В. Потапов - Пособие кислотчику сульфитно-целлюлозного производства
Более совершенным способом удаления огарка является транспортер типа Рэдлер, представляющий собой обычный скребковый транспортер в герметическом корпусе. Дно корпуса охлаждается водой. Огарок поступает в транспортер через двойные пылевые затворы или мигалки, затем наклонным скребковым транспортером или элеватором его подают в бункер и далее в отвал.
На Калининградском ЦБК № 1 для удаления огарка от печи КС применена система шнеков.
Все эти транспортные устройства выполнены с учетом максимальной герметизации, однако в местах пересыпания огарка с одного транспортера на другой наблюдается значительное пыление.
Наиболее прогрессивным способом удаления огарков при обжиге колчедана является гидроудаление. При этом огарок от всех точек выделения через специальное устройство попадает в трубопровод, в которым подается оборотная вода. Смытый огарок поступает в приемную камеру с конусным дном, которая разделена на две секции для удобства обслуживания и чистки. Из приемных камер огарок насосами подается по чугунным трубопроводам в железобетонные отстойники прямоугольной формы. В отстойниках имеются две секции, работающие поочередно: в одной происходит отстаивание огарка, в другой — удаление его при помощи грейферных кранов на гусеничном ходу. Отстоявшаяся вода возвращается в кислотный цех на гидроудаление огарка. Расход воды 30 м3 на 1 т транспортируемого огарка. Для высаживания вредных примесей — селена, мышьяка и др., а также для нейтрализации SO3 в оборотную воду добавляется известковое молоко.
Оборудование для получения кислоты
Турмы. Турма (рис. 19) представляет цилиндрическую башню, которая несколько расширяется книзу для обеспечения движения известняка. Отношение верхнего диаметра к нижнему обычно принимается равным 0,85. На высоте 3–7 м от основания башни устраивается колосниковая решетка для поддержания камней известняка. Решетка выполняется с некоторым наклоном в сторону выгрузочного отверстия. Ниже этой решетки на высоте 4 м устанавливается вторая решетка с более часто расположенными колосниками. Назначение ее — задерживать обломки известковых камней, образующихся при загрузке в результате раскалывания, и камней, объем которых уменьшился при растворении. Газ вводится в турму между колосниковыми решетками, проходит сквозь слой известкового камня и выводится через верхнюю крышку или сбоку. В нижней части турмы располагается сборник для кислоты, которая непрерывно откачивается насосом.
Рис. 19. Турмы.
Равномерное орошение жидкостью всего сечения турмы является одним из условий эффективности ее работы. Для этой цели в верхней части турмы располагаются различные устройства. Наиболее распространенными являются кольцевая труба с мелкими отверстиями и колокольный затвор (рис. 20). Последний представляет трубочку, вставленную в отверстие диаметром 20–30 мм и неплотно прикрытую свинцовым колпачком, нижняя часть которого погружена в воду, образуя гидравлический затвор. Вода поступает в турму, переливаясь через край трубочки. Так как все трубочки, образующие данное питательное устройство, расположены строго на одном уровне от поверхности (на котором разлита вода), орошение происходит равномерно по всему сечению.
Эффективным орошающим устройством являются к форсунки (спрыски), однако, чтобы они не забивались, необходимо применять только фильтрованную воду.
Загрузка турмы известковым камнем производится обычно через люки в ее верхней части и по высоте. Известковый камень подается на турмы подъемником в вагонетках, которые подвозятся к загрузочному отверстию по рельсам, проложенным на верхней площадке турм. На ряде заводов для подачи известняка применяется скиповой подъемник. В этом случае камень из ковша подъемника высыпается в специальный бункер над турмами.
Известняк, по мере расходования на химические реакции, уменьшается в объеме и постепенно опускается вниз. При этом он крошится, забивая промежутки между отдельными кусками, препятствуя проходу газа и увеличивая сопротивление турмы, поэтому турмы приходится периодически чистить и догружать свежим известняком.
