ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ПРОЦЕССА РЕГЕНЕРАЦИИ АММИАКА

Режим работы аппаратов в отделении дистилляции зависит от давления внизу дистиллера. Оно определяет давление и температуру поступающего греющего пара. Давление внизу ДС определяется сопротивлением последовательно соединенных аппаратов дистилляции и абсорбции, через которые проходят регенерированные NH₃ и СО₂, и скоростью газового потока. При применении барботажных аппаратов давление в нижней части ДС может достигать 160—170 кПа (1200—1300 мм рт. ст.) при температуре греющего пара 114—116°С. При использовании же скрубберных (кроме. ДС) аппаратов давление внизу ДС может быть 77—100 кПа (580—750 мм рт. ст.), а температура 94— 100 °С.

Работа при повышенных давлениях и температуре имеет ряд преимуществ. Прежде всего увеличивается производительность аппаратов дистилляции, что весьма важно, так как отделение дистилляции обычно является узким местом в производстве соды. Зависимость производительности аппаратов дистилляции от давления для ДС диаметром 2,75 м показана на рис. 55.

Предельная производительность аппаратов дистилляции определяется максимально допустимой скоростью парогазовой смеси в свободном сечении аппарата. Превышение этой скорости приводит к резкому увеличению гидравлического сопротивления и брызгоуноса (вплоть до «подвисания» жидкости в аппаратах), уменьшению относительной поверхности массообмена, а следовательно, и к ухудшению степени отгонки СО₂ и NH₃. В дистиллере максимально допустимая скорость парогазовой смеси составляет 1,5 м/с и в скрубберном ТДС — 2 м/с, считая на свободное сечение. При повышении давления объем парогазовой смеси уменьшается, тогда при тех же скоростях через аппарат можно пропустить большее количество пара (а также и тепла), т. е. увеличить производительность аппарата. Кроме того, с повышением температуры интенсифицируются процессы, протекающие в аппаратах, что также способствует увеличению производительности.

При проведении дистилляции под давлением уменьшается количество водяных паров, поступающих на сорбцию из ХГДС, за счет снижения равновесной доли водяных паров в газе и уменьшения разбавления рассола в процессе абсорбции. С повышением давления и температуры жидкости после ДС возрастает количество пара, получаемого в испарителях. Требуемое количество этого пара и определяет экономически целесообразный предел повышения давления в процессе дистилляции. Расчет показывает, что оптимальным давлением в нижней части ДС является 166,0 кПа (1250 мм рт. ст.).

К недостаткам повышенного давления при прочих одинаковых условиях, кроме необходимости тщательной герметизации аппаратов и трубопроводов, можно отнести большие потери аммиака с жидкостью ДС через неплотности аппаратов и трубопроводов. Для устранения этого увеличивают число тарелок в аппарате.

По мере загрязнения дистиллера оседающей на поверхностях гипсовой коркой его производительность, снижается. Рабочий период ДС колеблется в пределах 1,5—6 мес. и более. Он зависит от конструкции ДС, емкости смесителя, качества известкового молока и рассола, а также от температурного режима дистиллера и смесителя.

Как отмечалось ранее, для уменьшения возможности образования инкрустаций гипса на поверхностях ДС процесс дистилляции необходимо вести после смешивания фильтровой жидкости и известкового молока при температурах выше или ниже 93°С, при которой дигидрат CaSO₄-2H₂O переходит в полугидрат. Поэтому различают два режима: «горячий», когда температура в СМ и ДС не ниже 93 °С, и «холодный», когда температура в этих аппаратах не превышает 93 °С.

Основным показателем работы КДС является температура газа, выходящего из аппарата. Эта температура позволяет контролировать степень использования тепла греющего пара в аппаратах дистилляции: чем ниже температура, тем меньше тепла теряется с уходящей парогазовой смесью. Поэтому она должна быть минимально возможной при условии достаточно хорошей отгонки NH₃ и СО₂ из фильтровой жидкости. Практика показывает, что при выполнении этих условий температура составляет 68—75°С при 101,0 кПа (760 мм рт. ст.). Повышение температуры свидетельствует об излишне расходуемом паре или недогрузке аппаратов дистилляции по жидкости. При этом дополнительная нагрузка приходится на ХГДС. Понижение температуры свидетельствует о том, что с жидкостью ДС теряются аммиак и СО₂.

Основным источником тепла для нагревания фильтровой жидкости является конденсирующийся водяной пар. Образующийся конденсат абсорбирует из газа некоторую долю NH₃ и СО₂, содержание которых в конденсате зависит от его температуры

При нагревании фильтровой жидкости содержащийся в ней NH₄HCO₃ начинает разлагаться с выделением СО₂ в газовую фазу. Содержание общего СО₂ в зависимости от конечной температуры жидкости уменьшается при практически неизменном значении прямого титра в жидкой фазе. Таким образом, газ, выделяющийся из фильтровой жидкости в трубках КДС, содержит практически СО₂ и Н₂О. Он удаляется из трубок и присоединяется к основному потоку газа, выходящему из межтрубного пространства КДС.

Основным показателем нормальной работы ТДС служит содержание СО₂ в выходящей жидкости, а показателем полноты отгонки СО₂ и нормального расхода пара является прямой титр жидкости ТДС. Недостаточная отгонка аммиака из жидкости ТДС указывает на плохую отгонку СО₂ вследствие недостатка пара. Если прямой титр жидкости ТДС ниже нормы, это свидетельствует не только о хорошей отгонке СО₂, но и об излишнем расходе пара, подаваемого в ДС. Показателем нормальной работы ТДС служит также температура уходящей жидкости.