Промышленный способ получения хлорного железа - абсорбция абгазного хлора водным раствором хлористого железа.
Взаимодействие абгазного хлора с раствором хлористого железа осуществляется в абсорбционных колоннах насадочного типа по реакции:
Хлористое железо в виде водного раствора получается в результате реакции восстановления хлорного железа стальной стружкой. Процесс восстановления хлорного железа протекает по реакции:
Кроме основной реакции, в реакторе идет реакция взаимодействия стальной стружки с соляной кислотой, содержащейся в растворе хлористого железа:
Реакция восстановления протекает в реакторе, в нижнюю часть которого непрерывно подается водный раствор хлорного железа, а сверху периодически загружается металлическая стружка. Периодичность загрузки стружки определяется по температуре в реакторе. При снижении температуры до 80°С в реактор догружается стружка железа малыми объемами до начала увеличения температуры. Концентрация хлористого железа в водном растворе поддерживается путем добавления воды в реакционную массу после реактора.
Технологическая схема производства приведена на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1 - Принципиальная схема получения хлорного железа
Описание технологического процесса приведено в таблице 7.2, перечень основного оборудования производства приведен в таблице 7.3.
Таблица 7.2 - Описание технологического процесса производства хлорного железа
Входной поток | Подпроцесс | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Эмиссии |
Хлор абгазный. | Абсорбция абгазного хлора | Абгазы. | Абсорбционные колонны насадочного типа, емкостное оборудование | Хлорное железо, хлор, гидроксид натрия |
Хлорное железо. | Восстановление хлорного железа | Хлористое железо. | Восстановитель, холодильники, емкостное оборудование | - |
Таблица 7.3 - Перечень основного оборудования производства хлорного железа
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Существенные характеристики технологического оборудования |
Абсорбционные колонны | Абсорбция абгазного хлора | Вместимость 16,1 м, диаметр 1000 мм, высота 22300 мм, насадка - нестандартные кольца Рашига, среда - водный раствор хлористого, хлорного железа |
Буфер абгазного хлора | Прием абгазного хлора | Вертикальный аппарат, вместимость 10 м, диаметр 2000 мм, высота 4430 мм, давление 1,6 МПа, среда - хлор |
Холодильники | Охлаждение раствора хлористого железа | Вертикальный кожухотрубный теплообменник, площадь поверхности теплообмена 42 м |
Восстановитель | Восстановление хлорного железа | Вертикальный аппарат, вместимость 12 м, диаметр 2200 мм, высота 6000 мм, давление - атмосферное, среда - водный раствор хлорного, хлористого железа |