Quá trình và thiết bị truyền chất - Chương 7

Chia sẻ: Afasg Agq | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

153
lượt xem 33
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cơ sở lí thuyết về sản xuất xút clor: I. Sản xuất clor theo phương pháp hoá học: 1/ Sản xuất xút: a/ Phương pháp sửa vôi: bắt dầu ở Nga (1814-18970) có trên 10 nhà máy sản xuất theo phương pháp này. Quá trình điều chế như sau: Na2CO3 + Ca(OH)2 = NaOH + CaCO3 Nồng độ xút đạt được 90-135g/l. Phương pháp này tốn nhiều Ca(OH)2, thu được xút loãng và cứ điều chế được 1 tấn xút bỏ đi 1000-1300 kg CaCO3 b/ Phương pháp Ferit: có hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Na2CO3 + Fe2O3 =...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Quá trình và thiết bị truyền chất - Chương 7

45 PHÁÖN 2: CÄNG NGHÃÛ ÂIÃÛN HOAÏ CHÆÅNG VII CÄNG NGHÃÛ SAÍN XUÁÚT XUÏT - CLOR & AXIT CLOHYDRIC ♣1. Cå såí lê thuyãút vãö saín xuáút xuït clor: I. Saín xuáút clor theo phæång phaïp hoaï hoüc: 1/ Saín xuáút xuït: a/ Phæång phaïp sæía väi: bàõt dáöu åí Nga (1814-18970) coï trãn 10 nhaì maïy saín xuáút theo phæång phaïp naìy. Quaï trçnh âiãöu chãú nhæ sau: Na2CO3 + Ca(OH)2 = NaOH + CaCO3 Näöng âäü xuït âaût âæåüc 90-135g/l. Phæång phaïp naìy täún nhiãöu Ca(OH)2, thu âæåüc xuït loaîng vaì cæï âiãöu chãú âæåüc 1 táún xuït boí âi 1000-1300 kg CaCO3 b/ Phæång phaïp Ferit: coï hai giai âoaûn: Giai âoaûn 1: Na2CO3 + Fe2O3 = Na2OFe2O3 + CO2 Giai âoaûn 2: Na2OFe2O3 + H2O = 2NaOH + Fe2O3 Sau âoï cä âàûc xuït taûo xuït ràõn, Fe2O3 thu häöi âem sæí duûng laûi. Näöng âäü xuït thu âæåüc 370g/l. 2/ Saín xuáút clor: a/ Phæång phaïp Venton: MnO2 + HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2 Phæång naìy täún nhiãöu MnO2 nãn âæåüc hoaìn nguyãn bàòng caïch: MnCl2 + Ca(OH)2 = Mn(OH)2 + CaCl2 Thäøi oxy cuía khäng khê vaìo: 2Mn(OH)2 + 2Ca(OH)2 + O2 = 2MnO2.CaO + 4H2O MnO2.CaO tuáön hoaìn trong saín xuáút. b/ Phæång phaïp Dikon: oxy hoaï HCl (k) bàòng oxy khäng khê åí nhiãût âäü 4HCl + O2 ⎯t⎯ ⎯→ 2Cl2 + 2H2O 0 cao , xt cao coï xuïc taïc: Clor sinh ra láùn nhiãöu nitå. II. Phæång phaïp âiãûn hoaï: Thæåìng phäø biãún hai phæång phaïp saín xuáút xut clor: - Phæång phaïp catät ràõn hay maìng caïch. - Phæång phaïp catät thuyí ngán. A. Phæång phaïp catät ràõn: 1/ Muäúi vaì âiãöu chãú næåïc muäúi: - Muäúi laì nguyãn liãûu chênh âãø saín xuáút xut clor theo phæång phaïp âiãûn phán. - Muäúi duìng phaíi âaím baío caïc tiãu chuáøn sau: NaCl ≥ 97.5 % Cháút khäng tan ≤ 0.5 % (taûp cháút cå hoüc) Ca2+ ≤ 0.4 %
46 Mg2+ ≤ 0.4 % K+ ≤ 0.02 % SO42- ≤ 0.84 % - Næåïc muäúi âæåüc âiãöu chãú våïi näöng âäü NaCl: 310-315 g/l. - Caïc ion Ca2+ , Mg2+ laì nhæîng ion coï haûi cho quaï trçnh âiãûn phán. Trong thuìng âiãûn phán noï taïc duûng våïi xuït taûo ra hydroxit khoï tan, kãút tuía lãn trãn maìng caïch, bët kên läø maìng laìm caín tråí quaï trçnh âiãûn phán. Do âoï, caïc ion naìy cáön phaíi loaûi boí. Viãûc loaûi boí naìy coï thãø thæûc hiãûn bàòng ba phæång phaïp: + Phæång phaïp xä âa - xuït. + Phæång phaïp sæía väi - xuït. + Phæång phaïp sæía väi - sunphat. Thäng thæåìng taûi caïc nhaì maïy sæí dung phæång phaïp xä âa - xut: MgCl2 + NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO4 Trong cäng nghiãûp ngæåìi ta thæåìng träün næåïc muäúi måïi âiãöu chãú våïi næåïc muäúi måïi häöi læu, tæì