Способ обезвреживания гипохлоритного раствора

 

Изобретение относится к способам переработки растворов, содержащих гипохлорит кальция. Способ обезвреживания гипохлоритного раствора включает нагревание раствора топочными газами, в качестве которых используют смесь, полученную в процессе сжигания природного газа в хлоре при соотношении хлор : природный газ : воздух, равном 1 : 2 : 3,5, которую подают противоточно или прямоточно в испаритель при 400-1200°С непосредственно в раствор, который циркулирует в системе бак - испаритель со скоростью 15-25 т/ч, и процесс обезвреживания осуществляют при 100-120°С в присутствии хлорида водорода, содержащегося в природном газе. Кроме того, концентрацию хлорида кальция на выходе из бака поддерживают в пределах 29-34 вес.%. Способ позволяет повысить производительность процесса обезвреживания за счет повышения скорости обезвреживания гипохлоритного раствора и за счет снижения образования карбоната кальция. 7 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам переработки растворов, содержащих гипохлорит кальция.

Известны способы обезвреживания гипохлоритного раствора (авт. свид. СССР N 311866, опубл. БИ 25 1971 г.; патент РФ 2073637, опуб. БИ N 5 1997 г., пат. 2080304, опуб. БИ N 15 1997 г.) путем обработки раствора восстановителями, например карбамидом, раствором лигносульфона технического, пероксосольватом карбоната натрия или пероксосольватом мочевины.

Недостатком данных способов являются большие затраты на приобретение восстановителя и низкая степень обезвреживания гипохлоритного раствора.

Известны способы обезвреживания гипохлоритного раствора (авт. свид. СССР N 311867 опубл. БИ 25 1971 г.; N 670533 опуб. БИ 24 1979 г.) путем подогрева раствора и обработку его восстановителями-катализаторами. Нагревание гипохлоритного раствора осуществляют до температуры 80-100oC в присутствии солей никеля, кобальта, железа и меди.

Недостатком данных способов является низкая степень обезвреживания гипохлоритного раствора.

Известен способ обезвреживания гипохлоритного раствора (патент РФ N 2091327, опубл. БИ N 27 1997 г.), наиболее близкий к заявленному изобретению как по признакам, так и по достигаемому результату и используемый в качестве прототипа. Способ включает разложение гипохлоритного раствора при нагревании до 90oC в присутствии катализатора - растворов тяжелых металлов, взятых в объемном соотношении 1:500-1000, а для нагревания используют отходящие топочные газы.

Недостатком данного способа обезвреживания гипохлоритного раствора является то, что в процессе обезвреживания образуется осадок карбоната кальция, который осаждается в аппаратуре и трубопроводах, снижая тем самым производительность процесса обезвреживания и производительность действующего оборудования.

Задачей изобретения является повышение производительности процесса обезвреживания за счет повышения скорости обезвреживания гипохлоритного раствора и за счет снижения образования карбоната кальция.

Поставленная задача решается тем, что в способе обезвреживания гипохлоритного раствора, включающем нагревание раствора топочными газами, новым является то, что в качестве топочных газов используют смесь, полученную в процессе сжигания природного газа в хлоре, топочные газы подают непосредственно в раствор, который циркулирует в системе бак-испаритель, и процесс обезвреживания осуществляют в присутствии хлорида водорода, содержащегося в топочных газах.

Кроме того, топочные газы подают в испаритель при температуре 400-1200oC.

Кроме того, сжигание хлора в природном газе осуществляют при соотношении хлор : природный газ : воздух, равном 1:2:3,5.

Кроме того, обработку гипохлоритного раствора топочными газами осуществляют при температуре 100-120oC.

Кроме того, концентрацию хлорида кальция на выходе из бака поддерживают в пределах 29-34 вес.%.

Кроме того, гипохлотный раствор подают в испаритель со скоростью 15-25 т/ч.

Кроме того, топочные газы подают противоточно движению раствора.

Кроме того, топочные газы подают прямоточно движению раствора.

