Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Выпарка растворов сульфата натрия при непосредственном соприкосновении с горячими топочными газами
Преимущество этих методов — в отсутствие. греющих поверхностей, зарастающих сульфатом. Пропускание топочных газов над зеркалом жидкости в пламенной печи дает более интенсивное выпаривание раствора и лучшее использование тепла, чем при обогреве открытого чрена через днище. Более рационально можно осуществлять выпарку сульфатного раствора в огневой башне (рис. 32). Такая башня из листовой стали имеет вертикальную плоскопараллельную насадку из тонкой листовой стали. Стекающий по насадке раствор выпаривается в токе идущих снизу горячих дымовых газов, поступающих из расположенной рядом топки. Температура входящих газов около 1000°, уходящих— 100°. Плотность орошения башни раствором 10—15 м3/ч на 1 м смоченного периметра насадки. Производительность башни сечением 1 X 8 ж и высотой 8 м приблизительно 12 г сульфата натрия в 1 ч.
Еще более интенсивно идет процесс при использовании метода погруженного горения '03, когда смесь горючего газа или распыленного жидкого топлива и воздуха подается в горелку, находящуюся под уровнем сульфатной суспензии. В этом случае тепловой коэффициент полезного действия установки достигает 90% и больше. На рис. 33 показана схема непрерывного обезвоживания мирабилита методом погруженного горения на заводе Монзхенс в Техасе (США) 79-89>104. Мирабилит плавят горячим маточным раствором. Насыщенный раствор Na2S04 перекачивается в выпарной аппарат погруженного горения 2. В горелки подают газо-воздуш - ную смесь. Расход газа в одной горелке 52 м3/мин. Температура факела 1300—1500°; барботирующие газы уносят испаряющуюся воду и выбрасываются в атмосферу. Выходящая из выпарного аппарата суспензия, имеющая температуру 90° и содержащая 5% кристаллического Na2S04, отстаивается; осветленный маточный раствор переливают обратно в выпарной аппарат, а частично возвращают на плавление мирабилита. Сгущенная пульпа, содержащая ~70% Na2S04, поступает на центрифуги 4, из которых маточный раствор возвращается на выпаривание, а сульфат с содержанием 5—6% влаги направляется в барабанную сушилку5, обогреваемую дымовыми газами. Готовый продукт содержит 99,3—99,9% Na2S04 и менее 0,01% железа. Выпарные аппараты изготовлены из стали; внутренние стенки отполированы и после 15 лет работы не показали никаких признаков разрушения59.
При погруженном выпаривании суспензий Na2S04 в насыщенном растворе, содержащих 10—15 вес. % кристаллов, тепловая нагрузка горелок достигает 175—200 тыс. ккал/чш.
Можно осуществить процесс, используя вместо погруженного горения барботаж горячего топочного газа (1000°) через выпариваемый сульфатный раствор. Этот метод позволяет использовать вместо газообразного, низкосортное твердое топливо, но требует больших капитальных затрат.