- •5. Викласти принципові положення окиснення оксиду сірки(іv) в струминному циркуляційному шарі (сцш) в технології сірчаної кислоти.
- •6 Родовища елементарної сірки в Україні, їх характеристика. Генезис родовища природної сірки.
- •7 Повна фізико-хімічна характеристика властивостей елементарної сірки Физические и химические свойства серы
- •8 Характеристика методів добування і збагачення природної сірки.
- •9. Дати пояснення щодо "отруєння" ванадієвих каталізаторів процесу контактного окислення оксиду сірки (IV).
- •10. Газова сірка. Її одержання (включаючи метод Клауса).
- •11. Обґрунтувати вибір оптимальних параметрів технологічного режиму при спалюванні сірковмісної сировини в технології сірчаної кислоти.
- •12. Обґрунтувати вибір оптимальних параметрів технологічного режиму пічного і очисного відділень сірчано-кислотного цеху, який працює на сірчаному колчедані.
- •13 Обґрунтувати з позицій статики і динаміки (кінетики) оптимальний технологічний режим процесу контактного окиснення оксиду сірки(IV).
- •15 Теоретично обґрунтувати оптимальну концентрацію поглинального розчину сірчаної кислоти при абсорбції оксиду сірки(VI).
- •16 Оґрунтувати оптимальний технологічний режим роботи абсорбційного відділення сірчанокислотного цеху.
- •17. Дайте фізико-хімічне пояснення механізму «отруйної» дії мишяку на ванадієві каталізатори.
- •18. Дати пояснення, як тиск впливає на константу рівноваги і швидкість процесу окиснення діоксиду сірки(4).
- •19 Оптимальний режим абсорбції so3 в технології сірчаної кислоти
- •20 Перспективні фактори інтенсифікації у виробництві контактної сірчаної кислоти
- •21 Аппараты для сжигания серно колчедана, серы и сероводорода
- •22 Физико-химическая характеристика оксидов серы.
- •23 Основне технологічне устаткування пічного і очисного відділення сірчанокислотного цеху.
- •24 Обгрунтувати вибір раціональних конструкцій контактних апаратів для окислення оксиду сірки (4) в технології сірчаної кислоти.
- •25. Охарактеризуйте параметрическую чувствительность и тепловую стойкость контактных аппаратов с внутренним теплообменом
- •26. Основное технологическое оборудование контактного отделения сернокислотного цеха
- •27 Раціональна компоновка апаратури абсорбційного відділення сірчанокислотного цеху
- •28 Основне технологічне обладнання абсорбційного відділення сірчанокислотного цеху
- •Обґрунтуйте компоновку апаратів в технологічній схемі с.О.-2.
- •30 Обґрунтувати компоновку апаратів в енерго-технологічних схемах виробництва сірчаної кислоти під тиском і за циклічним способом.
- •33 Основне технологічне обладнання абсорбційного відділення сірчанокислого цеху.
23 Основне технологічне устаткування пічного і очисного відділення сірчанокислотного цеху.
Пічне відділення включає в себе контактні апарати з проміжним або внутрішнім теплообміном.В промисловості використовують контактні апарати з проміжним теплообміном, який має від 3 до 5 шарів контактної маси. Також використовують контактні апарати з киплячим шаром каталізатору. Таким чином, контактне відділення будь-якої контактної сірчанокислотної системи повинна бути обладнана підігрівачем, контактним аппаратом та теплообмінниками.
Очисне відділення складається з наступної апаратури: промивної башти, відстійники або холодильники, мокрі електрофільтри, зволожуюча башта, сушильна башта і бризговловлювач. В очисному відділенні газ підлягає обробці для видалення домішок, присутність яких недопустимо в газі (пил, арсен, фтор, пари води), а також для видалення цінних домішок (селен,теллур).
24 Обгрунтувати вибір раціональних конструкцій контактних апаратів для окислення оксиду сірки (4) в технології сірчаної кислоти.
В промисловості використовують контактні апарати з проміжним або внутрішнім теплообміном. Для окислення оксиду сірки (4) в технології сірчаної кислоти використовують контактні апарати з киплячім шаром каталізатору і виносні теплообмінниками. Крім простоти і надійності, перевагою таких апаратів є те, що в них легко створити оптимальні умови для здійснення процессу окислення серчистого ангідриду на каталізаторі, а винісні теплообмінники – оптімальні умови для процессу теплопередачі. В апаратах з виносними теплообмінниками газ після кожного шару добре перемішується, що має велике значення при досягненні високого ступеня перетворення.