cäng âoaûn häöi læu sang âãø kãút tuía ion Mg2+. Coìn ion Ca2+ âæåüc kãút tuía bàòng xä âa: CaCl2 + Na2CO3 = 2NaCl + CaCO3 Âãø kãút tuía hoaìn toaìn caïc ion Ca2+ , Mg2+ thç xuït vaì xä âa phaíi cho dæ vaì nhiãût âäü cuía næåïc muäúi phaíi lãn âãún 40-50oC. Sau âoï trung hoaì xuït dæ bàòng axit HCl. Haìm læåüng xuït sau khi trung hoaì phaíi trong khoaíng 0.05-0.1 g/l; xä âa 0.2-0.3 g/l. Âãø tiãút kiãûm xä âa vaì axit trung hoaì dæ, caïc nhaì maïy sæí duûng biãûn phaïp cacbonat hoaï næåïc muäúi häöi læu bàòng caïch thäøi CO2 vaìo. Nhæ váûy, mäüt pháön xuït seî chuyãøn thaình xä âa theo phaín æïng: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O Nhæ váûy, næåïc muäúi häöi læu coï caí xä âa, láùn xuït våïi haìm læåüng âuí âãø kãút tuía caïc ion Ca , Mg2+ 2+ - Næåïc muäúi sau khi âaî xæí lê xong phaíi âaím baío tiãu chuáøn: NaCl: 310 ± 5 g/l Ca2+ ≤ 0.005 g/l Mg2+ ≤ 0.001 g/l SO42- ≤ 0.5 g/l Xä âa ≤ 0.3 g/l NaOH ≤ 0.1 g/l * Så âäö læu trçnh cäng nghãû tinh chãú næåïc muäúi (Hçnh 7-1). 2/ Âiãûn phán: Våïi phæång phaïp naìy catät laì sàõt, coìn anäút coï thãø laì graphit, Ti maû Pt, RuO2, ... Trong thuìng âiãûn phán clor âæåüc taûo thaình trãn khäng gian anäút, coìn hydro vaì xuït âæåüc taûo thaình trãn khäng gian catäút. Quaï trçnh phaín æïng xaíy ra khaï phæïc taûp.
47 - Dung dëch næåïc muäúi håüp caïch naûp vaìo thuìng âiãûn phán theo chè tiãu nháút âënh, luïc chæa coï doìng âiãûn thç giæîa hai pha ràõn - loíng täön taûi cán bàòng âäüng. Nhæng khi coï doìng âiãûn qua thuìng âiãûn phán, thç trãn anäút xaíy ra quaï trçnh oxy hoaï, coìn trãn catäút xaíy ra quaï trçnh khæí: * Trãn anäút (quaï trçnh oxy hoaï): 2Cl- - 2e = Cl2 4OH- - 4e = 2H2O + O2 * Trãn catäút (quaï trçnh khæíï): 2H+ + 2e = H2 Na+ + e = Na Âãø âiãûn phán taûo saín pháøm NaOH, Cl2, H2 ta cáön khäúng chãú caïc thäng säú ké thuáût nhàòm æu tiãn viãûc phoïng âiãûn cuía Cl-, H+ âäöng thåìi haûn chãú täúi âa sæû phoïng âiãûn cuía caïc ion Na+, OH-. - Thäng thæåìng dung dëch næåïc muäúi âem âiãûn phán laì dung dëch næåïc muäúi baîo hoaì (310g/l) våïi pH = 7. Do âoï, âiãûn thãú phoïng âiãûn cuía ion H+ laì -0.41Volt. ÅÍ âiãöu kiãûn naìy ion Na+ phoïng âiãûn thç näöng âäü ion Na+ (CNa+) phaíi thoaî maîn phæång trçnh Nerst: RT ϕ Na + = ϕ Na + / Na + o ln C Na + nF − 0.41 = −2.7 + 0.059 lg C Na + ⇒ C Na + = 3.8 × 10 38 g / l Âiãöu kiãûn khäng thãø xaíy ra âæåüc, cho nãn ion Na+ khäng thãø phoïng âiãûn cuìng ion H+ âæåüc. Taûi anäút täön hai quaï trçnh phoïng âiãûn âäöng thåìi cuía caïc ion Cl- vaì ion OH-. Theo phæång trçnh Nerst ta coï: ϕ OH − = 0.41 − 0.059 lg(0.81 × 10 −7 ) = +0.82Volt ϕ Cl = 1.36 − 0.059 lg(0.6 × 6.4) = +1.33Volt − Vãö màût lê thuyãút ion OH- æu tiãn phoïng âiãûn træåïc ion Cl-. Dæûa vaìo âæåìng cong phán cæûc ta tháúy roî âiãöu naìy: Váûy, váún âãö æu tiãn cho ion Cl- phoïng âiãûn træåïc ion ia(mA/cm2) Cl2 - OH . Nãn ta phaíi choün âiãûn cæûc thêch håüp vaì khäúng chãú máût âäü doìng thêch håüp. O2 Váún âãö âàût ra laì phaíi tçm nhæîng âiãûn cæûc maì taûi âoï quaï thãú phoïng âiãûn cuía ion OH- låïn hån quaï thãú phoïng âiãûn cuía ion Cl-, (ηOH- > ηCl-) sao cho (ϕOH-+ ηOH- > ϕCl-+ ηCl-). Nhæ váûy, ion Cl- seî æu tiãn phoìng âiãûn. ϕa(V) 0.83 1.33 Qua nghiãn cæïu, ngæåìi ta tháúy ràòng caïc âiãûn cæûc: graphêt, Ti maû Pt, RuO2 thoaí maîn caïc yãu cáöu trãn.
