Способ получения активного карбоната натрия Советский патент 1992 года по МПК C01D7/35 B01J8/00 

Изобретение относится к способу получения активного карбоната натрия, предназначенного для очистки отходящих газов от диоксида серы.,

Цель изобретения - снижение себестоимости целевого продукта при обеспечении высокой степени очистки газа и утилизации карбоната натрия.

П р и м б р 1. Декагидрат карбоната натрия с размером частиц 0,25-0,33 мм дегидратировали в вакууме при давлении менее 2 Па в течение 1 ч при температуре 24°С. В результате получали полугидрат МааСОз 1/2 НаО, 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.

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%.

П р и м е р 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 N&COs -1.2-Н20, Полученный моногидрат поместили в реактор, где он контактировал при 152°С с газовой смесью следующего состава: 0.2 об.%

ч1

кэ

2

00

Јь

СА

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

П р и м е р 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 де- гидрат Ыа2СОз 2Н20. Через 2 ч сушки процесс заканчивали и проводили анализ твердой фазы. Конечным продуктом дегидратации был моногидрат МааСОз НаО. Полученный моногидрат помещали в реактор, где он контактировал при 151°С с газовой смесью следующего состава: 0,077 об.% диоксида серы, 2 об.% водяных паров, азот остальное. При общей скорости потока газа 50 мл/мин и стехиометрическом соотношении между количествами пропущенного диоксида серы и карбоната натрия средняя степень очистки газа от диоксида серы была выше 92 %, причем степень конверсии твердого материала в конечном счете превышала 93%.

Пример 4.17г декагидрата 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.% составляла 0,18 с м3/ч. Линейная скорость воздуха в свободном сечении равнялась 0,44 м/с. Спустя 30 мин сушки в псевдоожиженном состоянии получали продукт состава Ма2СОз -5Н2О. Этот

0

5

0

5

0

5

0

продукт подвергали последующей сушке в реакторе с неподвижным слоем в потоке азота, температура которого в течение 15 мин повышалась до 130°С. Средняя скорость нагрева составляла 7°С/мин. В качестве конечного продукта получали безводный карбонат натрия. Равновесное давление водных паров над твердым моногидратом карбоната натрия эквивалентно атмосферному давлению при 110°С.

Пример 5.17г декагидрата карбоната натрия с размером частиц 0,25-0,33 мм дегидратировали в псевдоожиженном слое при 30°С. Скорость потока воздуха с начальной влажностью 2 об.% равнялась 0,26 м/с. После сушки в псевдоожиженном слоев в течение 60 мин получали продукт состава Na2COa 4Н20. После этого температуру газа, используемого для создания псевдоожи- женного слоя, повышали до 40°С и сушку продолжали в течение еще 30 мин, в результате чего получали моногидрат карбоната натрия (МааСОз 1 НаО).

Примерб. Продукт, полученный в 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 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%, причем степень конверсии твердого материала в конечном счете превышала 94,7%.

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

№2СОз(т) + S02(r) - Ыа250з(т) + ОДг) Степень использования Ыа2СОз - х (%} определена соотношением:

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 декагид- рата карбоната натрия, а также за счет более низкой температуры дегидратации. Ј

У Количества вещества Ма2СОз . которое прореагировало .... Поданное количество вещества Ма2СОз

Степень очистки газа Е (%) определена соотношением:

Количество вещества SO2, которое было задержано ,00 Общее поданное количество вещества SOa

Нормализованное стехиометрическое отно- шение НСО выражается соотношением

urn п°Данное количество вещества NaaCOa JE Поданное количество вещества SOa X

Из приведенных соотношений вытекает, что для достижения высокой степени использования твердого вещества (более 95%), необходимо 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 НСО меньше 1), что можно реализовать более высокой концентрацией S02 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 твердой фазой находилось в пределах 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 изобре0

5

0

5

0

тению ниже, чем по известному способу, за счет использования более дешевого исходного материала.

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

Формула изобретения

1. Способ получения активного карбоната натрия для очистки газов от диоксида серы путем дегидратации гидратированно- го карбоната натрия, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости целевого продукта при обеспечении высокой степени очистки газа и утилизации карбоната натрия, в качестве гидратирован- ного 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 моногидрата карбоната натрия.