Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Выпарка растворов сульфата натрия в аппаратах с тепл опередаю щ е й поверхностью
Кристаллизация сульфата натрия при выпаривании его раствора в аппаратах, обогреваемых паром, затруднена зарастанием поверхности нагрева коркой сульфата. Особенно сильно инкрустируются греющие поверхности при выпарке сульфатных растворов, загрязненных примесями, вызывающими коррозию стальных кипятильников99. Греющие поверхности выпарных аппаратов должны изготовляться из хромистых или хромоникелевых сталей, наиболее устойчивых в условиях выпарки сульфатного раствора.
Для уменьшения зарастания солью греющих поверхностей рекомендуется применять аппараты с интенсивной принудительной циркуляцией раствора или с механической очисткой поверхности нагрева (например, движущимися скребками или щетками). Несмотря на интенсивную циркуляцию (3 м/сек), в течение суток нарастает слой накипи до 0,5 мм и коэффициент теплопередачи уменьшается с 3470 до 900 ккал/(м2 • ч ■ град). Поэтому интенсивная циркуляция не исключает необходимости частых промывок аппаратов, что снижает производительность выпарной станции.
Вследствие склонности сульфата натрия к образованию пересыщенных растворов отложение соли происходит не только в зоне подогрева и кипения раствора, но и на всех поверхностях циркуляционного контура. Поэтому наиболее радикальным средством борьбы с зарастанием солью выпарных аппаратов является выпарка интенсивно циркулирующей суспензии мелких кристаллов Na2SC>4 в насыщенном растворе. В этом случае пересыщение раствора снимается главным образом за счет роста взвешенных в жидкости кристаллов. При содержании в суспензии 5—10% твердой фазы выпаривание в опытном аппарате при скорости циркуляции 1,8—1,9 м/сек проходило в течение 1,5 суток без заметного снижения коэффициента теплопередачи 10°.
Зарастание теплопередающей поверхности значительно уменьшается, если она хорошо отполирована; при этом коэффициент теплопередачи в 1,5—2,5 раза больше101.
Подвергаемый выпариванию горячий раствор Na2S04 обычно используют и для плавления мирабилита. Загружаемые в плави - тель куски мирабилита при смешении с подогретым маточным раствором «тают», рассыпаются и образующаяся суспензия безводного сульфата натрия направляется на выпарку.
На заводе в Троне (США) рапу концентрируют в трехкорпус - ной вакуум-выпарной батарее, а затем кристаллизуют мирабилит при охлаждении до 5—6°. Отфильтрованный мирабилит плавят и образующийся концентрированный раствор сульфата натрия направляют в двухступенчатый испаритель, где кристаллизуется безводный сульфат натрия. Кристаллы выводятся из испарителя при 60° и высушиваются в барабанной сушилке (см. ниже) при 135°.