48 Sau khi nghiãn cæïu sæû phoïng âiãûn cuía ion Cl- ia(mA/cm2) trãn caïc váût liãûu naìy ta coï caïc âæåìng cong phán cæûc anäút nhæ hçnh bãn: Màûc duì sæû phoïng âiãûn cuía ion Cl- trãn Ti maû Pt Täút hån, nhæng trong thæûc tãú ngæåìi ta hay sæí duûng âiãûn cæûc graphêt laìm anäút vç reî tiãön hån nhiãöu. Hiãûu suáút doìng âiãûn (η%) cuía Clor phuû thuäüc ϕa(V) η% vaìo máût âäüdoìng âiãûn vaì âiãöu kiãûn âiãûn phán. Âæåüc mä ia taí båíi âäö thë bãn. Khi tàng máût âäü doìng ia thç hiãûu suáút Cl2 O2 ηCl2% doìng âiãûn taûo clor tàng vaì tàng âãún mäüt giaï trë naìo âoï thç dæìng laûi, tæïc ηCl2 < 100% (do mäüt pháön oxy láùn vaìo clor laìm cho haìm læåüng clor thu âæåüc giaím xuäúng, laìm giaím hiãûu suáút doìng clor). - Caïc quaï trçnh phuû xaíy ra åí anolit nhæ sau: trong dung dëch coï sæû phán li taûo caïc ion: Na , Cl-, H+, OH-. + + OH- di chuyãøn âãún khäng gian anolit vaì phoïng âiãûn: 4OH- - 4e = 2H2O + O2 O2 taûo thaình taïc duûng våïi âiãûn cæûc graphêt taûo thaình CO vaì CO2. Âiãöu naìy laìm cho âiãûn cæûc bë àn moìn dáön. Do váûy âënh kç phaíi thay thãú âiãûn cæûc graphêt. + Cl2 taûo thaình seî hoaì tan mäüt pháön trong næåïc muäúi, theo phaín æïng: Cl2 + H2O = HClO + HCl Sæû hoaì tan naìy phuû thuäüc vaìo näöng âäü cuía næåïc muäúi vaì nhiãût âäü cuía dung dëch âiãûn phán. Tæì âäö thë bãn, ta tháúy ràòng nhiãût âäü caìng cao CCl2(g/l) vaì näöng âäü NaCl caìng låïn thç clor hoaì tan vaìo chuïng caìng beï. Âiãöu âoï giaíi thêch taûi sao phaíi sæí duûng dung 10 o dëch næåïc muäúi våïi näöng âäü 310g/l vaì nhiãût âäü 70-80 C. Sæû hoaì tan cuía clor laìm cho anolit täön taûi caïc ion: Cl-, 9 - ClO . Luïc naìy coï hai khaí nàng xaíy ra: 1. Nãúu khäng coï maìng ngàn thç ion OH- tæì khäng 8 gian catolit seî chuyãøn sang khäng gian anolit âãø trung hoaì to(oC) axit: 20 40 60 80 Täøng quaït: 2NaOH + Cl2 = NaCl + NaOCl + H2O Cuû thãø:: Cl2 + H2O = HClO + HCl 2NaOH + HClO + HCl = NaCl + NaOCl + 2H2O ϕCl- = 1.33V Màût khaïc: ϕClO- = 0.94V Cho nãn ion ClO- æu tiãn phoïng âiãûn træåïc ion Cl-. Phaín æïng xaíy ra nhæ sau: 3 6ClO- + 6OH- - 6e = ClO3- + 4Cl- + O2 + 3H2O 2
49 Nhæ váûy, muäún taûo thaình saín pháøm xuït clor thç phaíi coï maìng ngàn. Âäöng thåìi phaíi cho dung dëch chuyãøn âäüng tæì vuìng anolit sang catolit âãø ngàn ngæìa sæû chuyãøn váûn cuía ion OH- tæì catolit sang anolit nhàòm haûn chãú sæû phoìng âiãûn cuía ion naìy trãn anäút. 