Труды КНЦ вып.4(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 3/2020(11)

Твёрдая сера засыпается в комбинированный реактор поз. КА, где происходит её плавление за счет передачи тепла через стенку от электрической спирали. Комбинированный реактор для получения диоксида серы конструкционно разделен на две части (верхнюю и нижнюю), соединённые между собой фланцевым соединением. Высота всего аппарата достигает 600 мм. Нижняя часть (реактор) представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат из нержавеющей стали, в который засыпается твёрдая сера для плавления и последующего сжигания. Реактор оборудован электрической спиралью. Кислород в количестве 1,5 — 3,0 л/мин подаётся в реактор снизу, в слой жидкой серы, барботированием. Слой жидкой кипящей серы составляет по высоте от 150 до 200 мм. Диаметр реактора — 100 мм, высота — до 250 мм. После того как в нижней части реактора будет расплавлена сера и достигнута температура её зажигания до 250 °С, в реактор начнет подаватьсяся кислород из кислородного баллона поз. Б1 с концентрацией не менее 99,7 % О 2 для сжигания жидкой серы в недостатке кислорода. Сжигание серы происходит с полным расходованием кислорода и получением практически 100 %-го газообразного диоксида серы. Регулирование производительности установки осуществляется изменением расхода кислорода в реакторе. При сжигании серы выделяется большое количество тепла (2214,68 ккал/кг S ® ), которое идет на подогрев поступающих в реактор потоков стекающей из конденсатора жидкой серы и подаваемого кислорода до температуры 444,6 °С и в основном на испарение серы, за счёт которого в реакторе устанавливается температура, равная температуре кипения жидкой серы (444,6 °С). Испарение серы в реакторе поддерживает оптимальный режим протекания реакции кислорода с жидкой серой. Конденсация паров серы, поступающих вместе с образующимся диоксидом серы, происходит в верхней части комбинированного реактора. Верхняя часть реактора (конденсатор) представляет собой кожухотрубный теплообменник, соединённый с нижней частью реактора фланцевым соединением. По межтрубному пространству поступает высокотемпературное силиконовое масло, по трубкам — газообразный диоксид серы и пары серы. В трубках конденсатора происходит охлаждение и конденсация паров серы, которая стекает обратно в реактор. Комбинированный реактор теплоизолируется. Для охлаждения подогретого минерального масла в термостате поз. E1 предусмотрен режим охлаждения минерального масла. Работа лабораторного реактора периодическая и заключается в следующем. Реактор загружается твердой серой и монтируется в установке. Далее сера с помощью электрической спирали плавится и разогревается до температуры воспламенения, после чего в реактор подаётся кислород с дальнейшим получением и сжижением сернистого ангидрида. После израсходования серы реактор останавливается, демонтируется, очищается от остатков серы и снова ею загружается. После конденсатора паров серы сернистый ангидрид проходит через фильтр, в котором улавливаются остатки сублимированной в реакторе серы. Фильтр представляет собой цилиндрический корпус из нержавеющей стали с установкой в нём фильтрующего материала из слоя стекловолокна. Конструкция фильтра разборная для обеспечения возможности снятия и установки фильтрующего материала. Охлаждённый и освобождённый от паров серы сернистый газ поступает в конденсатор диоксида серы, охлаждающийся антифризом с помощью термостата поз. Е2 с входной температурой от -10 до -15 °С. Конденсатор представляет собой кожухотрубный теплообменник типа «труба в трубе», предназначенный для сжижения газообразного диоксида серы. По межтрубному пространству поступает антифриз, по трубке — газообразный диоксид серы и ее пары. Конденсатор теплоизолируется. Приём и хранение жидкого диоксида серы производится в приёмном стакане, охлаждающемся антифризом, через рубашку. На стакане имеется крышка с резьбой. Крышка снабжена штуцером с вентилем для забора жидкого диоксида серы из стакана. Диаметр стакана 80 мм, высота 250 мм, диаметр стакана вместе с рубашкой 100 мм. В настоящий момент установка смонтирована, проводятся лабораторные исследования. Полученный на установке жидкий диоксид серы исследуется на показатели, указанные в ГОСТ 2918-79. Литература 1. Игин В. В., Зеленова М. А., Аксенчик К. В. Технология производства жидкого сернистого ангидрида на основе серы и кислорода // Труды Кольского научного центра. Химия и материаловедение. 2019. № 3. С. 106-113. 2. Пат. Рос. Федерация 2019105626/05. Установка для получения жидкого сернистого ангидрида от / Зеленова М. А., Игин В. В., Грабун Е. М. 27.02.2019 // Патент РФ. № 271164. 71