Термотехнологические процессы 35

Сжигание хлора

Сжигание хлора в струе водорода осуществляется в печах для получения прямым синтезом концентрированного хлористого водорода в производстве чистой соляной кислоты. Реакция описывается уравнением: 0.5H2 + 0.5Cl2 = HCl

Подачу реагентов в печь осуществляют через горелку, состоящую из двух концентрически расположенных кварцевых трубок. По внутренней подается хлор, по наружной - водород. Верхний конец хлорной трубки устанавливается несколько ниже верхнего конца водородной трубки, что обеспечивает полное сжигание хлора в струе водорода и исключает возможность образования взрывоопасной смеси в печи.

Теоретическая температура пламени хлористого водорода 2240 ˚С. Однако избыток водорода и примесь других газов снижают эту температуру до 1000 - 1200 ˚С.

Взрывоопасные смеси в газах образуются только при определенных соотношениях компонентов. Области взрывных смесей в системе H2 - Cl2 - HCl показаны на рис. 1 [21].

Спокойное невзрывное горение хлора в струе водорода обеспечивается при 3 - 5% избытке водорода от стехиометрического.

Необходимость работы с избытком водорода обусловливается увеличением степени использования хлора, его равновесного выхода, а также тем, что образующийся на стенках печи хлорид железа FeCl2 может окисляться в FeCl3 в присутствии хлора и кислорода. Пленка FeCl3 более пориста, чем пленка FeCl2, и поэтому имеет меньшее сопротивление для диффузии хлора, что важно для предохранения стенок печи от коррозии.

Синтез хлористого водорода осуществляют в стальных конусных печах с воздушным охлаждением.



Рис. 1: области взрывных смесей в системе H2 - Cl2 - HCl [в %(об.)]

Рис. 1: области взрывных смесей в системе H2 - Cl2 - HCl [в %(об.)]