Способ получения активного карбоната натрия

 

Изобретение относится к способу получения активного карбоната натрия, предназначенного для очистки отходящих газов от диоксида серы. Целью изобретения является снижение себестоимости целевого продукта при обеспечении высокой степени очистки газа и утилизации карбоната натрия . Способ включает дегидратацию твердого декагидрэта карбоната натрия при температуре ниже 32°С до получения безводного или моногидрата карбоната натрия, или дегидратацию сначала осуществляют при температуре ниже 32°С до получения пентагидрата карбоната натрия и затем при 33-150°С до получения безводного или моногидрата карбоната натрия. Способ также предусматривает проведение дегидратации в псевдоожиженном слое в потоке газа с влажностью менее 3.2 об.%. Способ позволяет снизить себестоимость конечного продукта за счет использования в качестве исходного материала природного декагидрата карбоната натрия, а также за счет более низкой температуры дегидратации. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

О

Ф

0О

Ф (л) (21) 4356544/26 (22) 14,10.88 (31) PV 984-88 (32) 17.02.88 . (33) CS (46) 15.03,92, Бюл. N. 10 (71) Ческословенска Академие ВЕД (CS) (72) Карел Моцек, Эмерих Ардес, Эрих Липперт, Дарио Беруто, Ян Чермак, Вацлав Весели, Мирослав Хартман и Йиржи Вальд(СЗ) (53) 661.921(088.8) (56) Патент США N. 4105744, кл, В 01 J 8/00, 1973. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО

КАРБОНАТА НАТРИЯ (57) Изобретение относится к способу получения активного карбоната натрия. предназначенного для очистки отходящих газов от диоксида серы. Целью изобретения явля-.

Изобретение относится к способу получения активного карбоната натрия, предназначенного для очистки отходящих газов от диоксида серы., Цель изобретения — снижение себестоимости целевого продукта при обеспечении высской степени очистки газа и утилизации карбоната натрия.

Il р и м е р 1. Декагидрат карбоната натрия с размером частиц 0,25-0,33 мм дегидратировали в вакууме при давлении менее

2 Ila в течение 1 ч при температуре 24 С. В результате получали полугидрат NazC0a .1/2

Н20, который помещали в реактор, где его обрабатывали при 150 С газовой смесью следующего состава: 0,2 об.;(, диоксида серы, 2 об. водяных паров, остальное азот.

„„5U„„1720484 АЗ (si)s C 01 О 7/35, В 01 J 8/00 ется снижение себестоимости целевого продукта при обеспечении высокой степени очистки газа и утилизации карбоната натрия. Способ включает дегидратацию твердого декагидрата карбоната натрия при температуре ниже 32 С до получения безводного или моногидрата карбоната натрия, или дегидратацию сначала осуществляют при температуре ниже 32 С до получения пентагидрата карбоната натрия и затем при

33-150 С до получения безводного или моногидрата карбоната натрия. Способ также предусматривает проведение дегидратации в псевдоожиженном слое в потоке газа с влажностью менее 3,2 об. . Способ позволяет снизить себестоимость конечного продукта за счет использования в качестве 3 исходного материала природного декагидрата карбоната натрия, а также за счет более низкой температуры дегидратации.

При скорости потока газа 100 мл/мин и при стехиометрическом соотношении между общим количеством диоксида серы и карбонатом натрия средняя степень очистки газа была выше 98, а степень конверсии твердого материала в конечном счете превышала 99) ).

Пример 2. Декагидрат карбоната натрия с размером частиц 0,25-0,33 мм подвергали дегидратации, Процесс проводили в тонком слое при 24 С в течение примерно 24 ч. После окончания опыта с помощью химического анализа было установлено, что полученный продукт имел состав йй2СОэ 1,2 НгО, Полученный моногидрат поместили в реактор, где он контактировал при 152 С с газовой смесью следующего состава: 0,2 об.

1720484

Пример 4.17 г декагидрвта натрия с размером частиц 0,25-0,33 мм дегидратировали в псевдоожиженном слое при 20 С.

Скорость потока воздуха с начальной влажностью 0,32 об.)I составляла 0,18 с м /ч.

Линейная скорость воздуха в свободном сечении равнялась 0,44 м/с. Спустя 30 мин сушки в псевдоожиженном состоянии получали продукт состава йа СОз. 5Н О. Этот

Количества вещества йатСОз, которое прореагировало

Поданное количество вещества йагСОз

Степень очистки газа Е () определена соотношением

Количество вещества $0, которое было задержано

Общее поданное количество вещества $0

Нормализованное стехиометрическое отно- шение НСО выражается соотношением

Поданное количество вещества йа2СОз Е

Поданное количество вещества SORY Х диоксида серы, 2 об, водяных паров, азот остальное. После пропускания газовой смеси со скоростью 100 мл/мин в течение 32 мин, что соответствовало стехиометрическому соотношению между общим количеством пропущенного диоксида серы и карбонатом натрия, средняя степень очистки газа от диоксида серы была выше 94, причем в конечном счете степень конверсии твердого материала составляла до 96 .

