утилизаторе, а затем в циклонах и сухих электрофильтрах. После такой сухой очистки содержание пыли ≤ 50 мг/м3.
Затем газ отправляется на мокрую очистку, где удаляются остатки пыли, каталитические яды и соединения Se и Te. Мокрая очистка заключается в промывке обжигового газа разбавленной H2SO4, имеющей более низкую температуру, чем сам газ (это способствует конденсации примесей и кислоты). Часть примесей растворяется в H2SO4, но большая их часть переходит в сернокислотный туман. Капли этого тумана вместе с растворёнными примесями выделяются из обжигового газа в промывных башнях и мокрых электрофильтрах. Туман H2SO4 повышает гидравлическое сопротивление, корродирует аппаратуру и образует твёрдые корки на поверхности КМ, поэтому от него газ также тщательно очищают.
Мокрую очистку ведут в нескольких аппаратах: первая промывная башня полая (т.к. любая насадка забилась бы огарковой пылью). Во второй насадочной башне происходит укрупнение частиц тумана и его частичное осаждение. Окончательно туман улавливают в мокрых электрофильтрах.
Для улучшения условий выделения тумана в мокрых электрофильтрах снижают температуру газа и концентрацию орошающей кислоты во второй промывной башне (что приводит к насыщению парами воды). После первого мокрого электрофильтра газ пропускают через увлажнительную башню, орошаемую 5%-H2SO4. Влажность газа повышается, капли тумана растут.
Затем обжиговый газ проходит второй электрофильтр. Во второй промывной и увлажнительной башнях газ полностью насыщается парами воды, однако её присутствие в газе провоцирует конденсацию серной кислоты в последующих теплообменниках и образование тумана в абсорбционном отделении, поэтому нужно тщательно осушить обжиговый газ.
Осушку проводят в насадочных башнях, где пары воды абсорбируются H2SO4конц. Содержание влаги на выходе из сушильных башен не более 0,01%об.
Если сырьё – сера
Подготовка газа к контактному окислению после сжигания серы значительно проще, т.к. нет огарковой пыли и примесей. Очистка газа состоит только в его осушке. Т.к. осушка с помощью H2SO4конц идёт при низких температурах, целесообразно осушать не обжиговый газ (который снова бы пришлось нагревать), а холодный воздух, подаваемый на сжигание серы. В этом случае обжиговый газ будет содержать минимум паров воды и его нужно будет охладить до t°зажиг катализатора (400 – 440°C). Из-за простоты очистки обжигового газа после сжигания серы такую схему называют короткой.