2 Бікарбонат натрію

2.1 Основи технології бікарбонату натрію

Технічний гідрокарбонат натрію, який виділяють в як напівпродукт у виробництві кальцинованої соди, не задовольняє вимогам стандартів, бо містить солі амонію, хлориди та інші домішки в кількості, що значно перевищує норму.

Один з промислових способів одержання чистих солей полягає в одноразовій або багаторазовій перекристалізації солі з її водних або спиртових розчинів. Цей метод є особливо ефективним у випадках, коли сіль має високу розчинність і високий температурний коефіцієнт розчинності.

Проте використання зазначеного способу для очистки технічного гідрокарбонату натрію пов’язане з деякими ускладненнями. Розчинність NaHCO₃ у воді та температурний коефіцієнт його розчинності порівняно низькі, тому для забезпечення заданої потужності за NaHCO₃ у циклі повинні перебувати великі маси рідини. Крім того, NaHCO₃ не є термічно стійким і у водних розчинах розкладається при порівняно низьких температурах на соду. Поява у розчині соди ще більше знижує розчинність NaHCO₃. Тому в промисловості очищений гідрокарбонат натрію одержують не перекристалізацією технічного NaHCO₃, а шляхом карбонізації водних розчинів соди:

Необхідний для карбонізації содовий розчин отримують або розчиненням твердої кальцинованої соди у воді чи в оборотному маточному розчині („сухий” спосіб), або розкладенням декарбонізацією розчину технічного гідрокарбонату натрію при нагріванні („мокрий” спосіб).

Технологічна схема виробництва очищеного гідрокарбонату натрію „сухим” способом наведена на рис. 2.1.

Тверду кальциновану соду пневмотранспортом подають з відділення кальцинації в циклон 7. Очищене від содового пилу повітря проходить промивач 6 і викидається вакуум-насосом (на схемі рис. 2.1 не показаний) в атмосферу. Промивна вода з промивача 6 збирається в баці 1 і спрямовується у відділення очистки розсолу. Кальцинована сода з нижньої частини циклона 7 подається в бункер для соди 5, а звідти – в шнековий розчинник 4 і далі в збірник нормального содового розчину 3.

Як розчинник використовують слабку рідину, нагріту в підігрівачі до 90÷95 ^оС. Виготовлений содовий розчин подається до відстійника 2. Освітлений розчин перекачують насосом 20 у верхню частину карбонізаційної колони 9. Надлишок розчину з колони 9 через перелив збирається в баці 19.

Знизу в колону газовим компресором подають оксид вуглецю (IV). Газ, що виходить, проходить бризкоуловлювач і викидається в атмосферу. Суспензія гідрокарбонату натрію з колони 9 надходить у відстійник-згущувач 10. Ущільнений осад NaHCO₃ далі подається на центрифугу 12 і потім – у сушарку 17. Гідрокарбонат натрію сушать гарячим повітрям, яке нагнічується в сушарку вентилятором 18. Повітря підігрівається в калорифері 16 водяною парою та очищується від часток NaHCO₃ в рукавному фільтрі 11, після чого викидається в атмосферу. Частки сухого гідрокарбонату натрію класифікуються за допомогою сита-класифікатора 14. Розділений на фракції продукт проходить крізь магнітні сепаратори 15 та спрямовується на фасування.

1 – бак; 2 – відстійник; 3 – збірник нормального содового розчину; 4 – шнековий розчинник; 5 – бункер для соди; 6 – промивач повітря з барометричною трубою; 7 – циклон; 8 – підігрівач; 9 – карбонізаційна колона; 10 – відстійник-згущувач; 11 – рукавний фільтр; 12 – центрифуга; 13 – елеватор; 14 – сито-класифікатор; 15 – магнітний сепаратор; 16 – калорифер; 17 – барабанна сушарка; 18 – вентилятор; 19 – бак переливу; 20 – насос

Рисунок 2.1 – Технологічна схема виробництва очищеного бікарбонату натрію „сухим способом”

У процесі роботи в карбонізаційній колоні поступово осідає гідрокарбонат натрію, який знижує її продуктивність і збільшує опір. Для забезпечення безперервного виробництва в цехах встановлюють дві карбонізаційні колони; в той час як одна з них працює, інша очищується. На очистку колону зупиняють звичайно після 12–18 діб безперервної роботи. Промивку колони здійснюють парою і гарячою водою. Слабку рідину після промивки спрямовують у відділення очистки розсолу. Тривалість промивки колони складає в середньому 30 год.