Дослідження процесу упарювання розчинів сульфатної кислоти у порожнистій розпилюючій колоні

Abstract

Проаналізовано процес упарювання розчинів сульфатної кислоти у порожнистій розпилюючій колоні. На основі матеріально-теплових розрахунків та літературних джерел розраховані коефіцієнти тепловіддачі від гарячого повітря до крапель кислоти різної концентрації, тривалість прогрівання та упарювання крапель. На основі експериментальних даних, які одержано на укрупненій лабораторній установці, встановлено залежності коефіцієнта тепловіддачі від радіуса краплі, концентрації кислоти та часу контактування «крапля — газова фаза». Експериментально встановлено, що значення коефіцієнта тепловіддачі в досліджуваній системі у 10–100 разів більше у порівнянні зі значеннями, розрахованими за математичними моделями. Обгрунтовано, що розчини сульфатної кислоти доцільно диспергувати до крапель діаметром 1–2 мм. Отримані результати запропоновано використовувати для розрахунку випарного апарата та розроблення технології утилізації відхідних розчинів сульфатної кислоти.

Проанализирован процесс упаривания растворов серной кислоты в полой распылительной колонне. На основе материально-тепловых расчетов и литературных источников рассчитаны коэффициенты теплоотдачи от горячего воздуха к каплям кислоты различной концентрации, продолжительность прогрева и испарения капель. На основе экспериментальных данных, которые получены на укрупненной лабораторной установке, установлены зависимости коэффициента теплоотдачи от радиуса капли, концентрации кислоты и времени контакта «капля — газовая фаза». Экспериментально установлено, что значение коэффициента теплоотдачи в исследуемой системе в 10–100раз больше по сравнению со значениями, которые рассчитаны по математическим моделям. Обосновано, что растворы серной кислоты целесообразно диспергировать до капель диаметром 1–2 мм. Полученные результаты предложено использовать для расчета испарительного аппарата и разработки технологии утилизации отходящих растворов серной кислоты.

The boiled process of sulfuric acid solutions in the hollow spray column is analyzed. Based on the material and thermal calculations and literature sources -coefficients of heat transfer from the hot air to drops of different concentrations acid, duration of heating and drops boiling are calculated. Based on experimental data, obtained on enlarged laboratory setup, dependence of heat transfer coefficient on the drop radius is defined, acid concentration and contact time «drop — gas phase». It is defined experimentally that the heat transfer coefficient in the studied system is 10–100 times greater compared with the values calculated by mathematical models. It is proved that sulfuric acid solutions should be dispersed to droplets with a diameter of 1–2 mm. It is suggested to use the received results for the evaporator calculation and the development of utilization technology of sulfuric acid waste solutions.