Установка для получения очищенного рассола хлоридов щелочных металлов

 

Установка для получения очищенного рассола хлоридов щелочных металлов включает подогреватель рассола, аппараты для подготовки реактивов, осветитель с трубопроводом перетока осветленного рассола, сборник осветленного рассола, насосы, фильтры для рассола с патрубком для отвода очищенного рассола и шлама. Установка дополнительно снабжена реактором, подсоединенным на входе к трубопроводу отвода осветленного рассола из осветлителя и на выходе к фильтру, аппаратом для приготовления реактива, подсоединенным к реактору , сборником шлама, подсоединенным входом к фильтру и выходом к реактору. Реактор содержит трубу, установленный в ней распределитель реактивов, выполненный в виде крестовины, установленный между фланцами трубы, и коллектора с отводами , расположенными на разной высоте со смещением относительно друг друга. Реактор снабжен укрепленными на штанге лопатками , расположенными на разной высоте относительно друг друга. Стенки реактора , лопатки и распределитель покрыты гидрофобным материалом, например тетрафторэтиленом. Интенсифицируется процесс и снижается расход реактивов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 01 D 3/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4884851/26 (22) 26.11.90 (46) 07.05.93. Бюл, ¹ 17 (71) Московское научно-производственное объединение химического машиностроения

"Н ИИХиммаш" (72) Г.А.Нижегородов, Д.Д.Заводов, В.Б.Соколов, В,Е,Ершова и С.П.Чеботарева (56) Якименко Л.М, Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов, М.; Химия, 1974, с. 210. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОЧИЩЕННОГО РАССОЛАХЛОРИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Установка для получения очищенного рассола хлоридов щелочных металлов вкл ючает подогреватель рассола, аппараты для подготовки реактивов, осветитель с трубопроводом перетока осветленного рассола, сборник осветленного рассола, насосы, фильтры для рассола с патрубком для отвоИзобретение относится к конструкциям установок для получения очищенного рассола в производстве злектролитического разложения хлоридов щелочных металлов с получением каустической соды, хлора и водорода, может быть использовано в химической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности с получением неорганических веществ.

Цель изобретения — интенсификация процесса и снижение расхода реактивов путем последовательной обработки потока жидкости реактивами с удалением из потока образующихся взвесей, „„5U„„1813713 А1 да очищенного рассола и шлама, Установка дополнительно снабжена реактором, подсоединенным на входе к трубопроводу отвода осветленного рассола иэ осветлителя и на выходе к фильтру, аппаратом для приготовления реактива, подсоединенным к реактору, сборником шлама, подсоединенным входом к фильтру и выходом к реактору.

Реактор содержит трубу, установленный в ней распределитель реактивов, выполненный в виде крестовины, установленный между фланцами трубы, и коллектора с отводами, расположенными на разной высоте со смещением относительно друг друга. Реактор снабжен укрепленными на штанге лопатками. расположенными на разной высоте относительно друг друга. Стенки реактора, лопатки и распределитель покрыты гидрофобным материалом, например тетрафторзтиленом. Интенсифицируется процесс и снижается расход реактивов. 3 з.п, ф-лы, 5 ил.

На фиг.1 изображена технологическая схема предлагаемой установки; на фиг.2— реактор в продольном разрезе; на фиг.3— сечение А--А нап фиг.2; на фиг.4 — сечение

Б-Б на фиг.2; на фиг.5 — сечение B-В на фиг.2.

Установка состоит из подогревателя 1, аппаратов 2 и 3 для подготовки реактивов, осветлителя 4, сборника 5 осветленного рассола, насоса 6, фильтра 7, аппарата 8 для приготовления реактива, реактора 9, сборника 10 для возврата шлама с входом 11 для ввода ионообменных смол, трубопровода 12 для отвода осветленного рассола из осветлителя 4.

1813713

Реактор 9 содержит трубу 12, установленный в ней распределитель 13 для введения реактивов, выполненный в виде крестовины 14, установленной между фланцами 15 трубы 12, и коллектора 16 с отводами 17 для отсечения реактивов, расположенными на разной высоте со смещением относительно друг друга.