25. Охарактеризуйте параметрическую чувствительность и тепловую стойкость контактных аппаратов с внутренним теплообменом
Предположим, что температура реакционной смеси на входе в первый слой контактной массы Т0 немного снизилась, тогда соответственно снизится и Т1; выходящая из слоя реакционная смесь при этой температуре поступает в теплообменник и отдает часть своего тепла поступающей исходной смеси. Вследствие снижения значения Т1н уменьшается нагрев газа в теплообменнике, что приведет к дополнительному снижению Т1н и т. д. Если снижение величины Т1 при уменьшении Т0 достаточно большое, могут создаться условия, при которых скорость реакции будет постепенно снижаться и произойдет «затухание» процесса вначале в первом слое, а затем и во всем реакторе. Таким образом, «затухание» связано с неустойчивой работой реактора, степень этой неустойчивости характеризуется параметрической чувствительностью отдельных слоев и реактора в целом.
Вывод уравнения для параметрической чувствительности, которая в данном случае выражается производной dT1к/dT1н (где Т1н и T1к — температуры газа на входе в первый слой и на выходе из него, К), может быть сделан исходя из следующих положений. Количество тепла, необходимое для нагревания реакционной смеси, поступающей в реактор Q1, и количество тепла, передаваемого реакционной смесью, выходящей из реактора, поступающей в него смеси в результате теплообмена Q2, выражается уравнениями
dQ1 = VCpdT1н
dQ2 = KFD(Tlн-Tlк
где V, Ср — объем потока реагентов и его теплоемкость; К, F — коэффициент теплопередачи и поверхность теплообмена.
Чтобы обеспечить устойчивую работу реактора, должно соблюдаться неравенство dQ1>dQ2. После подстановки значений имеем
VCpdTiн > KFd (T1к - Г1н)
или
dT1к/dT1н<1+VCp/KF
Но из теплового баланса следует
VCp1(T1к-T2н) = KFΔT.
где Т2н — температура газа на входе во второй слой контактной массы.
Для определения параметрической чувствительности реактора, соответствующей граничным условиям, рассчитывают ее значение, исходя из заданных значений параметров. Например, для первого реактора каскада эти значения по условию следующие: X, Х0, Т0. Используя эти данные, по кинетическому уравнению определяют время τ, необходимое для достижения Х1, а затем по уравнению адиабаты рассчитывают Т1.
Полученное таким путем значение dT1к/dTlн является предельным, оно определяет границу устойчивой работы реактора; если dT1к/dTlн будет меньше этой величины, то реактор имеет запас устойчивости, если - больше, то это указывает на переход режима в неустойчивую область, когда должно произойти «затухание» процесса.
Запас устойчивости может быть увеличен либо повышением Т1н, либо увеличением τ (до определенного предела).
Оптимальный режим контактного аппарата определяют с учетом предположения о постоянстве температуры как на входе газа в каждый слой во всех его точках, так и в поперечном сечении каждого слоя. В действительности это условие не выдерживается и всегда наблюдаются отклонения от средней температуры. Естественно, что такие отклонения приводят к снижению степени превращения в слое и, следовательно, к уменьшению общей степени превращения.
Температура на различных участках контактного отделения зависит главным образом от количества и концентрации поступающего газа. Наибольшее влияние на температуру в контактном отделении оказывает концентрация S02 в газовой смеси. Чем выше концентрация диоксида серы, тем больше тепла на единицу объема контактного аппарата выделяется в результате реакции. Это тепло расходуется главным образом на нагревание поступающего газа. Для достижения высокой степени превращения концентрация S02 должна быть постоянной, иначе изменяется температура в контактном аппарате и, следовательно, понижается степень превращения.
Измерение концентрации и температуры газа, поступающего в контактный аппарат, ведут непрерывно с помощью автоматических приборов. Поддержание установленной температуры газа на входе в контактные аппараты имеет большое значение, так как при ее снижении нарушается процесс контактирования.
Количество газа, поступающего в контактный аппарат, определяют с помощью измерительных приборов или приближенно оценивают по величине разрежения до нагнетателя и давлению после нее. Однако изменение разрежения и давления может быть значительным не только при увеличении количества газа, но и вследствие засорения аппаратуры, увеличения плотности орошения и т. д. Поэтому при определении количества газа нужно убедиться в исправности всей аппаратуры. Для этого измеряют давление газа после каждого аппарата контактного отделения и определяют сопротивление, создаваемое каждым из них. Оно может возрастать, например, вследствие спекания или засорения контактной массы.
Исправность подогревателя периодически проверяют путем анализа топочных газов, в которых при нормальной работе аппаратуры не должен присутствовать диоксид серы. При образовании неплотностей в трубах подогревателя S02 из межтрубного пространства проникает в трубы и попадает вместе с отходящими топочными газами в атмосферу. Соприкасаясь с раскаленными металлическими стенками аппарата, SO2 частично превращается в SОз и в отходящих газах появляется характерный белый дым.