Індекс рубрикатора НБУВ: Л213.306-309-52

Рубрики:

Концентрування сірчаної кислоти. (Упарювання сірчаної кислоти)

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проаналізовано процес упарення розчинів сульфатної кислоти у порожнистій розпилюючій колоні. На підставі матеріально-теплових розрахунків і літературних джерел розраховано коефіцієнти тепловіддачі від гарячого повітря до крапель кислоти різної концентрації, тривалість прогрівання та упарення крапель. На підставі експериментальних даних, які одержано на укрупненій лабораторній установці, встановлено залежності коефіцієнта тепловіддачі від радіуса краплі, концентрації кислоти та часу контактування крапля - газова фаза. Експериментально встановлено, що коефіцієнт тепловіддачі в досліджуваній системі в 10 - 100 разів є більшим у порівнянні зі значеннями, які розраховано за математичними моделями. Обгрунтовано, що розчини сульфатної кислоти доцільно диспергувати до крапель діаметром 1 - 2 мм. Одержані результати запропоновано використовувати для розрахунку випарного апарата та розроблення технології утилізації відхідних розчинів сульфатної кислоти.

Представлены результаты исследования массопереноса при периодическом концентрировании серной кислоты испарением в поток газа, нейтрального по отношению к компонентам кислоты. На основании предложенных упрощенных физических представлений разработана математическая модель массопереноса. Эта модель позволила построить алгоритм вычисления коэффициента массоотдачи от жидкой фазы в газовый поток по экспериментальным данным изменения количества кислоты и концентрации в ней воды, полученным в лабораторных условиях. Результаты исследования представлены в виде зависимостей диффузионного критерия Нуссельта от времени при разных режимах процесса испарения. Установлено, что характер влияния температуры кислоты и ее начальной концентрации на диффузионный критерий Нуссельта зависит от диапазона изменения массовой доли воды в кислоте. Показано, что указанные зависимости хорошо аппроксимируются показательной функцией от безразмерных параметров процесса, что позволяет ее использовать для расчета коэффициента массоотдачи в газовую фазу в периодическом процессе концентрирования в диапазоне исследованных его режимов.

Наведено результати, отримані при електрохімічній переробці сульфатвмісних елюатів при використанні двокамерного електролізера з аніонообмінною мембраною МА-41. Показано, що концентрацію сірчаної кислоти в результаті електролізу можна підвищити до 40 %. Вивчено вплив сили струму на ефективність процесу. Із використанням математичних моделей гетерогенних процесів розроблено програму в середовищі Delphi 7 для розрахунку кінетичних параметрів електрохімічної переробки розчинів сірчаної кислоти при використанні двокамерного електролізера, розділеного на дві частини аніонною мембраною МА-41. На основі розрахованих констант швидкості, передекспоненціального множника і енергії активації отримано рівняння Арреніуса.

Виявлено закономірності процесу концентрування водних розчинів сульфатної кислоти випаровуванням у потік нейтрального газу за умов зовнішнього підведення теплоти. Такий процес дозволяє понизити температуру теплоносія, який використовується для нагрівання розчину кислоти, та, відповідно, відмовитись від дефіцитних видів палива. Представлено результати експериментального дослідження впливу нейтрального газу та режимних параметрів процесу на інтенсивність процесу концентрування розчину. Запропоновано методику визначення швидкості випаровування розчину кислоти, експериментально встановлено її залежності від складу розчину. Проведено дослідження тепло- та масопереносу при концентруванні, визначено величини потоків теплоти при теплообміні між рідкою та газовими фазами, встановлено умови, за яких теплообмінний потік змінює напрям. Одержано емпіричні рівняння для розрахунку швидкості випаровування розчину кислоти та коефіцієнтів тепло- і масовіддачі при його концентруванні. У результаті моделювання зазначеного процесу встановлено закономірності зміни складу розчину в часі для періодичного процесу та від величини потоку початкового розчину для безперервного процесу при різних режимах концентрування. Розроблено пропозиції щодо апаратурного оформлення цього процесу на основі типового ємнісного апарату й апарату плівкового типу, а також методику розрахунку періодичного та безперервного процесів концентрування в ємнісному концентраторі.