Реактор 9 оборудован штангой 18 и лопатками 19, расположенными смешением на разной высоте относительно друг друга.

Внутренние стенки реактора, распределитель 13, лопатки 19 покрыты гидрофобным материалом, например тетрэфторзтиленом (или выполнены целиком из заготовок теграфторзтилена).

Реактор 9 имеет вход 20 для осветленного рассола и выход 21 для обработанного реактивами рассола, связанные трубопроводом 12, вход 22 для раствора реактива, трубу 23 в крестовине 14, переходящую в коллектор 16. и вход 24 возврата шлама с ионообменной смолой.

Установка работает следующим образом, Подаваемый сырой рассол, например, после подземного выщелачивания подогревается до 40 С в подогревателе 1, смешивается с реэгентами (растворами соды и гидролизованного полиакриламида) из аппаратов 2 и 3 и направляется в осветлитель

4. В осветлитель 4 подается обратный рассол из выпарной установки производства каустической соды, хлора и водорода, в котором в качестве реактива содержится щелочь. В осветлителе 4 очистка рассола от основ растворимых примесей кальция, магния, железа и других проводится по реакциям:

СаС!2+ NazÑOa - СаСОз > 2NaCI;

CaSO4+ Ма2СОз — СаСОз 9 NazSO4;

М9С! + 2NaOH - М9(ОН) (- 2МэС!;

MgSO4+ 2МаОН - М9(0 l)z+2NazSOa

ГеС!2 + 2NaOH - Ее(ОН)2 + 2NaCI;

ГеС!з+ ЗМаОН - Ге{ОН)з-(-ЗйаС! и т д

Выпавшие в осадок взвеси в осветлителе 4 отфильтровываются во взвешенном шламовом слое, сформированном с частицами гидролизовэнного полиэкриламида.

Осветленный от взвесей рассол несмотря нэ задаваемые избытки реактивов содержит около 5 г/м растворенных солей кальция и около 1 г/м растворенных солей магния.

Данное содержание примесей обуславливается не только пределами рэсгворимости

СаСОз и Mg(OH)z a padrone, но и их пересыщением.

5

Осветленный рассол после осветлителя

4, перетекая по трубопроводу 12, смешивается с раствором реагента, например фосфата, подаваемого из аппарата 8 через реактор 9. Раствор реактива в реакторе 9 перетекает по входу 22, по трубе 23, по коллектору 16, по отводам 17 для истечения реактивов в проходящий поток осветленного рассола после осветлителя 4 по трубе 12, Отводы 17 для истечения реактива благодаря их расположению на разной высоте со смещением относительно друг друга обеспечивают полное насыщение реактивами протекаемого по трубе 12 осветленного рассола и его перемешивание как в момент насыщения, так и при турбулизации потока от лопаток 19, также расположенных на разной высоте со смещением относительно друг друга. Дополнительное осаждение, в частности остатка растворенного кальция в осветленном рассоле проходит по реакции:

ЗСа + 2РО4 — Саз(РО4)2.

Реактивы, приготовленные в аппарате

8, подбираются с таким расчетом, чтобы произведение растворимости выпадаемых взвесей было меньше по отношению к реактивам, образующим взвеси примесей с произведением растворимостей, задаваемых до осветлителя 4. В частности, для осаждения кальция до осветлителя 4 задается реактив раствора соды, а после осветления 4 задается реактив раствора либо оксалата, либо (в основном) фосфата, что видно из сопоставления произведений растворимостей по кальцию: а.г( — — -) — — -) (СаС0г((СаСг0г) (Саг9 904 J

Выпадение взвесей примесей осветленного рассола после обработки реактивов в реакторе 9 и в полости трубопровода 12 происходит в турбулизованном потоке от лопаток 19.

Учитывая. что основная масса примесей осаждается в осветлителе 4, а доочистка малых количеств примесей происходит в больших объемах рассола, в частности кальция остается в рассоле около 5 гlм, магния окоз ло 1 г/м, образующиеся взвеси получаются

3 мелкодисперсными. Такие взвеси могут иметь проскоки из-за больших скоростей фильтрации в фильтрах глубокой очистки.