Рис. 20. Приспособления для орошения:
а — колокольный затвор с гидравлическим колпачком: 1 — колпачок; 2 — свинцовый патрубок; 3 — трубка;
б — брызгало с креплением: 1 — кольцевая труба; 2 — крюки; 3 — отверстия для воды;
в — форсунка с завихрителем: 1 — шпиндель с двухходовой прямоугольной нарезкой; 2 — корпус;
г — форсунка с отражательным конусом: 1 — конус; 2 — сопло;
д — форсунка с отражателем: 1 — сопло; 2 — отражатель.
Над колосниковыми решетками устраивают специальные люки, через которые очищают решетки от мелочи, а затем удаляют и нижний слой камня для того, чтобы вызвать смещение верхних слоев камня и обновить его реакционную поверхность.
Раньше турмы сооружали из деревянной клепки и защищали от ударов камня обшивкой из досок или деревянными шашками. Сборники для кислоты облицовывали свинцом. Современные турмы выполняются из железобетона и защищаются облицовкой из кислотоупорных плиток и кирпича.
Турмы — это громадные сооружения диаметром до 3,8 м, высотой около 50 м, которые дополнительно утяжеляются известковым камнем. В связи с этим к фундаментам турм предъявляются высокие требования — необходимо тщательно следить за их состоянием, не допуская разъедания кислотой.
Производительность турмы характеризуется количеством кислоты (м3), получаемой в сутки с 1 м3 сечения. Расчетное сечение определяется по среднему диаметру турмы. Необходимый диаметр турмы находят по формуле
где:
D — диаметр башни, м;
Q — средняя производительность турмы м3/сутки;
k — количество орошающей жидкости, м3/сутки, на 1 м2/сутки сечения турмы.
Для однобашенной установки принимают съем с 1 м2 сечениятурмы 100–150 м3/сутки. Диаметр турмы должен выбираться с таким расчетом, чтобы скорость прохождения газа соответствовала необходимой продолжительности реакции. Эта величина составляет 0,25–0,5 м3 в секунду на 1 м2 сечения турмы.
Высоту насадки из известкового камня определяют исходя из крепости печного газа, допустимых потерь с непоглощенными газами и температуры орошающей воды. Все эти величины увязаны между собой через формулу, описывающую эффективность работы турмы на основе понятия высоты половинного поглощения
где:
С1 — концентрация SO2 в уходящих газах, %;
С — концентрация SO2 в печных газах, %;
Н — высота столба известняка, м;
h — высота половинного поглощения, м.
Под высотой половинного поглощения понимают высоту, на которой поглотится половина всего SO2, поступившего в башню. Высота половинного поглощения зависит от температуры.
Температура вода, °С …………………………… 5…10…12…15…18…20
Высота половинного поглощения, м …… 1,55…2,8…3,25…4,05…4,85…5,50
Считается, что для нормальной работы турмы отношения H/h не должно быть ниже 7.
При определении необходимое высоты насадки учитывается, что в процессе работы общая высота столба известняка падает, уменьшается соответственно и отношение H/h, следовательно, ухудшается эффективность работы турмы. Исходя из этого принимается запас высоты насадки и выбирается продолжительность работы турмы от загрузки до загрузки.
Башня Гиллера. В свое время башня Гиллера была единственным аппаратом, применявшимся в СССР для приготовления кислоты по известково-молочному способу. Башня строится из дерева и имеет прямоугольное сечение с размером в плане 2,0 x 2,2 м. По высоте она делится на 14 этажей.
Известковое молоко с концентрацией 1 % CaO подается на 14-й этаж и последовательно проходит все этажи, перетекая через переливные трубы. Газ подается в башню снизу, двигаясь противотоком по отношению к известковому молоку. Газ, имеющий большую скорость, как бы проталкивается через известковое молоко, в результате чего происходит бурление и интенсивное перемешивание газа и жидкости. На каждом из рабочих этажей расположены специальные перегородки, которые делят этаж на четыре секции и имеют в нижней части отверстия. Газ может проникнуть из одной секи и и в другую только через эти отверстия, которые погружены в известковое молоко, и таким образом он дополнительно перемешивается с жидкостью.
Готовая кислота собирается в сборник кислоты в нижней части башни; газ отводится с последнего этажа турбогазодувкой Основное затруднение, с которым приходится сталкиваться при работе, — частые засорения башни. Существенным недостатком башни является ее большое сопротивление (1800–2000 мм вод. ст.) движению газа.