Пример 3. Декагидрат карбоната натрия с размером частиц 0,25-0,33 мм дегидратировали в псевдоожиженном слое, создаваемом с помощью воздуха, содержащего 2 об. влаги, при 30 С. Линейная скорость воздуха в свободном сечении реактора составляла 0,44 м/с. После проведения процесса в.течение 1 ч получали дегидрат йагСОз 2НгО. Через 2 ч сушки процесс заканчивали и проводили анализ твердой фазы, Конечным продуктом дегидратации был моногидрат йагСОз Hz0. Полученный моногидрат помещали в реактор, где он контактировал при 151 С с газовой смесью следующего состава: 0,077 об. ь диоксида серы, 2 об, водяных паров, азот остальное. При общей скорости потока газа

50 мл/мин и стехиометрическом соотношении между количествами пропущенногодиоксида серы и карбоната натрия средняя степень очистки газа отдиоксида серы была выше 92, причем степень конверсии твердого материала в конечном счете превышала 93,, продукт подвергали последующей сушке в реакторе с неподвижным слоем в потоке азота, температура которого в течение 15 мин повышалась до 130 С. Средняя скоро5 сть нагрева составляла 7 С/мин. В качестве конечного продукта получали безводный карбонат натрия. Равновесное давление водных паров над твердым моногидратом карбоната натрия эквивалентно атмосфер10 ному давлению при 110 С, Пример 5. 17 r декагидрата карбоната натрия с размером частиц 0,25-0,33 мм дегидратировали в псевдоожиженном слое при 30 С, Скорость потока воздуха с началь15 ной влажностью 2 об.7ь равнялась 0,26 м/с.

После сушки в псевдоожиженном слоев в течение 60 мин получали продукт состава

NazCG3 .4Н20. После этого температуру гаэа, используемого для создания псевдоожи20 женного слоя, повышали до 40 С и сушку . продолжали в течение еще 30 мин, в результате чего получали моногидрат карбоната натрия (йа2СОз 1 Н20).

Пример 6. Продукт, полученный в

25 результате сушки по примеру 4, помещали в реактор, где он при 151 С контактировал с газовой смесью следующего состава:

870 м.д,(0,087 об. ) диоксида серы, 2 об. водяных паров, азот остальное. При общей

30 скорости потока газа 50 мл/мин и стехиометрическом соотношением между количествами пропущенного диоксида серы и карбоната натрия средняя степень очистки газа от диоксида серы была выше 92, при35 чем степень конверсии твердого материала в конечном счете превышала 94,7ф,.

Процесс удаления диоксида серы при помощи активного углекислого натрия протекает согласно химической реакции:

40 йагСОз(т) + $0г(г) - йаг$0з(т) + СОг(г)

Степень использования йагСОз - х ($) определена соотношением:

1720484

Формула изобретения

Составитель М.Наумова

Редактор M,Håäîëóæåíêî Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О,Кундрик

Заказ 778 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Из приведенных соотношений вытекает, что для достижения высокой степени использования твердого вещества (более

95ф), необходпмо работать с величинами

НСО меньшими, чем 1(как правило в диапазоне 0,5-0,8). При значениях НСО более высоких (в диапазоне 1,0-1,25) достигается также высокая степень очистки газа (также около 95 ). Высокой степени использования твердого вещества (степень превращения) можно достичь-при избытке SOz no отношению к стехиометрии реакции (значение HCO меньше 1), что можно реализовать более высокой концентрацией SOz в газе или более высоким объемом газа при данной концентрации. Общий объем газа в приведенных примерах находился в диапазоне

3-6 л/ч. Время контакта газа с тверрой фазой находилось в пределах 10 -10 с.

Важным свойством активного карбоната натрия, приготовленного согласно изобретению, является то, что при значениях

НСО около 1 (0,95-1,4) можно достигнуть как высокой степени очистки газа, так и высокой степени использования карбоната натрия, как можно видеть на примерах 1,2,3 и 6.

Кроме того. себестоимость активного карбоната натрия, полученного по изобретению ниже, чем по известному способу, эа счет использования более дешевого исходного материала.

5 Кроме того, возможность проведения процесса разложения исходного вещества в предлагаемом способе при более низких температурах также снижает энергоэатраты на производство целевого продукта.

1. Способ получения активного карбоната натрия для очистки газов от диоксида серы путем дегидратации гидратированного карбоната натрия, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости целевого продукта при обеспечении высокой степени очистки газа и утилизации карбоната натрия, в качестве гидратированного карбоната натрия используют твердый дакагидрат карбоната натрия и дегидратацию осуществляют при температуре ниже

32 С до получения безводного или моногидрата карбоната натрия или дегидратацию сначала осуществляют при температуре ниже 32 С до получения пентагидрата карбоната натрия и затем при температуре

33-150 С до получения безводного или мо30 ногидрата карбоната натрия.