2. Tuy nhiãn khi coï maìng ngàn vaì khi cháút âiãûn giaíi di chuyãøn tæì khäng gian anolit sang khäng gian catolit seî mang theo caïc ion: ClO-, ClO3-, vaì caí Cl2 hoaì tan. Âiãöu naìy laìm cho vuìng catolit täön taûi caïc phaín æïng: Cl2 + OH- (xuït) = Cl- + HClO HClO + OH- = ClO- + H2O Caïc ion ClO-, ClO3- bë khæí trãn catät: ClO3- + 6H+ + 6e = Cl- + 2H2O ClO- + 2H+ + 2e = Cl- + H2O Tæì caïc phaín æïng trãn ta nháûn tháúy ràòng, trong dung dëch xuït taûo thaình coï caí NaCl. Do váûy, cáön phaíi loüc vaì taïch muäúi naìy ra vaì âæa vãö bãø häöi læu. B. Phæång phaïp catäút loíng thuyí ngán: (âoüc taìi liãûu) ♣2. Cäng nghãû vaì thiãút bë trong saín xuáút xuït clor: QUI TRÇNH SAÍN XUÁÚT CUÍA NHAÌ MAÌY ÂIÃÛN PHÁN KHO MUÄÚI NGUÄÖN NÆÅÏC BÃØ DÁÖU NGUÄÖN ÂIÃÛN ↓ ↓ ↓ ↓ HOAÌ TAN ÂAÌI NÆÅÏC LOÌ HÅI BIÃÚN AÏP ↓ ↓ ↓ ↓ Na2CO3 XÆÍ LÊ XÆÍ LÊ NÆÅÏC PALÀN HÅI CHÈNH LÆU ↓ LÀÕNG LOÜC ÂIÃÛN PHÁN ↓ LAÌM LAÛNH BÃØ CHÆÏA → CÄ ÂÀÛC TRUNG HOAÌ LAÌM LAÛNH ↓ ↓ ↓ ↓ SÁÚY T.HÄÖI NaCl ←XYCLON TAÏCH GIA NHIÃÛT SÁÚY ↓ ↓ CAO VË TÄØNG HÅÜP HCl LÀÕNG TAÏCH XUÏT ↓ KHO CHUÏA I. Cáúu taûo thuìng âiãûn phán: Sæí duûng thuìng Hooke (Hiình 7.2.) 1/ Caïc chè tiãu khäúng chãú kè thuáût: a/ Qui caïch nguyãn váût liãûu: * Tå amiang: - Loaûi 3 såüi daìi 10-30mm
50 - Loaûi 4 såüi daìi 5-20mm - Khäúi læåüng riãng 2.4-2.6g/cm3 - Nhiãût âäü noïng chaíy 1500oC - Âäü bãön nhiãût: trong thåìi gian daìi laì 550oC; trong thåìi gian ngàõn 700oC - Bãön kiãöm cao, bãön axit tháúp * Nhæûa âæåìng: - Loaûi 3 bçnh thæåìng, åí thãø loíng, noïng chaíy åí 80-90oC - Loaûi 4 bçnh thæåìng åí thãø ràõn, noïng chaíy åí 80-90oC - Loaûi 5 bçnh thæåìng åí thãø ràõn, noïng chaíy åí 90-100oC * Chç: Duìng loaûi chç coï haìm læåüng > 91.95%. Khäng âæåüc sæí duûng chç coï haìm læåüng Cu vaì Sb cao. * Graphit: - Kêch thæåïc 38×180×760mm - Âiãûn tråí riãng < 95 Ω.mm2/m - Giåïi haûn chaíy khi neïn > 210kg/cm2 - Âäü tro < 0.5 - Âäü àn moìn anäút khi thê nghiãûm trong dung dëch 5g/l HCl < 95 mm/cm2.h b/ Dæång cæûc: - Chán than baín phaíi ngám trong dáöu âáy hay parafin mäüt âäü cao kãø tæì âaïy lãn khäng quaï 100mm, cæû li hai táúm than baín phaíi caïch âãöu nhau 20-50mm. - Nhiãût âäü chç âaût âãún 425-450oC måïi âäø vaìo khuän. Khi âäø chç phaíi traïnh âoïng, måí van nhiãöu láön laìm chç taûo thaình nhiãöu låïp phán taïn (laìm tàng âiãûn tråí cuía chç). - Caït, thaûch anh duìng phäúi liãûu våïi hàõc ên sáúy tháût khä måïi âæåüc duìng. Qui caïch cuía caït vaì thaûch anh phaíi loüt qua saìng 60-100 läù/1cm2. - Táúm âäöng dáùn âiãûn phaíi âæåüc maû thiãút åí âáöu näúi. c/ Maìng caïch: - Träün dung dëch væîa amiang gäöm: Tå amiang : 18-22kg/maìng caïch NaOH : 110-120g/l NaCl > 180g/l 2+ 3+ Fe , Fe < 0.004g/l Âäü dênh cuía væîa phaíi âaût 11-13 giáy/ 500ml væîa khi cho qua phãøu φ7mm. - Huït maìng caïch: + Khäúng chãú sæïc huït 10-20mmHg/phuït + Thåìi gian huït maìng caïch mäùi láön 30 phuït + Âäü chán khäng huït láön 1: 500-500mmHg + Âäü chán khäng huït láön 2: 610mmHg + Thåìi gian huït khä êt nháút laì tæì 2-4 h.
