Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Обезвреживание отработанной воды облегчается при применении замкнутого цикла охлаждающей воды в холодильнике смешения. При такой схеме работы выходящая из него вода не сбрасывается в канализацию, а поступает на охлаждение в один или два последовательно включенных теплообменника и затем возвращается вновь в холодильник смешения для охлаждения хлора.
Количество воды, циркулирующей в замкнутом цикле, будет возрастать за счет конденсации паров воды, поступающих с хлором. Часть хлорной воды, которую необходимо выводить из системы для обесхлоривания, так же как и при использовании поверхностных холодильников, равна количеству образующегося, конденсата. При такой схеме объем требуемой аппаратуры и затраты энергетических ресурсов и материалов, расходуемых на обесхлоривания сточных вод, сокращаются пропорционально уменьшению количества отводимой хлорной ВОДЫ. '
Введение в схему дополнительного теплообменника для охлаждения циркулирующей по кругу воды ухудшает условия охлаждения хлора. Температура воды^ поступающей в холодильник смешения, будет на 5—8 0C выше температуры охлаждающей воды, поступающей в жидкостной теплообменник, что приводит к соответствующему повышению температуры хлора после холодильника смешения. Применение замкнутого цикла воды в холодильнике смешения повышает влагосодержание хлора, поступающего на последующую стадию — осушку, и приводит к увеличению удельного расхода серной кислоты на осушку. Этот недостаток может быть устранен применением воды, захоложенной на специальной установке. Наиболее целесообразный вариант схемы охлаждения хлора зависит от конкретных условий производства.
1 ъ
Холодильники смешения обычно выполняются в виде стальных гуммированных башен диаметром 1,2 м и высотой 7—8 м, заполненных кольцами Рашига 50x50 мм. Колонна охлаждает до 90 т/сут хлора от начальной температуры 75—85 °С. Конечная температура зависит от температуры охлаждающей воды и обычно близка к 20— 25 °С. В нормально работающей колонне температура1 отходящей воды на 4—6 °С ниже температуры поступающего хлора, а температура охлажденного хлора на выходе из колонны на 5—7 °С выше охлаждающей воды.
Для охлаждения хлорной воды, циркулирующей в системе, и нагревания ее на стадии обесхлоривания могут применяться графитовые или титановые [85] теплообменники, а также стеклянные ' трубчатые холодильники [49], корпус и трубные решетки которых выполнены из специальной пластмассы. Производственная площадь, . занимаемая титановыми холодильниками, в 8 раз меньше, чем при установке обычных холодильников. При использовании таких холодильников можно применять двухступенчатое охлаждение: первая ступень — охлаждение водопроводной водой до 30—40 °С и вторая ступень — водой, захоложенной на специальной установке до 10— 13 °С. Необходимо предусматривать возможность ухудшения коэффициента теплопередачи таких теплообменников из-за забивки их примесями, приносимыми в холодильник с хлором. Эти хлороргани-ческие высокомолекулярные соединения, по-видимому^ являются продуктами разрушения графитовых анодов и материалов, применяемых для импрегнирования графитовых электродов.
Предложено также использовать для охлаждения хлора холодный рассол, подаваемый на питание электролизеров [86]. Однако надо учитывать, что в холодильниках смешения рассол будет разбавляться конденсатом, образующимся при охлаждении хлора.
Транспортирование влажного хлора связано с трудностями, обусловленными сильной коррозией аппаратуры и трубопроводов и образованием гидратов хлора при низких температурах. Поэтому в цехах электролиза хлор всегда подвергается сушке.
Сушка хлора производится серной кислотой в скрубберных аппаратах. После охлаждения и отделения брызг воды хлор пропускают последовательно через две-т.ри колонны с насадкой из керамических или фарфоровых колец Рапгяга, орошаемых серной кислотой. В последнюю по ходу хлора колонну подается 98%-ная серная кислота, которая по мере разбавления в процессе сушки передается из колонны в колонну навстречу потоку хлора. Из первой по ходу хлора колонны отводится 76—80%-ная серная кислота,.
Ранее на первой стадии осушки хлора применялись керамические колонны, на последующих — чугунные. В последнее время осушка хлора обычно производится в стальных скрубберах, выложенных к резиной, винидуром или опанолом и защищенных дополнительна кислотоупорным кирпичом, диабазовой плиткой или плитками из стекла специального сорта.
Для хорошей осушки хлора плотность орошения насадки колонн поддерживают на уровне 5—10 м3/(м2-ч), т. е. близкой к захлебыванию. В колоннах серная кислота циркулирует с помощью центробежного насоса. В первой по ходу газа колонне, где поглощается основная часть влаги и выделяется большое количество тепла, серную кислоту охлаждают в холодильниках. Для достижения полной осушки циркулирующую кислоту охлаждают и в следующих по ходу газа колоннах. Для изготовления холодильников серной кислоты применяется сталь и высококремнистый чугун.
Предложено проводить осушку хлора под давлением. Для этого влажный хлор компримируется в ротационном компрессоре, выполненном из титана и его сплавов, и затем осушается серной кислотой в барботажных скрубберах [87]. Такая установка более компактна по сравнению с обычными установками для осушки хлора, однако сведения о применении ее в промышленности пока отсутствуют.
