Способ концентрирования электролитических щелоков Советский патент 1980 года по МПК C01D1/42 

Изобретение относится к области химической технологии, а более конкретно - к технологии получения каустической соды и найдет применение в химической промышленности.

Известен способ концентрирования электролитических щелоков, путем двухстадийного упаривания, по которому соковый пар первой ступени выпарки, обогреваемой свежим паром давлением 10 кгс/см,- используют для обогрева аппарата второй ступени. Соковый пар второй ступени используют для обогрева аппарата третьей ступени и окончательной упарки 1 .

После первой стадии выпарки концентрация NaOH достигает 28-30%, что соответствует температуре кипения VO-BS C. Вторая стадия выпарки позволяет получить каустическую сод концентрацией 44-45%, что соответствует температуре кипения 88-95с, Такой способ не позволяет увеличить кратность использования греющего пара, так как при температуре кипения раствора в последнем корпусе первой стадии 70-85°.С, вторичный пар из него не может быть использован для

Обогрева выпарного аппарата второй стадии, в котором высокая температурная депрессия и раствор при 8895 С кипит.

При концентрации раствора до 30% NaOH и температуре 70-85 С, получаемая на первой стадии поваренная соль, значительно загрязнена сульфатом натрия, который должен выводить0ся дополнительной обработкой.

Наиболее близким к заявленному способу техническим решением и по существу и по достигаемому техническому эффекту является нижеописанный

5 способ концентрирования. Он заключается в концентрировании электрощелоков до концентрации 42-45% путем двухстадийного выпаривания с промежуточной фильтрацией, щелоков с

0 концентрацией 25-30% NaOH, полученных на первой стадии выпаривания, от твердой фазы, трехкратным использованием в трехкорпусной системе первой стадии выпаривания греющего па5ра под давлением 5-8 атм и подачей на вторую стадию выпаривания отборного пара под давлением 2,5-4 атм, из первого корпуса трехкорпусной . системы первой стадии выпаривания.

0

С целью экономии грс о::его пара и оХ лаждающёй воды, вкг аривание ка второй стадии ветот в две ступени,, на первой из которых электролитические щелока выпаривают до концентрации 34-38% с использованием отборного пара под давлением 1-2 атм из второго; корпуса трехкорпуской системы первой стадии выпариванияр отборний пар под давлением 2,, 5-4 атм из первого корпуса трехкорщсной систета первой стадии выпаривания подают на втопух) ступень второй ста,ции выпаривания 2 ,

Расход пара по этому способу соответствует 3,4т пара на 1 т 100% МаОН, при этом на первой стадии выпаривания выпадает около 1,ё кг кристаллического .NagSCu. и размер кристаллов NaCE s 28% NaOH . составлял L50-200 мкм.

Недостатком этого способа являет,ся относительно высокий расход пара, невозможность укрупнять кристаллы хлорида натрия для его более погмого отделения на центрифуге с меньшим расходом промвод и наличие кристаллического сул7зфата натрия в агстивкой Части выделяемого хлорида натрия.

Целью настоящего изобретения является снижение расхода пара и повышение крупности хлорида натрия без одновременной кристаллизации в основной части процесса сульфата натрия, то есть повышение чистоты продукта.

Поставленная цель достигается описанным ниже способом; концентрированием электролитических щелоков до концентрации щелочи разной 42.50% путем двухстадийного выпаривания щелоков с отделением кристаллов хпорида натрия перед второй от алией вк:™ паривания щелока с концентрацией щелочи равной 25-26%,

На первой стад}ш электролитические щелока выпаривают до концентрсчции 21-23% NaOH и отводят с первой стадии выпаривания при температуре 118-122°С на доупаривание cai.oHcnaрением до концентрации 25-26% NaOH что обеспечивает получение обессульфаченной соли, после чего отделяют кристаллы хлорида натрияе

