9) Отделение рассолоочистки, физико-химические основы процесса.
Отделение рассолоочистки:
Сырой рассол содержит примеси солей кальция и магния. При поглощении аммиака и диоксида углерода таким рассолом будут образовываться и выпадать в осадок плохо растворимые соединения: СаСО3, Mg(ОН)2, NaCl, Na2О, MgСО3, (NН)4СО3, MgСО3, что приведет к засорению аппаратуры, трубопроводов и загрязнению готового продукта – соды. Чтобы избежать этого, на содовых заводах сырой рассол очищают от примесей известково-содовым методом.
В основе этого метода лежат реакции ионного обмена, приводящие к образованию труднорастворимых солей: карбоната кальция и гидроксида магния:
В процессе обработки
рассола содой в рассол к присутствующим
в нем солям Νа2ЅО4
поступает дополнительное количество
ионов
в виде хорошо растворимого Νа2ЅО4.
Это усложняет в дальнейшем регенерацию
аммиака в отделении дистилляции, в
процессе чего на стенках дистиллера
отлагается гипс.
С целью снижения концентрации ионов в сыром на стадии выщелачивания NaCl используют ПАВ, которые избирательно адсорбируются на поверхности частиц СаSO4 и препятствуют их растворению. К таким веществам можно отнести некоторые сульфопроизводные алифатических и ароматических соединений, гексаметафосфат и триполифосфат Νа.
Физико-химические основы процесса:
Влияние рН. Образование Mg(ОН)2 уменьшает щелочность, устойчивость суспензии зависит от гидратации. Совместное осаждение сопровождается изменением микроструктуры осадков. Первично выпадающий осадок имеет аморфную структуру, постепенно переходящую в кристаллическую.
Кристаллы СаСО3 имеют размер 5-10 мкм, Mg(ОН)2 – сотые доли мкм (чем мельче, тем лучше агрегирование). Mg(ОН)2 адсорбируется на СаСО3 и играет роль коагулянта. Т.е. совместное присутствие Mg(ОН)2 и СаСО3 ускоряет агрегирование и осаждение осадка.
Для достижения высоких скоростей осаждения содержание ионов Са2+ в сыром рассоле должно быть в 3-9 раз больше содержания ионов Mg2+. При этом достигается высокая степень уплотнения осадка. Поэтому используется Са(ОН)2 для очистки рассола, богатого Mg2+, т.к. Са2+ из извести переходит в СаСО3 и увеличивает соотношение Са2+/Mg2+ в суспензии.
Влияние температуры. С увеличением температуры ускоряется процесс ионного обмена, сокращается продолжительность периода индукции, уменьшается вязкость рассола и увеличивается скорость осаждения. Но повышение температуры для станции абсорбции нежелательно. Поэтому температура равна 12-20 °С. При увеличении Mg2+ температуру увеличивают до 20 °С, при малом содержании Mg2+ температура поддерживается в пределах 12 °С.
Перемешивание. На кинетику осаждения влияют:
1) Интенсивность и скорость перемешивания;
2) Последовательность введения осадительных реагентов;
3) Концентрация растворов осадителей;
4) Введение в суспензию готовых свежеосажденных кристаллов (затравки).
10) Получение извести и углекислого газа. Отделение известково-обжигательных печей.
Диоксид углерода и известь получают путем обжига карбонатного сырья (известняка или мела) в известково-обжигательных печах шахтного типа.
Основная функция отделения известково-обжигательных печей состоит в получении определенного количества диоксида углерода и извести, которые в виде непрерывных материальных потоков передаются соответственно в отделения карбонизации и отделение известковой суспензии.