г — форсунка с отражательным конусом: 1 — конус; 2 — сопло;
д — форсунка с отражателем: 1 — сопло; 2 — отражатель.
Над колосниковыми решетками устраивают специальные люки, через которые очищают решетки от мелочи, а затем удаляют и нижний слой камня для того, чтобы вызвать смещение верхних слоев камня и обновить его реакционную поверхность.
Раньше турмы сооружали из деревянной клепки и защищали от ударов камня обшивкой из досок или деревянными шашками. Сборники для кислоты облицовывали свинцом. Современные турмы выполняются из железобетона и защищаются облицовкой из кислотоупорных плиток и кирпича.
Турмы — это громадные сооружения диаметром до 3,8 м, высотой около 50 м, которые дополнительно утяжеляются известковым камнем. В связи с этим к фундаментам турм предъявляются высокие требования — необходимо тщательно следить за их состоянием, не допуская разъедания кислотой.
Производительность турмы характеризуется количеством кислоты (м3), получаемой в сутки с 1 м3 сечения. Расчетное сечение определяется по среднему диаметру турмы. Необходимый диаметр турмы находят по формуле
где:
D — диаметр башни, м;
Q — средняя производительность турмы м3/сутки;
k — количество орошающей жидкости, м3/сутки, на 1 м2/сутки сечения турмы.
Для однобашенной установки принимают съем с 1 м2 сечениятурмы 100–150 м3/сутки. Диаметр турмы должен выбираться с таким расчетом, чтобы скорость прохождения газа соответствовала необходимой продолжительности реакции. Эта величина составляет 0,25–0,5 м3 в секунду на 1 м2 сечения турмы.
Высоту насадки из известкового камня определяют исходя из крепости печного газа, допустимых потерь с непоглощенными газами и температуры орошающей воды. Все эти величины увязаны между собой через формулу, описывающую эффективность работы турмы на основе понятия высоты половинного поглощения
где:
С1 — концентрация SO2 в уходящих газах, %;
С — концентрация SO2 в печных газах, %;
Н — высота столба известняка, м;
h — высота половинного поглощения, м.
Под высотой половинного поглощения понимают высоту, на которой поглотится половина всего SO2, поступившего в башню. Высота половинного поглощения зависит от температуры.
Температура вода, °С …………………………… 5…10…12…15…18…20
Высота половинного поглощения, м …… 1,55…2,8…3,25…4,05…4,85…5,50
Считается, что для нормальной работы турмы отношения H/h не должно быть ниже 7.
При определении необходимое высоты насадки учитывается, что в процессе работы общая высота столба известняка падает, уменьшается соответственно и отношение H/h, следовательно, ухудшается эффективность работы турмы. Исходя из этого принимается запас высоты насадки и выбирается продолжительность работы турмы от загрузки до загрузки.
Башня Гиллера. В свое время башня Гиллера была единственным аппаратом, применявшимся в СССР для приготовления кислоты по известково-молочному способу. Башня строится из дерева и имеет прямоугольное сечение с размером в плане 2,0 x 2,2 м. По высоте она делится на 14 этажей.
Известковое молоко с концентрацией 1 % CaO подается на 14-й этаж и последовательно проходит все этажи, перетекая через переливные трубы. Газ подается в башню снизу, двигаясь противотоком по отношению к известковому молоку. Газ, имеющий большую скорость, как бы проталкивается через известковое молоко, в результате чего происходит бурление и интенсивное перемешивание газа и жидкости. На каждом из рабочих этажей расположены специальные перегородки, которые делят этаж на четыре секции и имеют в нижней части отверстия. Газ может проникнуть из одной секи и и в другую только через эти отверстия, которые погружены в известковое молоко, и таким образом он дополнительно перемешивается с жидкостью.
Готовая кислота собирается в сборник кислоты в нижней части башни; газ отводится с последнего этажа турбогазодувкой Основное затруднение, с которым приходится сталкиваться при работе, — частые засорения башни. Существенным недостатком башни является ее большое сопротивление (1800–2000 мм вод. ст.) движению газа.
Производительность башни 650–700 м3 кислоты в сутки.
Барботажная колонна. Производительность барботажной колонны в 6 раз больше, чем у башни Гиллера того же объема. Этот аппарат может применяться для получения кислоты со всеми видами основания, т. е. кальциевым, магниевым, натриевым и аммониевым.