Устройство и принцип работы основного и вспомогательного оборудования

3.2.1 Устройство и принцип работы печи – абсорбера.

К основному оборудованию относится печь – абсорбер, которая предназначена для сжигания смеси газов , с получением хлористого водорода и последующей его абсорбцией с целью получения соляной кислоты (рисунок 9). Аппарат представляет собой совмещенный пленочный абсорбер со встроенной горелкой, с восходящим потоком горения, который сконструирован из пропитанных графитных материалов, заключенных в охлаждаемую водой стальную оболочку. Печь изготовлена из неимпрегнированного графита и состоит из корпуса, дна, крышки и трубки с отверстием для выпуска хлористого водорода. В этой камере применяется наружное охлаждение.

Кожух изготовлен из углеродистой стали. Теплоизоляция направлена только на защиту от замерзания, толщина изоляции 100 мм из минеральной ваты. Объем пространства, занимаемой HCl составляет 3400 л, объем пространства охлаждающей воды 820 л, наружный диаметр печи равен 1000 мм, общая высота 12832 мм. Рабочая температура горелки 2300 , рабочая температура колонны 160 .

1 – вход ; 2 – вход ; 3 – выход конденсата; 4 – вход охлаждающей воды; 5 – слив; 6 – смотровое стекло; 7 – штуцер зажигания; 8a – датчик контроля пламени; 8b – датчик контроля пламени; 9 – выход охлаждающей воды; 10 – вход охлаждающей воды; 11 – выход кислоты; 12 – выход остаточного газа; 13 – выход охлаждающей воды; 14 – вход абсорбционной жидкости; 15 – сброс; 16 – предохранительная мембрана.

Рисунок 9 – Печь – абсорбер

Достоинством аппарата является то, что он выполняет несколько функций:

- синтез хлористого водорода;

- охлаждение газа;

- абсорбция газа;

- охлаждение соляной кислоты.

Смотровые окна предназначены для наблюдения за цветом пламени, а запальные – для розжига печи, который осуществляется специальной горелкой, присоединенной к водородному коллектору.

Добавление абсорбирующей воды к газу HCl производится сверху. Газы и абсорбирующая вода распределяются в многоярусных графитовых блоках для охлаждения в вертикальных каналах при противоположном потоке охлаждающей жидкости.

Печь – синтеза работает при давлении близком к атмосферному, при этом она защищена от чрезмерного давления разрывным диском, который располагается на дне и продувается дренажному колодцу под установкой синтеза. В случае чрезмерного давления диск разрывается, выпуская давление вниз к коллектору. Количество жидкости и пара, высвобождаемого после разрыва диска, относительно мало, и выполняет функцию остановки установки во время работы.

На рисунке 10 представлена горелка, встроенная в абсорбер.

1, 2 – внутренняя и наружная графитовые трубки; 3 – кварц; 4 – выпускные отверстия.

Рисунок 10 – Горелка, используемая для синтеза HCl

Горелка, предназначенная для сжигания смеси газов хлора и водорода с получением HCl, состоит из двух графитовых трубок: наружной и внутренней. Хлор поднимается по внутренней 1, а водород – по наружной трубке 2 со скоростью 10 м/с – 20 м/с.

3.2.2 Вспомогательное оборудование процесса получения HCl.

К вспомогательному оборудованию относятся: скруббер, огнепреградитель, насос центробежный, роторно – кольцевой компрессор, емкости хранения соляной кислоты, серной кислоты.

На рисунке 11 представлен скруббер, – вертикальный цилиндрический аппарат, предназначенный для промывки газов, идущих со дна абсорбера. Компоненты газа в основном инертные с несожженным водородом и небольшим количеством неабсорбированного HCl.

Тепло, выделившееся при абсорбции HCl непрерывно отводится охлаждающей водой в кожухе аппарата. Из – за неполного поглощения HCl последовательно за абсорбером устанавливают скруббер, называемый хвостовой колонной. Эта колонна в сущности, является небольшим адиабатическим абсорбером, рассчитанным на абсорбцию 30 % HCl, содержащегося в исходном газе. Образующаяся разбавленная кислота является подходящим абсорбентом для абсорбера с падающей пленкой.

Абсорбирующая вода поступает сверху башни через распределитель и течет вниз на уплотнение (обычно углеродные кольца Рашига), а газы идут вверх для выброса в атмосферу. Во время этой операции, оставшийся HCl абсорбируется.

Объем скруббера составляет 0,37 ; диаметр колонны 400 мм; общая высота равна 5756 мм, высота насадки около 3804 мм. Детали скруббера изготовлены из углеродистой стали, насадка выполнена из полипропилена. Рабочая температура , рабочее давление 0,05 бар.

1 – выход абсорбционной жидкости; 2 – вход загрязненного газа; 3 – вход абсорбционной воды; 4 – выход очищенного газа; 5 – сброс.

Рисунок 11 – Скруббер