Использование в качестве топочных газов смеси, полученной в результате сжигания природного газа в хлоре при соотношении хлор : природный газ : воздух, равном 1: 2:3,5, и температуре подачи смеси 400-1200oC, позволяет повысить скорость реакции обезвреживания за счет повышения температуры процесса обезвреживания гипохлоритного раствора до 100-120oC и тем самым повысить производительность процесса.

Проведение процесса обезвреживания гипохлоритного раствора в кислой среде в присутствии хлорида водорода при температуре 100-120oC при циркуляции раствора в системе бак-испаритель со скоростью 15-25 т/ч позволяет уменьшить процесс карбонизации раствора и тем самым снизить отложения солей в трубопроводах.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволило установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Пример осуществления способа.

В топку на сжигание природного газа подается 14500 нм3/ч воздуха, 800 нм3/ч метана (природного газа) и 400 нм3/ч анодного хлоргаза при содержании хлора 75% (остальное - воздух), поддерживая соотношение хлор : природный газ : воздух, равном 1:2:3,5. Процесс горения метана в воздухе и хлоре протекает по следующим реакциям: CH4 + 2O2 ---> CO2 + 2H2O, (1) CH4 + O2 + 2Cl2 ---> 4HCl + CO2 (2) Полученные топочные газы, содержащие, об.%: 3,3 HCl; 0,1 Cl2; 5,0 CO2, 9 H2O, 10,2 O2, 72,4 N2 в количестве 16000 нм3/ч, при температуре 400-1200oC противоточно или прямоточно поступают в испаритель. В бак испарителя подают со скоростью 20 тонн в час исходный гипохлоритный раствор состава, мас.%: 15,3 CaCl2; 3,2 CaO; 4,6 Ca(ClO)2, остальное - вода, который циркулирует в системе испаритель-бак. Гипохлоритный раствор, полученный, например, в результате обезвреживания хлорсодержащих газов известковым молоком в скрубберах, подают в бак, откуда он с помощью насоса поступает в испаритель. Разложение гипохлорита кальция происходит, главным образом, под действием нагревания растворов до температуры 100- 120oC. При этом протекает основная реакция Ca(ClO)2 ---> CaCl2 + O2. (3) Однако в присутствии катализатора протекает реакция 3CA(ClO)2 ---> 2CaCl2 + Ca(ClO3)2 (4) в кислой среде Ca(ClO)2, + 2 HCl + 3O2 ---> Ca(ClO3)2 + Cl + H2O. (5) При отсутствии паров хлорида водорода в испарителе протекает нежелательная реакция - карбонизация раствора
CaO + CO2 ---> CaCO3. (6)
Карбонат кальция образуется мелкодисперсный, из-за чего растворы плохо осветляются, осадок оседает на трубопроводах, что приводит к снижению производительности установки.

В присутствии хлорида водорода протекает реакция
CaO + 2HCl ---> CaCl2 + H2O. (7)
После обезвреживания гипохлоритного раствора получают растворы состава, мас. %: 30 CaCl2; 0,6 CaO; 2,4 CaCO3; 0,5 Ca(ClO3)2, 60,5 H2O, которые выходят из испарителя в бак, и из бака - в отходы, или их используют, например, для получения товарного хлорида кальция. В процессе обезвреживания гипохлоритного раствора выделяются газы состава, об.% 43,0 2, 6,2 O2, 47,2 H2О, 1,5 CO2, 1,9 HCl, 0,2 Cl2, которые направляют на первую систему очистки до содержания, об.%: 44,9 N2, 6,7 O2, 46,7 H2O, 1,5 CO2, 0,2 Cl2, затем на вторую стадию очистки до содержания, объем.% 47,0 N2, 7,6 O2, 43,8 H2O, 1,4 CO2, 0,2 Cl2, путем обработки газов известковым молоком. Образующийся гипохлоритный раствор вновь поступает в систему бак-испаритель, где происходит его обезвреживание.

Таким образом, предложенный способ обезвреживания гипохлоритного раствора позволяет повысить производительность процесса за счет снижения образования карбоната кальция, из-за чего растворы плохо осветляются, осадок оседает на трубопроводах за счет повышения скорости процесса обезвреживания путем повышения температуры процесса.


