Пособие кислотчику сульфитно-целлюлозного производства

2Mg(HSO₃)₂ + Mg(ОН)₂ → Mg(HSO₃)₂ + 2MgSO₃ + H₂O.

Приготовление кислоты для обычной кислой сульфитной варки заканчивается дальнейшим насыщением раствора сернистым газом до получения заданного количества свободного SO₂.

3. На натриевом основании. Для приготовления кислоты с натриевым основанием используется кальцинированная сода (Nа₂СO₃), и процесс протекает следующим образом

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

2Nа₂СO₃ + H₂SO₃ → 2NaHСO₃ + Nа₂SO₃,

2NaHCO₃ + H₂SO₃ → Nа₂SO₃ + 2H₂O + СO₂,

Nа₂SO₃ + H₂SO₃ → 2NaHSO₃.

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 (Nа₂SO₃), которые применяются для варки полуцеллюлозы по нейтрально-сульфитному способу.

4. На аммониевом основании. Кислоту с аммониевым основанием готовят поглощением сернистого ангидрида аммиачной водой (NH₄OH)

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

2NH₄OH + SO₂ → (NH₄)₂SO₃ + H₂O,

(NH₄)₂SO₃ + H₂SO₃ → 2NH₄HSO₃.

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

Серные печи

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 SO₂.

Для уменьшения потерь тепла за счет лучеиспускания печь иногда внутри футеруют огнеупорным кирпичом.

Производительность вращающихся серных печей может быть увеличена за счет подачи подогретого воздуха и установки камеры дополнительного сгорания. Пропуская воздух перед подачей в печь между корпусом печи и специальным металлическим кожухом, можно подогреть его до температуры 200°, что приведет к увеличению производительности печи и пониженному содержанию SO₃ в газовой смеси.

Камера дополнительного сгорания может быть или металлической с внутренней футеровкой огнеупорным кирпичом, или кирпичной. Для лучшего смешивания с несгоревшими частицами серы воздуха, подаваемого в камеру дополнительного сгорания через регулируемые заслонкой отверстия, в камере делают перегородки. Камеру дополнительного сгорания рекомендуется делать в 3–5 раз больше объема печи.

Основное внимание при работе печи должно быть обращено на правильное соотношение количества серы и воздуха для горения. Нарушение этого соотношения почти всегда приводит к сублимации (возгонке) серы, при которой в газе наблюдается присутствие паров нес горе вшей серы. Сублимация серы может привести к частичному забиванию газоходов и увеличению сопротивления тракта очистки и охлаждения газа.

Температура газов ил выходе из печи без обмуровки 700–800°, а из печи с обмуровкой 900–1000°.

Производительность вращающейся серной печи может быть рассчитана по формуле

Q = kF кг/сутки,

где:

k — съем сгорающей серы с 1 м² поверхности печи, кг/сутки;

F — поверхность горения, м².

k = 200(1 + b),

где Ь — отношение объема камеры дополнительного сгорания к объему печи.

F = DL + ηDL / 2 = 2,5DL м²,

где:

D — диаметр печи, м;

L — длина печи, м.

Здесь в поверхность горения включается не только зеркало расплавленной серы, но и верхняя полуповерхность цилиндра.

Подставляя полученные значения в первую формулу, находим, что

Q = 200 (1 + b) x 2,5 DL = 500 DL (1 + b)

при b = 2,5 Q = 1750 DL (k = 700 кг/сутки);

при b = 3 Q = 2000 DL (k = 800 кг/сутки);

при b = 5 Q = 3000 DL (k = 1200 кг/сутки);

Характеристика существующих вращающихся серных печей при установке камеры дополнительного сгорания с b = 2,5 в зависимости от тяги приведена в табл. 3.

Характеристики вращающихся серных печей

Таблица 3.