СПОСОБ КАУСТИФИКАЦИИ СОДЫ ПО МЕТОДУ ЛЕВИГА Советский патент 1935 года по МПК C01D1/22 

Предлагаемый способ получения гранулированной смеси для каустификации соды по способу Левига имеет в виду сокращение до минимума выдувания соды топочными газами в пыльные камеры и доведение титра смеси до оптимальных условий, лежащих по экспериментальным лабораторным данным в пределах 32-35%.

Применяемая в производственной практике на заводах, работающих по способу Левига, смесь (шихта) состоит в среднем из 22-23% соды, 12-13% воды, 65-66% окиси железа + примеси.

Этот состав смеси, несмотря на содержание в ней 12-13% влаги, является слабо влажной массой, почти сухой и достаточно легко сыпучей, что в технологии принимается как положительный фактор, обеспечивающий работу существующих загрузочных приспособлений (дозировочный аппарат, элеватор, высыпной хобот).

Однако, наличие только сыпучих свойств смеси с указанным титром и влагой ни в какой степени не удовлетворяет следующему этапу технологической обработки, т.е. термической обработке смеси в тамбуре - так называемой каустификации.

Смесь, проходя через тамбур, скоро высыхает с образованием пылевидной соды и незначительного количества окиси железа (до 25-28%), причем значительное количество этой соды, доходящее зачастую до 20% от всей взятой соды, выдувается в пыльные камеры, остальная часть соды вступает в ферритообразование (каустифицируется). Получаемые при этом ферриты содержат в среднем всего лишь 11-13% Na₂O, а все остальное составляет окись железа (плюс примеси), которая находится в феррите в большом избытке в виде баласта, в результате чего создается недогрузка тамбура и уменьшение его производительности. Прямое же повышение содержания соды в смеси ее (титре) для увеличения содержания Na₂O в феррите не дает положительных результатов, так как при этом скорее забиваются пыльные камеры, снижается каустификация и вообще нарушается режим в тамбуре.

В предлагаемом способе указанная выше обычная смесь из мешалки с содержанием соды в 20-25% обрабатывается предварительно при тщательном перемешивании кипящей содовой суспензией (суспензия готовится заранее растворением равных частей соды и воды) до полного насыщения массы влагой. В результате такой обработки обычная смесь, применяемая в практике, резко меняет и свой химический состав и физические свойства, обеспечивающие изменение материального баланса тамбура.

Приближенный подсчет и сравнение баланса материалов существующего режима на обычной смеси и нового баланса после обработки содовой суспензией дает следующее изменение материалов.

Обычный баланс материалов в существующем режиме на 1 тонну каустика составляет:

После обработки содовой суспензией новый баланс материалов получает повышение влажности и рост титра смеси:

Из приведенного сравнения балансов материалов видно, что в новом балансе содержание соды после обработки суспензией повышается до 32-33% против 25%, влаги - до 18-19% против 12-13%.

Унос соды уменьшается до 3% против 20% (3% взято, как максимум, в проведенных заводских опытах унос составил всего лишь 0,7%).

Содержание Na₂O в феррите повышается до 19% против 12-13%, т.е. выход каустика при этом увеличивается в среднем на 50%, причем несмотря на столь значительное изменение материального баланса огневой режим тамбура протекает без сжигания дополнительного мазута, и, как показал произведенный расчет теплового баланса и результаты проведенных расширенных заводских опытов в тамбуре в каустическом заводе Донсода, испарение дополнительной влаги и разложение (каустифицирование) повышенного до 32-35% содержания соды протекает в основном за счет снижения температуры отходящих газов тамбура.

Эти данные достигаются в результате обработки обычной смеси из мешалки кипящей содовой суспензией, причем повышенная влажность в смеси вызывает обильную ее гидратацию, т.е. переход соды в различные гидраты, вследствие чего смесь "цементируется" (гидратизируется) и при перемешивании во вращающемся барабане гранулируется в разной величины зерна и крупинки, которые при последующей дегидратации в тамбуре уже не образуют пылевидных частиц соды и окиси, уносимых обычно по своей величине в пыльные камеры.

Так как концентрированный раствор соды (суспензия) не только смачивает всю находящуюся в смеси соду, но и диффундирует в развитые поры крупинок окиси железа (особенно наблюдается при некотором выдерживании гидратизированной смеси), то при удалении (дегидратации) в тамбуре свободной влаги и химически связанной H₂O безводная сода кристаллизируется не только на поверхности крупинок окиси железа, но и внутри их пор, благодаря чему достигается наиболее тесное соприкосновение входящих в смесь компонентов, что является благоприятным фактором для интенсивного протекания реакции в твердой фазе.

Полученные результаты заводских опытов с применением гидратизированной смеси показали, что унос соды в пыльные камеры сокращается при этом до 1-1,5%, каустификация повышается на 2-3%, давая в среднем 91-92%, а содержание в феррите Na₂O повышается в среднем на 50%, что вполне подтвердил изложенный выше расчет материального баланса тамбура.

Таким образом, внедрение в промышленную практику гранулированной (гидратизированной) смеси с высоким титром и влагой создает огромные экономические преимущества, видоизменяющие всю экономику способа Левига, так как при этом должно произойти резкое снижение расхода мазута (примерно 30-35%), повышение же концентрации щелоков, уменьшая расход пара, облегчит работу вакуум-выпарной станции. Кроме того, почти полное устранение выдувания соды (практически) резко снизит ее расходный коэфициент на единицу каустика и вместе с тем упразднит обслуживание специальным штатом огромных пыльных камер, что неизбежно улучшит работу дымовой тяги, стабилизирует огневой режим тамбуров и значительно преобразит и оздоровит тамбурное отделение завода.

1. Способ каустификации соды по методу Левига, отличающийся тем, что в обычную массу из соды и окиси железа с содержанием Na₂CO₃ 23-25%, с целью повышения этого процента до 32-35%, вводят взвесь соды в воде, взятых в равных или близких к равному количествах, и затем полученную массу снова перемешивают и подвергают обычной термической обработке.

2. Прием выполнения способа, означенного в п. 1, отличающийся тем, что исходную смесь берут с содержанием Na₂CO₃ до 35% и эту смесь увлажняют водой до влажности 16-18%.