Упаривание щелоков до концентрации 42-45% NaOH на второй стадии осуществляют подачей сокового rtapa с последнего корпуса первой стадии, За счет высокой тe mepaтypы кипения раствора на первой стадаи и применения испарителя - кристаллизатора происходит увеличен ие крупности и однородности кристаллов поваренной соли, что облегчает даланейшую обра.ботку и снижает потери щелочи с солью и расход промвод на отмывку соли от щелоков. Выбранныйинтервал упаривания щелочи на первой стадии 21-23% обосновывается тем, что в

случае уменьшения степени упаривания (ниже 21%) ямеет место недостаточно полное выделение кристаллического. NaC, , который, выделяясь на второй стадии, затрудняет работу последующих выпарных аппаратов,

В случае повьаления степени упаривания до 24% и вьаие после самоиспарекия стешень упаривания составит более 27% (самоиспарение повышает стеp.eHf) упаривания на 3%) .При такой степени упаривания вместе с хлоридом натрия выпадают сульфаты,что понижает чистоту хлорида,возвращаемого на электролиз и тем самым снижает производительность электролизеров.

Предложенный способ отличается от известного тем, что процесс выпаривания на первой стадии ведут до концентрации щелочи равной 21-23% и перед отделением кристаллов хлорида натрия щелока подвергаются самоиспарению под вакуумом до концентрации щелочи равной 25-26%

Это отличие позволяет расход пара сократить до 2,42 т пара на 1 т 100% NaOH, увеличить средний размер кристшшов NaCE до 250-280 муи избежать зыпадение сульфата натрия.

Пример, Электролитические ш.елока в количестве 412 т/ч, содержащие 10% NaOH и 16% Nace, подвергают двухсталииному выпариванию, Первь5й корпус первой стадии обогревается экстрапаром давлением 10 атм в количестве 84 т/ч. Температура кипящего раствора составляет 169 Cs Вторичный пар первого корпуса используют в количестве 54,21 т/ч к цавлением 5,3 атм. для обогрева второго выпарного аппарата, температура кипения раствора в котором составляет

Вторичный пар второго корпуса в количестве 56,668 т/ч- и давлением 3 атм обогревает третий выпарной аппарат первой стадии, где концентрация раствора по NaOH соответствует 21-23% при температуре кипения 122С.

Вторичный пар- третьего корпуса Е. количестве 71,636 т/ч и давлением 1J,-3 атм используют для обогрева первого корпуса второй стадии выпарки, где температура кипящего раствора 45-50% составляет ,

Из третьего корпуса первой стадии раствор поступает на доупаривание в самоиспаритель, где концентрация ЫаОН повышается до 25-26%, После третьего корпуса раствор с выпавшим кристаллическим NaC в количестве 60,9 т/ч и маточником 144 т/ч.поступает на центрифугу для отделения соли. Размер .кристаллов соли соответствует 250-280 мкм.

После центрифуги маточник - средние щелока - поступает на окончательное упаривание в первый корпус второй стадии выпаривания. Вторичные пары 84,463 т/ч аппаратов самоиспарителя и окончательной упарки поступают в барометрический к6нденса тор, создаваемый при этом вакуум соответствует 640 мм рт.ст.

Выпавшие кристаллы NaCC и в аппарате окончательной упарки отделяются на центрифуге и далее поступают на стадию разделения NaC и Vla SUAРасход пара составляет на 1 т 100% NaOH - 2,42 т.

Формула изобретения

Способ концентрирования электролитических щелоков до концентрации щелочи, равной 42-50% путем двухстадийного выпаривания щелоков с отделением кристаллов хлорида натрия перед второй стадией выпаривания щелока с концентрацией щелочи, равной 25-26%, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода пара на выпаривание и по лпенил размера кристаллов хлорида натрия, прсадесс выпаривания на первое стгиши ведут до концентрации щелочи, равной 21-23% и перед отделением кристаллов хлорида натрия щелока подвергшот са0моиспарению под вакуумом до концентрации щелочи, равной 25-26% Источники информации, принятые во внимание при I экспертизе

1 «-Якименко Л.М. Прсизводство Г,

5 зслора, каустической соды и неорганических продуктов . м., химия, 1974, с. 260.

2, Авторское свидетельство СССР 504702, кл. С 01 D 1/42,

0 29.08.73 (прототип).