Для предупреждения проскоков в установке предусмотрен возврат части шлама с тем, чтобы в реактор 9 и в полость трубопровода

1813713

12 подавать затравку с центрами кристаллообразования и осаждения примесей на них с получением более крупных кристаллов.

Наличие шламовой затравки подавляет образование новых центров кристаллообразования, так как выпадение взвесей происходит более активно на аморфных разбитых кристаллических решетках возвращаемого с фильтра 7 шлама, В смешанном с затравкой рассоле благодаря более глубокому осаждению примесей на разбитых поверхностях конгломератов затравок в шламе снижается пересыщение растворимых примесей при близком к стехиометрии расходуемого дорогостоящего реактива {в данном случае фосфата).

Шлам из фильтра 7 накапливается в сборнике 10, из которого возврат шлама .дозировано поступает в реактор 9 через вход 24 в поток проходящей смеси освет.ленного рассола с реактивами. Наличие возврата шлама из фильтра 7 позволяет решать вопросы снижения количества сточных вод и обогатить их примесями с извлечением для производства минеральных удобрений.

Образующийся шлам накапливается в замкнутом цикле. Шлама образуется мало по отношению к объему осветленного рассола (сравните, кальция осаждается 5 гlм ), поэтому шлам накапливается в объеме цикла от входа 23, в полости трубопровода 1 2, в сборнике 5, в фильтре 7, в сборнике 10 и вновь до входа 24.

Одновременно для более глубокой очистки рассола от примесей, вредно влияющих на процессы, проходящие в электролизерах (например, в электролизерах с асбополимерной диафрагмой, мембранной диафрагмой и в ртутных электролизерах), предусмотрено введение в сборнике 10 через вход 11 в замкнутый цикл по шламу в установке ионообменных смол. Ионообменные смолы, кроме прямой функции по очистке осветленного рассола от примесей во взвешенном состоянии в потоке замкнутого цикла, внедряются в намывной слой фильтра 7. Работа намывного слоя фильтра 7 улучшается за счет структурной системы внедренных в основу фильтровальной массы взвеси ионообменных смол.

После очистки рассола с использованием фосфатных реактивов (особенно с ионообменными смолами) на установке можно добиться получения рассола с содержанием

5 кальция до 0,05 мл/л и магния до 0,01 мг/л, Внутренние стенки реактора 9, покрытые гидрофобным материалом, например тетрафторэтиленом, не закристаллизовываются, а отводы 17 для истечения реактивов

10 не зарастают, обеспечивая надежную работу.

Формула изобретения

15 1, Установка для получения очищенного рассола хлоридов щелочных металлов, включающая подогреватель рассола, аппараты для подготовки реактивов, осветлитель с трубопроводом перетока

20 осветленного рассола, сборник осветленного рассола, насосы, фильтры для рассола с патрубком и для отвода рассола и шлама, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения рас25 хода реактивов, она снабжена реактором, подсоединенным на входе к трубопроводу отвода осветленного рассола из ocBGTëèòåля и на выходе к фильтру, аппаратом для приготовления реактива, подсоединенным

30 к реактору, сборником шлама, подсоединенным входом к фильтру и выходом к реактору.

2, Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что реактор содержит трубу, уста35 новленный B ней распределитель реактивов, выполненный в виде крестовины, установленный между фланцами трубы, и коллектора с отводами, расположенными на разной высоте со смещением относительно

40 друг друга.

3. Установка по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что реактор снабжен укрепленными на штанге лопатками, расположенными на разной высоте относительно

45 друг друга.

4.Установка по пп.1 — 3, отл ича ющаяс я тем, что стенки реактора, лопатки и распределитель покрыты гидрофобным материалом, например тетрафто рэтиленом.

1813713

181?713

E-Б

Составитель Г. Н ижегородов

Техред M.ÌoðãåHTàë Корректор М,Керецман

Редактор

Производственно-издательский комбина "Патент". г. ужгород. ул.Гагарина. 101

Заказ 1809 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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