51 2/ Trçnh tæû thao taïc: a/ Viãûc gia cäng giæî gçn than baín: Than baín phaíi âæåüc baìo saûch låïp bãn ngoaìi âaím baío kêch thæåïc 38×180×760mm. Mäùi táúm than baín phaíi khoang hai läù nhoí φ12 hay φ14 coï âäü xiãn 5o caïch âaïy 20mm, vaì khi làõp vaìo âeï dæång cæûc phaíi âæåüc cæa boí âi mäüt miãúng daìy 10-15mm, cao 40-50mm åí mäùi bãn âáúy. Phaíi giæî cho than baín khäng âæåüc ngáúm næåïc khi mang, vaïc, váûn chuyãøn, traïnh va chaûm maûnh laìm næït than baín bãn trong. b/ Chãú taûo dæång cæûc: - Âem táúm Cu âaî maû Sn âàût vaìo khuän âäø chç, âem caïc táúm than baín âaî xæí lê càõm vaìo khe cuía giaï khuän dæång cæûc, âàût âuïng vë trê, cán âäúi, ngay ngàõn, cuû li caïch âãöu nhau (50±2mm) duìng bulon vaì miãúng sàõt bàõt chàût laûi. - Duìng âáút seït hay amiang dáöm vaìo xuáút kháu táúm Cu âãø chç khoi thaïo ra theo âæåìng naìy. - Cho caïc thoíi chç khä raïo vaìo thuìng náúu chç vaì âun noïng tåïi nhiãût âäü noïng chaíy 425-450oC, måí van cho chç chaíy vaìo khuän, traìn vaìo caïc raînh con. - Âãø chç nguäüi âãún nhiãût âäü 120oC, chç seî âäng âàûc laûi. Duìng palàng keïo khuän dæång cæûc lãn âem làõp vaìo âãú xi màng. Træåïc khi âàût âæång cæûc vaìo, âãú xi màng phaíi âæåüc queït mäüt låïp hàõc ên coï âäü noïng chaíy cao pha våïi dáöu mazut theo tè lãû 1/6. Chuï yï: Nhiãût âäü noïng chaíy cuía chç khäng âæåüc væåüt quaï 450oC vç chç seî co laûi khi nguäüi, ngæåüc laûi nhiãût âäü cuîng khäng âæåüc nhoí quaï 425oC vç chç choïng âäng taûo nhiãöu låïp. c/ Chãú taûo maìng caïch: - Cho 18-22 kg tå amiang loaûi 3 vaì 4 theo tè lãû 3/4 vaìo dung dëch chæïa 110-120g/l NaOH, 180-190g/l NaCl chæïa trong thuìng pha chãú væîa amiang. Duìng khê neïn khuáúy träün cho häùn håüp âæåüc âãöu, ngám khoaíng 8-24h. Sau âoï âem kiãøm tra væîa âaî håüp caïch chæa. - Duìng palàng keïo hoìm amm cæûc ngám trong dung dëch HCl 1-3%, duìng baìn chaíi âaïnh saûch gè, sau âoï ræía saûch hoìm ám cæûc. Âæa hoìm ám cæûc vaìo væîa amiang, ngám cho hãút hoìm ám cæûc. Càõm äúng chán khäng vaìo, huït chán khäng åí aïp suáút 10-20mmHg/phuït. Trong khi huït maìng caïch, thènh thoaíng duìng gáûy chæî T keo lãn, keïo xuäúng nhiãöu láön xung quanh hoìm ám cæûc âãø cho tå amiang làõng xuäúng âaïy. Thåìi gian huït âåüt 1 laì 30 phuït, âäü chán khäng âaût tåïi 500-550mmHg, keïo hoìm ám cæûc lãn kiãøm tra coï âaût khäng vaì haût xuäúng huït láön hai, duy trç âäü chán khäng 610mmHg trong 30 phuït. Keïo hoìm ám cæûc lãn khi âoï âäü chán khäng khäng âäøi laì täút. Coìn nãúu âäü chán khäng giaím thç coï tiãúng xç xç, luïc naìy phaíi kiãøm tra vç coï läù håí (láúy amiang bët laûi) âãø âæa vãö aïp suáút 610mmHg. - Sau âoï láût ngæåüc hoìm ám cæûc lãn, xoa nhàôn vaì âãø khä raïo. Nãúu huït xong cáön làõp ngay thç phaíi cáön huït khä trong 3h, sáúy. Khäng âæåüc duìng maìng caïch coï äú vaìng làõp vaìo thuìng âiãûn giaíi (do âãø quaï láu, gáy muûc maìng) Chuï yï: cháút væîa amiang phaíi håüp caïch, thåìi gian ngám phaíi âaím baío 8-24h. Täúc âäü huït chán khäng phaíi duy trç 10-20mmHg/phuït trong âåüt mäüt.
