8.3. Аппараты для плавления и запекания.

Конструкции аппаратов для щелочного плавления и запекания зависят от условий проведения процесса и от агрегатного состояния реакционной массы. Эти процессы могут протекать под атмосферном и повышенном давлении, а реакционная масса может быть жидкой, пастообразной и твердой.

В процессах щелочного плавления и сульфидирования, проводимте под давлением, получается жидкая реакционная масса, перемешиваемая мешалками любого типа.

Следует отметить, что в рассматриваемых процессах не требуется интенсивное перемешивание. Оно служит, в основном, для очистки стенок аппарата от реакционной массы, суспендирования ее. Все это предотвращает местные перегревы и пригорание перерабатываемых веществ.

Плавление и запекание проводятся в интервале температур от 150 до 450 °С, поэтому используют следующие теплоносители: пар высокого давления, топочные газы, перегретая вода, электрический ток. Подводимое к реакционной массе тепло расходуется, в основном, на испарение воды.

При выборе конструкционных материалов следует учитывать, что встали аппаратов, соприкасающиеся с реакционной массой, можно изготавливать из черных металлов, так как они работают в щелочной среде.

Сильному коррозионному воздействию подвергаются части аппарата, находящиеся в газовой фазе над реакционной массой. Это объясняется тем, что при запекании выделяющийся сероводород в присутствии паров воды, приравнивается к кислотам по коррозионному воздействию на металлы.

Производственный опыт показал, что для проведения процессов щелочного плавления и запекания наиболее пригодными являются аппараты следующих типов: 1) аппараты в виде котлов с мешалками, работающие под атмосферным давлением (плавильные и варочные котлы); 2) аппараты для обработки твердых веществ; 3) аппараты, работающие под давлением.

Рассмотрим конструкции аппаратов первых двух типов. Третий тип оборудования будет представлен в разделе "Химические процессы, проводимые под давлением".

На рисунке 8.1 представлен плавильный котел, представляющий собой аппарат с якорной мешалкой и рубашкой для обогрева.

Если реакционная масса не вязкая, то можно применять пропеллерную моталку. В качестве теплоносителей используют водяной пар, электрический ток, пары высокотемпературных органических теплоносителей (ВОТ).

Аппарат представляет собой толстостенный сосуд, в корпус которого залит змеевик 4. Трубы змеевика рассчитаны на давление 400 ат, в которых циркулирует перегретая вода. Аппарат снабжен сошниковой мешалкой 6. Часто в аппарат загружают жидкие компоненты (расплавленные). По мере нагревания и течения реакции вода из реакционной массы удаляется, плав загустевает и размешивание его становится затруднительным. Далее запекание проводят без перемешивания с поднятой над плавом мешалкой. Для этого предусмотрен механизм подъема мешалки 2. После окончания реакции твердую массу "распахивают", для чего медленно опускают вращающуюся мешалку.