Пособие кислотчику сульфитно-целлюлозного производства - страница 9
Свойства насыщенных по сульфиту растворов определяются видом основания, т. е. парциальное давление SO>2 над такими растворами различно при одном и том же содержании связанного и общего SO>2. При наличии избыточного SO>2 в растворе эти индивидуальные свойства бисульфитов исчезают и парциальное давление при данной температуре и содержании связанного SO>2 определяется только содержанием свободного SO>2 в растворе.
Таким образом, приготовление кислоты можно представить в виде следующих последовательно протекающих процессов.
1. На кальциевом основании.Турменный способ основан на поглощении сернистого газа в башнях (турмах), заполненных известковым камнем (СаСО>з). Вода, подаваемая в турму, поглощает SO>2 с образованием сернистой кислоты по реакции
SO>2 + Н>2O → H>2SO>3.
Сернистая кислота, стекая по насадке из известкового камня, вступает с ним в реакцию
H>2SO>3 + СаСО>3 → CaSO>3 + Н>2О + СО>2
CaSO>3 + H>2SО>3 → Са (HSО>3)>2.
Образовавшийся бисульфит абсорбирует дополнительное количество SO>2 в соответствии с температурой орошающей жидкости, концентрацией печного газа и его давлением, в результате чего получается сырая кислота.
Известково-молочный способ заключается в поглощении сернистого газа известковым молоком в специальных абсорберах по реакциям:
SO>2 + Н>2О → H>2SО>3
H>2SО>3 + Са(ОН)>2 → CaSO>3 + 2H>2O
CaSО>2 + H>2SO>3 → Ca(HSO>3)>2.
Для поддержания нужного соотношения между свободным и связанным SO>2 его вводят в таком количестве, чтобы некоторая часть SO>2 не соединялась с известью.
2. На магниевом основании. Для получения кислоты, содержащей бисульфит магния, применяются барботжные колонны, насадочные абсорберы или скрубберы Вентури, на орошение которых подается магнезиальное молочко. При этом происходят реакции, аналогичные предыдущим. Если готовится кислота для бисульфитной варки, где не требуется свободного SO>2, процесс на этом заканчивается. Следовательно, можно приготовить кислоту, содержащую некоторое количество моносульфита и применяющуюся для специальной варки, — нейтральный магнефит
2Mg(HSO>3)>2 + Mg(ОН)>2 → Mg(HSO>3)>2 + 2MgSO>3 + H>2O.
Приготовление кислоты для обычной кислой сульфитной варки заканчивается дальнейшим насыщением раствора сернистым газом до получения заданного количества свободного SO>2.
3. На натриевом основании. Для приготовления кислоты с натриевым основанием используется кальцинированная сода (Nа>2СO>3), и процесс протекает следующим образом
SO>2 + H>2O → H>2SO>3
2Nа>2СO>3 + H>2SO>3 → 2NaHСO>3 + Nа>2SO>3,
2NaHCO>3 + H>2SO>3 → Nа>2SO>3 + 2H>2O + СO>2,
Nа>2SO>3 + H>2SO>3 → 2NaHSO>3.
Так же, как в случае магниевого основания, дальнейшее продолжение процесса или прекращение его на этой стадии зависит от способа варки, для которого готовится кислота. В отличие от магниевого основания на натриевом можно приготовить растворы, содержащие только моносульфит (Nа>2SO>3), которые применяются для варки полуцеллюлозы по нейтрально-сульфитному способу.
4. На аммониевом основании. Кислоту с аммониевым основанием готовят поглощением сернистого ангидрида аммиачной водой (NH>4OH)
SO>2 + H>2O → H>2SO>3
2NH>4OH + SO>2 → (NH>4)>2SO>3 + H>2O,
(NH>4)>2SO>3 + H>2SO>3 → 2NH>4HSO>3.
Возможности аммониевого основания с точки зрения состава кислоты подобны натриевому. Однако в практике применение нашли только растворы для кислой и нейтрально-сульфитной варок.
ОБОРУДОВАНИЕ КИСЛОТНОГО ЦЕХА
Оборудование для сжигания серусодержащего сырья
Вращающиеся серные печи. Вращающаяся серная печь (рис. 7) Представляет собой склепанный или сваренный из стальных листов цилиндр с конусами на обоих концах. Корпус печи с помощью роликов, на которые он опирается бандажами, вращается от электродвигателя через трансмиссию и червячную передачу. Печь делает 1–1,5 оборота в минуту.
Рис. 7. Установка вращающейся серной печи:
1 — транспортер для серы; 2 — бункер; 3 — питатель; 4 — серная печь; 5 — камера дополнительного сгорания.
Сера подается в печь в твердом виде с помощью шнека или в расплавленном виде. Воздух поступает в печь с переднего торца через регулируемые прорези. Расплавленная сера прилипает к стенкам вращающейся печи тонким слоем и сгорает, образуя газ SO