52 d/ Làõp thuìng âiãûn giaíi: - Duìng palàng âæa hoìm ám cæûc làõp tæì tæì lãn âãú dæång cæûc, chuï traïnh laìm raïch maìng caïch, phaíi chuï yï cæû li cæûc dæång, cæûc ám. Nãúu saït nhau quaï phaíi chãm bàòng miãúng thuyí tinh. - luäön äúng cao su qua läù phun næåïc muäúi âãún gáön saït âaïy thuìng, måí van cho næåïc muäúi chaíy vaìo thuìng âiãûn giaíi, ruït boí oïng cao su ra thay vaìo voìi phun thuyí tinh vaì tiãúp tuûc cho næåïc muäúi vaìo. - Bàõt chàût caïc táúm Cu vaìo chæî Z näúi liãön caïc thuìng âiãûn giaíi våïi nhau. - Khi næåïc muäúi lãn âãún âäü cao 150-160mm so våïi màût táúm hoìm ám cæûc (xem åí äúng thuyí tinh), làõp äúng cao su coi aïp kãú clor, äúng láúy máùu clor, äúng phoïng khäng hydro. 3/ Sæû cäú, nguyãn nhán vaì caïch xæí lê: Sæû cäú Nguyãn nhán Xæí lê Phêa træåïc hay sau than Than baín khäng thàóng hay khi Coï thãø cæa båït chäù va chaûm baín chaûm maìng caïch âäø chç âãø cæû li khäng chênh xaïc hoàûc cheìn caïc miãúng thuyí hoàûc nhiãût âäü chç quaï cao nãn tinh moíng khi nguäüi chç co laûi Âäü chán khäng khäng Hoìm ám cæûc thuíng Kiãøm tra laûi chäø thuíng cao Âäü chán khäng åí båm Âæåìng äúng huït chán khäng Kiãøm tra haìn laûi chäø thuíng cao. Âäü chán khäng åí thuíng hoìm ám cæûc tháúp Maìng caïch huït khäng Væîa amiang ngám hay pha Kiãøm tra laûi væîa, yãu cáöu xæí chàût, bë bong khäng håüp caïch lê håüp caïch, huït laûi maìng caïch Læu læåüng quaï låïn, Thåìi gian naûp âiãûn quaï láu, Kãút håüp caïc chè tiãu khaïc näöng âäü quaï tháúp maìng caïch ngám nhiãöu nãn bë nhæ näöng âäü hydro trong tåi, maìng caïch bë raïch hay thuíng clor maì quyãút âënh cho duy do så yï trong thao taïc làõp thuìng trç saín xuáút hay thay thuìng hay raïch maìng khi cho næåïc måïi muäúi vaìo Näöng âäü dëch âiãûn giaíi Såüi amiang quaï låïn, maìng caïch Cho tè lãû amiang thêch håüp, thuìng måïi naûp âiãûn cao huït daìy, gáûy chæî T heûp quaï laìm laìm gáûy chæî T to baín hån. maìng caïch huït daìy. II. Cæång vë thuìng âiãûn phán: 1/ Nhiãûm vuû: - Giaïm saït thu nháûn næåïc muäúi håüp caïch vaìo thuìng cao vë, gia nhiãût næåïc muäúi vaì cáúp vaìo thuìng âiãûn giaíi.
53 - Theo doíi caïc thuìng âiãûn phán laìm viãûc, duy trç caïc thäng äú kè thuáût, haûn chãú caïc phaín æïng phuû vaì hiãûn tæåüng máút âiãûn åí thuìng âiãûn giaíi nhàòm náng cao hiãûu suáút doìng, cháút læåüng saín pháøm vaì baío âaím an toaìn cho saín xuáút. 2/ Nhæîng chè tiãu kinh tãú, ké thuáût: * Næåïc muäúi vaìo âiãûn giaíi: NaCl : 310g/l ≤ 10mg/l 2+ 2+ Ca , Mg NaOH dæ : 0.07-0.1 g/l Na2CO3 dæ : 0.25-0.5 g/l ≤ 1mg/l 2+ 3+ Fe , Fe 2- SO4 < 0.5g/l * Dëch âiãûn giaíi: NaOH : 120-135g/l (caï biãût 160g/l) Na2CO3 < 0.3g/l - ClO3 < 0.07g/l * Khê thãø: - Thuáön khê clor: Clor åí âæåìng äúng chung 96% Clor åí tæìng thuìng 95% H2/Cl2 åí âæåìng äúng chung 0.4% H2/Cl2 åí tæìng thuìng 1.2% ÅÍ thuìng caï biãût nãúu H2/Cl2 lãn âãún 1.26 phaíi theo doîi thæåìng xuyãn vaì váùn duy trç saín xuáút. Nãúu tè lãû H2/Cl2 lãn tåïi 1.8% thç phaíi cho phoïng khäng taûi phoìng, náng cao mæûc næåïc muäúi vaì tiãúp tuûc theo doíi. Nãúu xæí lê räöi maì haìm læåüng H2 váùn tàng thç phaíi càõt thuìng. Khäng cho pheïp H2/Cl2 lãn tåïi 2%. - Thuáön khê hydro 98% PCl2 åí âæåìng äúng chung -40 ÷ -10 mmH2O - AÏp suáút khê thãø: PH2 åí âæåìng äúng chung 0 ÷ 10 mmH2O * Mæûc næåïc muäúi: 120-220mm kãø tæì hoìm ám cæûc 3/ Trçnh tæû thao taïc: (Hçnh 7.3.) a/ Chuáøn bë træåïc khi thäng âiãûn: - Kiãøm tra caïc thuìng âiãûn giaíi, laìm saûch, laìm kên chæa, kiãøm tra mæïc dëch åí thuìng cao vë. - Làõp duûng cuû âo, nhiãût kãú, vän kãú, voìi phun næåïc muäúi, ... - Kiãøm tra caïc âæåìng äúng dáùn khê, khê thãø, dëch theí, caïc âæåìng äúng näöi tæìng thuìng våïi äúng näúi chung. - Kiãøm tra cäng taïc caïch âiãûn - Baïo caïo cho caïc cäng âoaûn sáúy khä clor, hydro biãút âãø chuáøn bë vaì chaûy træåïc âoï 4h. Baïo cho traûm cung chap nitå biãút âãø cung chap nitå âuïng qui caïch.
