Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Абсорбция фтористых газов в аппаратах других конструкций

Поглощение фтористых газов, как хорошо растворимых газов, может быть осуществлено в абсорберах разных конструкций при соблюдении условий, предотвращающих их засорение кремне - гелем 230 '237. Этим объясняется преимущественное использование камер (механических абсорберов) и полых башен для улавливания газов в производстве простого суперфосфата. При абсорбции газов, образующихся в процессе выпарки экстракционной фтористой кис­лоты, содержащих эквимолекулярную смесь 2HF + SiF4, избыточ­ной кремневой кислоты не образуется; поэтому для улавливания этих газов можно использовать аппараты любых конструкций. На заводе Des Plaines Chemical Со в Моррисе (Иллинойс, США) фто­ристый газ, образующийся при вакуум-выпарке экстракционной фосфорной кислоты, поглощается в барометрическом конденсаторе (температура 21—65°, давление 35—260 мм рт. ст.) кремнефтори­стоводородной кислотой, причем ее концентрация увеличивается с 15 до 25% H2SiF6 238. Ниже приводятся краткие результаты испытаний абсорбции фтористых газов в аппаратах разных ти­пов 239-247_

Объемный коэффициент абсорбции газов, выделяющихся при выпарке фосфорной кислоты, содержащих эквимолекулярную смесь 2HF + SiF4, в колонне с насадкой из колец размером 25 X 25 мм, При плотности орошения 3,6 м3/(м2-ч) и скорости газа —1,5 м/сек Составляет ~7000 «г1. Гидравлическое сопротивление при этом до­вольно велико — около 160 мм вод. ст. на 1 м высоты слоя насадки. В колонне с хордовой насадкой в диапазоне скорости газа 0,6—1,6 м/сек коэффициент абсорбции этих газов меняется в пре­делах 2750—6400 «г1, пропорционально скорости газа в степени 1,4. От плотности орошения [6,7—15,3 м3/(м2-ч)] в этих условиях коэф­фициент абсорбции не зависит. Гидравлическое сопротивление хор­довой насадки высотой 1 м при скорости газа 1 м/сек^Ьммвод. ст., А при скорости газа 1,5 м/сек — до 25 мм вод. ст.

Башни с хордовой насадкой могут быть использованы также для водной абсорбции четырехфтористого кремния. При равномерном и непрерывном орошении отложения геля на поверхности насадки не происходит. Перерыв в орошении больше 10 мин недопустим. На Невском химическом заводе такие башни с успехом используются в качестве второй ступени улавливания фторгазов после механиче­ских абсорберов с валками. Две последовательно включенные башни работают первая противотоком, вторая — прямотоком; содержание фтора в газе снижается от 1—7 до 0,01—0,2 г/нм3. Чистку башен производят периодически, во время капитального ремонта.

В колонне с плоско-параллельной насадкой (пакеты из жестких перхлорвиниловых или текстолитовых пластин) коэффициент аб­сорбции фтористых газов достигает 1600—4500 ч-1 при линейной скорости газа 2 м/сек (оптимальная скорость газа 3—5 м/сек).

Испытания абсорбции фтористых газов (SiF4 и 2HF + SiF4) в тарельчатых аппаратах при пенном режиме показали их высокую эффективность. При линейной скорости газа в общем сечении аппа­рата с колпачковой тарелкой ~2 м/сек коэффициент абсорбции эквимолекулярной смеси 2HF + SiF4 составляет 17000—19000 м/ч (в расчете на площадь основания колпака). Степень поглощения на одной тарелке 82,5%. Таким образом, поглощение на 97% может быть достигнуто в аппарате с двумя колпачковыми тарелками, при гидравлическом сопротивлении ~150 мм вод. ст. т. В аппарате с ситчатыми тарелками без переливных устройств, работающем на пенном режиме при полном провале жидкости через отверстия та­релок, при скорости газа 1,5 м/сек, достаточно 3 тарелок 239 для сни­жения концентрации фтора в газе до 0,02 г/мг. Гидравлическое со­противление каждой тарелки 25—30 мм вод. ст. Отверстия тарелок кремнегелем не забиваются.

Коэффициент абсорбции фтористых газов в трубе Вентури в ра­счете на узкое сечение трубы достигает 300 000—350 000 м/сек-, в ра­счете на весь объем, занимаемый жидкостью и газом, коэффициент абсорбции равен ~6000 ч-1, т. е. превышает всего в ~2 раза значение коэффициента абсорбции в валковой камере. Для из­влечения фтора из газов суперфосфатного производства требуется установка из восьми циклонных скрубберов Вентури (труб Вентури с циклонными сепараторами); их изготовляют из мягкой стали и футеруют неопреном. Степень извлечения SiF4 при промывке газа 15%-ной кремнефтористоводородной кислотой достигает 90—98% 238.

Опыт абсорбции фтористых газов, выделяющихся при обесфто - рировании фосфатов, в аппарате Вентури бесфорсуночного типа по­казал, что степень поглощения фтора в одной ступени достигает 84—96% при гидравлическом сопротивлении аппарата 100— 130 мм вод. ст.241.

В качестве абсорбера фтористых газов испытан аппарат распы- ливающего типа, представляющий собой полый вертикальный ци­линдр с одной или несколькими поперечными распределительными обращенными книзу конусообразными перегородками, имеющими широкие отверстия в центре. Газ, поступающий сверху, проходит через отверстие конуса со скоростью 20—25 м/сек и распыливает стекающую жидкость. Степень абсорбции водой и 5%-ным раство­ром соды (в двухконусном аппарате) ~95% при гидравлическом сопротивлении менее 140 мм вод. ст. 242.

Описано использование для улавливания фтористых газов аб­сорбера с плавающей насадкой (полые пластмассовые шары, под­держиваемые внутри башни вертикальным потоком газа во взве­шенном состоянии между нижней опорной и верхней ограничиваю­щей решетками). При высоте насадки (в неподвижном состоянии) 0,3 м и скорости газа 2,5 м/сек степень улавливания HF ~90%, а гидравлическое сопротивление 120—130 мм вод. ст.243.

Запатентован способ одновременной очистки и концентрирова­ния разбавленных растворов кремнефтористоводородной кислоты дистилляцией в смеси с 65%-ной фосфорной кислотой 244.