Газы, выходящие из продукционной башни, помимо азота и небольшого количества кислорода, содержат окись азота. Окись азота серной кислотой почти не поглощается. Поэтому ее предварительно окисляют до двуокиси азота в окислительной башне. Эта башня не имеет насадки, и стенки ее изготовляют из котельного железа. Дно башни и ее стенки в нижней части покрывают кислотоупорной футеровкой. Окисление проводят так, чтобы получилась смесь двуокиси и окиси азота в соотношении ~ 1:1. При этом в газовой фазе будет находиться окись и двуокись азота, а также азотистый ангидрид, который серной кислотой поглощается очень хорошо. Содержание азотистого ангидрида в смеси газов довольно значительно при низких температурах и очень мало при высоких, так как он легко диссоциирует при нагревании:
NoA^NO+N02—Q.
Например, при 20° в смеси газов содержится 11,7%, а при 80°— 1,0% трехокиси азота.
Поглощение окислов азота
Поглощение окислов азота проводится в поглотительных башнях, которые напоминают по устройству продукционные башни. Колосниковая решетка, поддерживающая насадку, делается из стальных балок; крышки и стенки также стальные. Кислота, поступающая из первой продукционной башни, разбрызгивается сверху. При поглощении окислов азота протекают реакции:
N0-f-N0J^tN203-J-2H2S0i=2HSN08-|-Hj0.
Наиболее выгодными условиями поглощения окислов азота являются высокая концентрация серной кислоты и низкая температура. С повышением температуры кислоты и уменьшением ее концентрации растворимость окислов азота падает. Скорость поглощения в основном определяется нитрозностью кислоты (т. е. содержанием нитрозилсерной кислоты), орошающей башни, и концентрацией окислов азота — по мере поглощения окислов азота абсолютная скорость их поглощения падает. Поэтому кислота и окислы азота движутся противотоком. Практически для поглощения окислов азота применяется 75% кислота, вытекающая из первой продукционной башни. Вначале эту кислоту, после охлаждения, направляют в последнюю поглотительную башню IV (см. рис. 21), где происходит улавливание остатков окислов азота, поступающих из III башни. Затем эту кислоту направляют в III башню, где благодаря повышенной концентрации окислов происходит дальнейшее повышение нитрозности кислоты.
За счет теплоты поглощения окислов азота и конденсации паров воды температура кислоты повышается, и кислота, направляемая в продукционные башни, имеет температуру 60—75°, что обеспечивает необходимую скорость окисления сернистого газа.
Переход от камерных систем к башенным позволил в значительной степени интенсифицировать процесс производства серной кислоты нитрозийным способом. Повышение интенсивности башенных систем стало возможным благодаря созданию оптимальных условий ведения процесса.
|