54 - Cuäúi cuìng baïo cho traûm chènh læu chuáøn bë âoïng âiãûn. b/ Thäng âiãûn haìng loaût: - Cho næåïc muäúi âaî gia nhiãût vaìo thuìng âiãûn giaíi theo mæïc qui âënh, náng cäø ngäøng lãn âãø duy trç mæïc dëch trong thuìng. - Cho næåïc vaìo caïc cäüt thuyt phong hydro, clor. - Måí nhoí van phoïng khäng hydro, måí van clor sang cäng âoaûn xæí lê clor. - Måí van nitå, cho nitå vaìo âæåìng äúng duy trç aïp suáút P = 30-40mmH2O, âoïng van phoïng khäng âãø giæî nitå trong âæåìng äúng. - Xong caïc kháu trãn, phaíi thäng âiãûn ngay, vç âãø láu hoíng maìng caïch. - Khi khê hydro trãn âæåìng äúng chung lãn tåïi 30-40mmH2O bàõt âáöu måí van phoïng khäng hydro hydro, duy trç aïp suáút trãn âæåìng äúng 0-10mmH2O. - Saín xuáút äøn âënhcho làõp hoa sen vaìo cäø ngäøng tæìng thuìng vaì âiãöu chènh laûi mæïc dëch cho thêch håüp. c/ Ngæìng hoaût âäüng haìng loaût: - Ngæng huït hydro, cho phoïng khäng hydro træåïc khi ngæìng âiãûn 10-15 phuït vaì duy trç aïp suáút hydro trãn âæåìng äúng 5-10mmH2O, sau âoï ngæng âiãûn. - Náng cäø ngäùng lãn, thaïo boí hoa sen, bët kên cäø ngäùng. - Huït hãút khê clor trong âæåìng äúng vaì thuìng âiãûn giaíi - Laìm vãû sinh. 4/ Sæû cäú, nguyãn nhán vaì caïch xæí lê: Sæû cäú Nguyãn nhán Xæí lê 1. Âiãûn thãú thuìng âiãûn + nhiãût âäü trong thuìng tháúp do næåïc + gia nhiãût næåïc muäúi. giaíi cao muäúi khäng âæåüc gia nhiãût âuí + Xiãút chàût chäù tiãúp + tiãúp âiãûn cuía táúm Cu khäng täútxuïc 2. Âiãûn thãú thuìng caï + âãú dæång cæûc chãú taûo khäng täút, chäù + gia cäng laûi chäù tiãúp biãût cao tiãúp xuïc giæîa chç, táúm âäöng vaì than xuïc baín khäng täút + thay dæång cæûc, tuyãût + chäù táúm Cu tiãúp xuïc khäng täút âäúi khäng âæåüc tàng + Than baín bë moìn (doìng tuût) doìng âäüt ngäüt + maìng caïch giaì, tråí læûc låïn + náng mæûc næåïc muäúi, haû cäø ngäùng, khäng âæåüc thç thay maìng 3. Âiãûn thãú thuìng tháúp Ampekãú khäng chênh xaïc Kiãøm tra sæía laûi 4. Âiãûn thãú thuìng caï Làõp thuìng khäng chênh xaïc gáy âoaín Thaïo thuìng âiãöu chènh biãût tháúp maûch laûi cæû li. 3+ 5. Hydro trong clor åí + haìm læåüng % Fe trong næåïc muäúi + thay næåïc muäúi håüp caïc thäng säú âãöu cao låïn caïch + aïp suáút hidro giao âäüng låïn + âiãöu chènh laûi aïp suáút
55 6. Thuìng coï tè lãû + maìng caïch moíng, hydro khuyãúch taïn Phoïng khäng hydro, H2/Cl2 cao sang náng cao mæûc næåïc + maìng thuíng khi làõp muäúi, nãúu khäng âæåüc + maìng giaì tråí luûc låïn, hydro khuyãúch thay maìng taïn sang 7. Nhiãût âäü táúm âäöng Táúm âäöng tiãúp xuïc khäng täút Xiãút chàût chäù tiãúp xuïc cao 8. PH2 > 15mmH2O + äúng nhaïnh hydro bë tàõt + thay äúng nhaïnh + bäü pháûn xæí lê hydro coï sæû cäú + kiãøm tra bäü pháûn xæí lê, nãúu thåìi gian ngàõn khäng xæí lê âæåüc, phaíi phoïng khäng hydro 9. PCl2 > 15mmH2O + bäü pháûn xæí lê clor coï sæû cäú kiãøm tra vaì baïo cho bäü + nãúu PCl2 giao âäüng laì do äöng thaíi pháûn sáúy clor xæí lê næåïc bë tàõt, hay maïy laûnh bë tàõt 10. PCl2 trong thuìng caï + tàõc äúng nhaïnh clor + Khäúng chãú PCl2 åí biãût cao + trong äúng chung bë âoüng næåïc âæåìng äúng chung ám, + U cao, nhiãût âäü thuìng