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

Получение кремнефтористоводородной кислоты

Абсорбция фтористых газов в полых камерах

Газ, поступающий на абсорбцию из аппаратов производства простого суперфосфата, должен иметь температуру не ниже 65°, так как при более низкой температуре SiF4 гидролизуется находя­щейся в газе влагой

3SiF4 + 4Н20 = 2H2SiF6 + Si02 ■ 2Н20

И выделяющаяся при этом гелеобразная кремневая кислота будет оседать в газоходе в виде шлама, пропитанного кремнефтористо­водородной кислотой, что приведет к необходимости частой чистки газоходов.

Водная абсорбция фтористых газов 227 практически сводится к поглощению туманообразной H2SiF6, образовавшейся в резуль­тате гидролиза S1F4, и на суперфосфатных заводах обычно про­изводится в две ступени. Сначала газ промывают в механических абсорберах — камерах с разбрызгивающими валками, где улавли­вается 80—90% фтора, затем в полых башнях, орошаемых водой, где поглощается остальная часть фтористых соединений. Башни орошают водой и образовавшийся здесь слабый раствор кремне­фтористоводородной кислоты подают на орошение камер. Раньше камеры строили из кислотоупорного кирпича и футеровали диабазовыми плитами. Теперь на многих заводах установлены стальные механические абсорберы, гуммированные или футерован­ные кислотоупорными плитками по слою полиизобутилена или асбестового картона на кислотоупорном цементе.

Нижняя часть кирпичных камер и башен выполняется из кислото­упорного бетона и служит приемником для кремнефтористоводо­родной кислоты. Применения абсорберов с насадкой в данном слу­чае избегают из-за возможности засорения ее кремневой кислотой.

Устройство кирпичной абсорбционной камеры показано на рис. 330. Ее наружные габариты: длина 10—18 ж, высота 5—6 м и ширина 1,5—2 ж; объем 36 ж3 и больше.

Внутри она разделена перегородками на несколько отделений, через которые газ проходит последовательно и промывается жид­костью, распыляемой мелкими брызгами с помощью вращающихся

Разбрызгивателей. Более современный стальной механический аб­сорбер показан на рис. 331. При равной производительности он имеет в 1,5 раза меньший объем.

Разбрызгиватель состоит из вала с лопастями, проходящего по­перек отделения камеры на расстоянии нескольких сантиметров от зеркала жидкости, так что лопасти погружены в жидкость на глу­бину 2—5 см. Разбрызгиватели вращаются со скоростью 350—400 об/мин. Интенсивность разбрызгивания жидкости регули­руется поднятием или опусканием валов с помощью подвижных подшипников. Вода или слабая кремнефтористоводородная кис­лота подается в камеру с конца, противоположного входу газа, и Движется противотоком ему. Из переднего конца вытекает кремне - фтористоводородная кислота вместе со шламом кремневой кислоты, частично оседающим на дно камеры, работу которой поэтому пе­риодически прерывают для очистки от осевшего геля.

Качество работы абсорбционных камер в значительной мере за­висит от конструкции разбрызгивающих валков и их установки. Лучшие результаты получаются при валках с диаметром 350 мм, Имеющих четыре лопасти, загнутые вперед по направлению враще­ния; загиб лопастей по кругу около 50 мм, выходной угол 55°. При

Вращении валка лопасть зачерпывает жидкость. При глубине по­гружения ~3 см оптимальная скорость вращения валка 420— 450 об/мин. На некоторых заводах валки защищены от коррозии обмазкой из армированного бетона (рис. 332). Чаще их изготов­ляют из стали ЭИ-629, из текстолита или фаолита, иногда из де­рева. При высоте камеры над осью валка 2 м объемный коэффи­циент абсорбции составляет 2000—3400 т1; использование более высоких камер, обычно применяемых на заводах, не обосновано, так как пространство выше 2 м над осью валка является бесполез­ным 228.

Применение в качестве абсорберов полых башен круглого или квадратного сечения, имеющих полезную высоту до 10 ж и орошае­мых с помощью форсунок более удобно, чем камер с механиче­скими разбрызгивателями, так как башни имеют меньшую площадь основания и поэтому их легче очищать от осевшей кремневой кислоты.

Для лучшегЬ улавливания H2SiFe обычно Газ пропускают после­довательно через несколько (2—3) абсорберов, работающих с про - Тивоточной схемой орошения. Из первого по ходу газа абсорбера вытекает кислота, содержащая 8—10% H2SiF6. Объем абсорбцион­ной системы определяется производительностью суперфосфатного завода из расчета 0,5 ж3 на 1 г суперфосфата в час. Степень улав­ливания H2SiF6 достигает 98—99%. Отходящие из абсорбционной установки газы содержат 0,1—0,2 г/ж3 фтора, а на некоторых заг водах 0,04—0,05 г/ж3; они выбрасываются вентилятором в атмо­сферу. На суперфосфатных заводах на каждую тонну суперфос­фата вентилятор должен отсасывать 250—300 ж3 фтористых газов. Вентилятор, устанавливаемый в конце системы, раньше изготов­ляли из просмоленного дерева или из железобетона с чугунным или деревянным ротором, покрытым диабазовой обмазкой. Теперь используют вентиляторы с чугунным ротором производительностью 25000—30000 мг/ч, нижняя часть корпуса которых железобетон­ная, верхняя — стальная; внутри они покрыты диабазовой обмаз­кой или асбовинилом 229.

Фтористые газы, выделяющиеся При сушке гранулированного суперфосфата, поглощаются с меньшей полнотой (чем газы из сме­сителей и суперфосфорных камер), так как значительная часть со­единений фтора находится в этих газах в виде трудно улавливае­мого аэрозоля 23°. Аэрозоль образуется в результате охлаждения горячих газов, сопровождающегося конденсацией пара и образова­нием стойкого тумана, в котором сосредоточена основная часть фтористых соединений; они переходят в жидкую фазу аэрозоля, так как давление их пара над разбавленным раствором H2SiF6 неве­лико. При 50—70° в газе (при равновесии) содержится лишь 0,02—0,04 г/ж3 фтора 6?. Очистку этого газа от тумана можно осу­ществлять в электрофильтрах231. Разработан акустический метод коагуляции такого аэрозоля 232: при озвучивании в течение 3 сек (155 децибел, 16,5 кгц) степень очистки возрастает до 80—95% (от 40—70% без озвучивания) —содержание фтора в газе после акустической коагуляции снижается от 0,18 до ~0,025 г/ж3. При этом увеличение общего влагосодержания в газе от 15 до 120 г/ж3 приводит к возрастанию степени очистки от 73 до 95%.

Запатентован способ, по которому с целью достижения высоких степеней абсорбции фтористых соединений (85—95%) газ без ох­лаждения промывается в скруббере циркулирующим раствором^ H2SiF6, имеющим приблизительно ту же температуру, что. и газ." Благодаря этому не происходит конденсации воды и образования тумана, a SiF4 и HF абсорбируются 232.