В статье предлагается решение интенсификации работы вихревой колонны концентрирования серной кислоты, позволяющее достичь суточной производительности по 92 %-ной кислоте на уровне 100 т и выше. Приведена конструкция модернизированной контактной ступени вихревого типа. Данная конструкция имеет повышенную пропускную способность колонны по газовой и жидкой фазам. С целью уменьшения материалоемкости конструкции было принято решение отказаться от использования контактного патрубка, а для интенсификации процесса по сравнению с промышленным аналогом были увеличены диаметр газопропускного отверстия и сечения щелей завихрителя. Дополнительно ступень оснастили патрубками для подвода и отвода жидкости. Приводятся результаты экспериментального определения гидродинамических параметров работы вихревой контактной ступени (ВКС). На основе полученных данных построены графики и выведены эмпирические уравнения, отражающие зависимость гидравлического сопротивления, брызгоуноса и удерживающей способности от нагрузок по газу и жидкости. Установлено, что сопротивление ступени растет по мере увеличения скорости газа в щелях завихрителя, что соответствует турбулентному течению двухфазного потока в устройстве. Исследования показали, что увеличение расхода жидкости приводит к незначительному увеличению гидравлического сопротивления ступени. Экспериментально установлено, что значения брызгоуноса не приводят к образованию тумана. Анализ удерживающей способности показал ее обратную зависимость от расхода газа и прямую - от расхода жидкости. В интервале рабочих скоростей газа в щелях завихрителя (10-20 м/с) ступень сохраняет высокую способность удерживать жидкость. ВКС устойчиво функционирует в широком диапазоне изменения нагрузок по обеим фазам. Разработанная конструкция ступени легла в основу модернизированной вихревой колонны для концентрирования серной кислоты с увеличенной производительностью.
ОТРАБОТАННАЯ СЕРНАЯ КИСЛОТА, ВИХРЕВАЯ КОЛОННА, ВИХРЕВАЯ КОНТАКТНАЯ СТУПЕНЬ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ БРЫЗГОУНОС, УДЕРЖИВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПО ЖИДКОЙ ФАЗЕ
1. Р.А. Халитов, А.Ф. Махоткин, Технология регенерации отработанных кислот в вихревых аппаратах. КНИТУ, Казань, 2015. 384 с.
2. Р.А. Халитов, Технология и оборудование процесса де-нитрации отработанных кислот производства нитратов целлюлозы. ИПК Бриг, Казань, 2020. 143 с.
3. ГОСТ42184-2013. Серная кислота регенерированная.
4. Авт. свид. СССР 1713155 (1991)
5. Р.А.Халитов, О.В.Царева, Е.А.Махоткина, Вестник Технологического университета, 10, 293 – 299 (2010).
6. Пат. РФ 2016842 (1994).
7. В. С. Шуляк, Литьё по газифицируемым моделям. НПО «Профессионал», Санкт-Петербург, 2007. 408 с.
8. А.Я. Лебедев, Установки денитрации и концентрирования серной кислоты. Химия, Москва,1972. 270 с.
9. И.Н. Степанов, Р.А. Халитов, А.Ф. Махоткин, Вестник Технологического университета, 23, 57 – 59 (2013).
10. Р.А. Халитов, И.Н.Степанов, А.Ф.Махоткин, Вестник Технологического университета, 17, 1, 263 - 265 (2014).
11. Е. А. Дмитриев, Р. Б. Комляшев, Е. П. Моргунова, А. М. Трушин, А. В. Вешняков, Л. С. Сальникова, Аппаратура процессов разделения гомогенных и гетерогенных систем. РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, 2016. 104 с.
12. В.И. Петров, А.С.Балыбердин Вестник Технологического университета, 6, 109 – 113 (2006).
13. Р.А.Халитов, А.Ф.Махоткин, А.Ш.Шарипов, Вестник БГТУ, 8, 204 – 205 (2004).
14. Р.А.Халитов, А.Ш.Шарипов, А.Ф.Махоткин, Вестник Технологического университета, 21, 194 – 199 (2011).
15. Р.А.Халитов, А.Ш.Шарипов, А.Ф.Махоткин, Вестник Технологического университета, 21, 199 – 203 (2011)
