Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

Выполненный анализ влияния вида критерия на характеристики ректификационной колонны показывает, что предпочтительно в качестве критерия оптимизации необходимо выбирать энергетический критерий, отвечающий суммарным энергетическим затратам. После нахождения оптимальных параметров ректификационной колонны был выполнен расчет тепловых затрат на проведение процесса концентрирования фтористого водорода в поступающей на разделение фтористоводородной кислоте. При вычислении энергетических затрат учитывался нагрев сырья, поступающего на разделение, испарение продуктов в кубе колонны, конденсация продуктов в дефлегматоре и охлаждение кубовой жидкости и воды, отбираемой из дефлегматора. Результаты концентрирования с выполненными расчётами энергетических затрат представлены в табл. 2 . Таблица 2 Зависимость суммарных тепловых нагрузок колонны и удельных электроэнергетических затрат от исходного содержания фтористого водорода в кислоте Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 197-201. Transactions of the Kala Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 197-201. Содержание HF Суммарная тепловая нагрузка, Гкал/ч Удельные тепловые затраты на количество выделяемого HF, Гкал/кг HF в исходной кислоте, % мас. в дистилляте 1 0,000001 2 549 25,438 5 0,000001 2 261 4,513 10 0,000001 1 901 1,896 15 0,000001 1 541 1,025 20 0,000005 1 181 0,589 21 0,000018 1 109 0,493 22 0,000001 1,259 0,571 23 0,000001 1 373 0,595 25 0,000001 1 157 0,462 30 0,000001 1 258 0,418 Анализ полученных результатов показал, что концентрирование водного раствора фтористого водорода, содержащего фтористого водородаменее 7 % мас., сопровождаетсярезким увеличениемудельных тепловых затрат на осуществление этого процесса. Получения фтористого водорода из фтористоводородной кислоты Комплексная переработка фтористого водорода в производствах, использующих его в качестве сырья, делает необходимым поиск возможности извлечения безводного фтористого водорода из его водных растворов. В настоящей работе на основании лабораторных исследований выполнено математическое моделирование двух выбранных технологических направлений переработки фтористоводородной кислоты с извлечением безводного фтористого водорода. Моделирование процессов показало возможность их реализации только при организации разработанной оптимальной рециркуляции образующихся промежуточных составов. Выявлена необходимость в разработке оригинального технологического оборудования. Исследования будут продолжены и опубликованы после патентования выявленных отличительных особенностей разрабатываемых технологий. Выводы Исследована возможность концентрирования ректификацией фтористоводородной кислоты, разбавляемой в ходе переработки, для рецикла ее на стадию вскрытия колумбитового концентрата или гидратного кека, образующегося при азотнокислотно-фторидной технологии переработки лопаритового концентрата [7]. Установлено, что для математического моделирования процесса ректификации фтористоводородной кислоты с помощью программы ChemCad наиболее подходит модель парожидкостного равновесия electrolyte NRTL с использованием имеющихся в программе ChemCad параметров бинарного взаимодействия (BIPs) для этой термодинамической системы. Определено, что при оптимизации процесса ректификации необходимо использовать критерий минимума энергозатрат, идущих на разделение азеотропной смеси. Показано, что при снижении содержания © Орлов А. П., Щавелев В. Б., Мигаенко Е. С., Смирнов А. В., Нечаев А. В., 2023 200