cao, trong clor âeo màût naû phoìng âäüc coï håi næåïc khäng thoaït ra âæåüc vaì thäng äúng nhaïnh. + thaíi næåïc âoüng + kiãøm tra âiãûn thãú. 11. Hiãûu suáút doìng + phaín æïng phuû xaíy ra nhiãöu haûn chãú phaín æïng phuû: tháúp + clor hoaì tan nhiãöu vç nhiãût âäü tháúp gia nhiãût næåïc muäúi, + næåïc muäúi chæa baío hoaì náng cao cháút læåüng + maìng caïch thuìng âiãûn giaíi giaì næåïc muäúi, âiãöu chènh + mæûc næåïc muäúi khäúng chãú chæa mæûc næåïc muäúi thêch thêch håüp hoàûc dao âäüng låïn håüp. 12. Chãnh lãûch âiãûn + sæû caïch âiãûn khäng täút hoàûc bë kãút + duìng næåïc ræía räöi lau thãú giæîa caïc thuìng quaï tinh muäúi khä låïn + miãûng äúng phun næåïc muäúi bë kãút + thay voìi phun måïi, tinh hay hoíng xæí lê khäng hiãûu quaí thç kiãøm tra chènh læu 13. Âæåìng äúng dáùn + nhiãût âäü næåïc muäúi giaím tháúp, trong + thäng âæåìng äöng dáùn næåïc muäúi coï nhiãöu ion SO42- kãút tinh næåïc muäúi bë tàõt, + âoïng van åí thuìng cao thuíng + do bë àn moìn vë, thay äöng dáùn 14. Chaïy äúng dáùn huït + âiãûn caím æïng do sáúm seït + duy trç aïp dæång khê hydro + xuït chaíy xuäúng âáút gáy tiãúp âáút khäng cho ngoün læía chaïy trong âæåìng äúng
56 ♣3. Saín xuáút khê hydroclorua vaì axit clohydric: I. Âiãöu chãú khê hydroclorua: Khê hydroclorua âæåüc âiãöu chãú theo phaín sau: H2 + Cl2 = 2HCl + Q Trong cäng nghiãûp phaín æïng âæåüc thæûc hiãûn åí loì täøng håüp åí nhiãût âäü to = 2000- 2400oC, aïp suáút P = 1.7 atm. Khi phaín æïng åí nhiãût âäü cao nhæ thãú naìy seî taûo ngoün læía maìu saïng tràõng. Theo phaín æïng åí trãn thç tè lãû H2 : Cl2 laì 1 : 1, nhæng thæûc tãú khoï âiãöu chènh. Do âoï, thäng thæåìng ngæåìi ta thæûc hiãûn phaín æïng täøng håüp theo chãú âäü thæìa hydro khoaíng 3-10% (laìm cho khê cloí âæa vaìo loì phaín æïng hãút, traïnh gáy àn moìn thiãút bë). Coï hai loaûi loì täøng håüp, tuyì thuäüc vaìo caïch laìm laûnh: laìm laûnh bàòng khäng khê vaì laìm laûnh bàòng næåïc. Loaûi laìm laûnh bàòng næåïc coï nàng suáút cao hån, nhæng coï cáúu taûo phæïc taûp. Coìn loaûi laìm laûnh bàòng khäng khê coï cáúu taûo âån giaín hån. Loaûi naìy âæåüc mä taí åí (Hçnh 7-4.) Loì thæåìng bàòng theïp khäng gè hoàûc bàòng theïp cacbon, gäöm hai hçnh noïn cuût taûo thaình. Hçnh daûng gáön giäúng våïi ngoün læía âãø âaím baío nhiãût âäü cuía loì âæåüc âãöu. Nhiãût âäü thaình loì khoaíng 450-500oC. II. Âiãöu chãú axit clohydric: Axit clohydric âæåüc âiãöu chãú bàòng caïch duìng næåïc háúp thuû khê hydroclorua. Quaï trçnh háúp thuû toaí nhiãût laìm cho axit säi, aính hæåíng khäng täút âãún quaï trçnh háúp thuû. Vç váûy, cáön phaíi láúy nhiãût cuía quaï trçnh naìy. Tuyì theo caïch láúy nhiãût maì quaï trçnh âiãöu chãú axit HCl chia laìm hai loaûi: - Háúp thuû âàóng nhiãût, trong âoï nhiãût láúy âi bàòng caïch truyãön nhiãût qua thaình háúp thuû. Phæång thæïc naìy âoìi hoíi thaïp phaíi dáùn nhiãût, gáy àn moìn maûnh. - Háúp thuû âoaûn nhiãût, trong âoï nhiãût cuía thaïp háúp thuû âæåüc láúy âi bàòng caïch laìm bay håi mäüt pháön næåïc. Thaïp háúp thuû kiãøu naìy bàòng váût liãûu phi kim loaûi. Axit täøng håüp âæåüc coï näöng âäü khoaíng 31-31.5%