Формула изобретения

1. Способ обезвреживания гипохлоритного раствора, включающий нагревание раствора топочными газами, отличающийся тем, что в качестве топочных газов используют смесь, полученную в процессе сжигания природного газа в хлоре, топочные газы подают непосредственно в гипохлоритный раствор, который непрерывно циркулирует в системе бак - испаритель, и процесс обезвреживания осуществляют в присутствии хлорида водорода, содержащегося в топочном газе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что топочные газы подают в испаритель при 400 - 1200°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжигание хлора в природном газе осуществляют при соотношении хлор : природный газ : воздух, равным 1 : 2 : 3,5.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку гипохлоритного раствора топочными газами осуществляют при 100 - 120°С.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрацию хлорида кальция на выходе из бака поддерживают в пределах 29 - 34 вес.%.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что гипохлоритный раствор подают в испаритель со скоростью 15 - 25 т/ч.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что топочные газы подают противоточно движению раствора.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что топочные газы подают прямоточно движению раствора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке жидкостей УФ излучением и предназначено для контроля параметров процесса стерилизации и дезинфекции жидкостей указанным способом

Изобретение относится к обработке сточных вод и их осадков микроорганизмами и может быть использовано при биологической очистке городских и промышленных сточных вод от органических примесей и соединений азота аммонийного, а также при аэробной стабилизации осадков сточных вод

Изобретение относится к обработке сточных вод и их осадков микроорганизмами и может быть использовано при биологической очистке городских и промышленных сточных вод от органических примесей и соединений азота аммонийного, а также при аэробной стабилизации осадков сточных вод

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, в частности сточных вод гальванических производств и предприятий цветной металлургии

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, в частности сточных вод гальванических производств и предприятий цветной металлургии

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, в частности сточных вод гальванических производств и предприятий цветной металлургии

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, в частности сточных вод гальванических производств и предприятий цветной металлургии

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, в частности сточных вод гальванических производств и предприятий цветной металлургии

Изобретение относится к способам и материалам для очистки сточных вод атомной и радиохимической промышленности, а также природных водных сред от радиоактивных изотопов и обеспечения радиационной безопасности обслуживающего персонала и окружающей среды

Изобретение относится к способам и материалам для очистки сточных вод атомной и радиохимической промышленности, а также природных водных сред от радиоактивных изотопов и обеспечения радиационной безопасности обслуживающего персонала и окружающей среды

Изобретение относится к технологии получения концентрированных водных растворов гипохлоритов щелочных металлов и может быть использовано для получения дезинфицирующих и обеззараживающих средств, используемых для обработки питьевой воды и т

Изобретение относится к дезинфицирующим водным растворам гипохлорита натрия, практически не содержащим ионов хлора, обладающим сильным обеззараживающим действием, и технологии их получения

Изобретение относится к области получения растворов гипохлоритов электролизом и может быть использовано для обработки бытовых и промышленных сточных вод
Изобретение относится к способу получения водного раствора гипохлорита щелочного металла, не содержащего хлора

Изобретение относится к каталитическому способу разложения гипохлорит-ионов
Изобретение относится к технологии получения солей хлорноватистой кислоты, в частности, гипохлорита лития

Изобретение относится к способу обезвpеживания пульпы гипохлорита кальция введением восстановителя на слой пульпы гипохлорита кальция при постоянном перемешивании
Изобретение относится к способу получения безводного гипохлорита лития

Изобретение относится к способу получения концентратов гипохлоритов щелочных металлов из водных растворов, содержащих гипохлорит- и хлорид-ионы, включающий взаимодействие органического экстракта хлорноватистой кислоты с соответствующими гидроксидами

Изобретение относится к области получения неорганических соединений электролитическими способами и может быть использовано в лечебно-профилактических учреждениях, домах отдыха, санаториях, предприятиях общественного питания и коммунального хозяйства, школах, детских садах, плавательных бассейнах, станциях водоснабжения
Наверх