PL39421B1 - - Google Patents

Description

RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY .

Nr 39421 KL 12 ly 8 Inowroclawskie Zaklady Sodowe *) Inowroclaw-Matwy, Polska Sposób karbonizacji w procesie wytwarzania sody oraz urzqdzenie do stosowania tego sposobu Patent trwa od dnia 28 maja 1955 r.

Przy wytwarzaniu sody proces karbonizacji prowadzony w kolumnach wyposazonych w pa- sety przebiega z duzymi stratami reagujacych ze soba skladników, przy czym doprowadzenie ukladu do stanu optymalnej równowagi jest niemozliwe.

Sposób wedlug wynalazku eliminuje przytoczo¬ ne wady i pozwala na znaczne zmniejszenie strat surowców bioracych udzial w reakcji, a tym sa¬ mym umozliwia podwyzszenie wydajnosci.

Sposób wedlug wynalazku wprowadza zmiane parametrów procesu, a mianowicie stezenie roz¬ tworów, temperatury i cisnienia, co jest zwiazane ze zmianami konstrukcyjnymi urzadzenia.

Wiadomo, ze szybkosc procesów przebiegaja¬ cych w ukladzie niejednorodnym i odbywajacych sie na powierzchni zetkniecia faz, jest proporcjo- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórcami wynalazku sa inz. Leon Mischke i dr Ernest Pischinger. nalna do tej powierzchni. Poniewaz wymiana chemiczna moze sie odbywac tylko na skutek spotkan miedzy czasteczkami, a spotkania te moga sie odbywac tylko na powierzchni dwu faz, nalezy dazyc do takiego stanu, aby jak najwiek¬ sza liczba reagujacych pomiedzy soba czasteczek znajdowala sie na tej powierzchni.

Zastosowanie wiec zasady rozwiniecia jak naj¬ wiekszej powierzchni reakcyjnej warunkuje szybkosc doprowadzania stanu ukladu do opty¬ malnej równowagi, dla danych warunków tempe¬ ratury, cisnienia i stezenia roztworów w jakich proces przebiega.

W istniejacych rozwiazaniach konstrukcyjnych kolumny zasada rozwiniecia jak najwiekszej po¬ wierzchni reakcyjnej nie znalazla w pelni zasto¬ sowania. Proces karbonizacji przebiega prawie na calej wysokosci aparatu, a wysokosc kolumny jest prawdopodobnie wypadkowa zachodzacych reakcji.W urzadzeniu wedlug wynalazki* przedstawio¬ nym na jysunku, kolumna zostala podzielona na 3 funkcjonalne czesci ^krystalizator A, reaktor B i plucznik C. '*' Dotychczas stosowane paseiy w górnej czesci kolumny zostaly wyeliminowane. Krystalizator A pozostaje jako niezmienna czesc dolna znanej kolumny, w której nastepuje ochlodzenie cieczy po reakcji z równoczesnym wypadaniem krysz¬ talu NaHCOz, który winien byc mozliwie duzy.

W celu zachowania najodpowiedniejszych warun¬ ków procesu krystalizacji, chlodzenie powinno byc powolne i stopniowe.

Chcac zachowac podane warunkj zmieniono obecnie stosowany sposób podwójnego chlodze¬ nia na chlodzenie jednociagowe.

Reaktor B znajduje sie w srodkowej czesci ko¬ lumny i zajmuje okolo 1/z wysokosci znanej pa- setowej czesci kolumny. W tej czesci kolumny odbywa sie glówna reakcja, tworza sie. zarodki krystalizacyjne NaHCOg i nastepuje duze przesy¬ cenie roztworu zalezne od temperatury panujacej w reaktorze. Slup cieczy miedzy reaktorem B i plucznikiem C zostaje przerwany.

Gaz górny doprowadza sie w miejscu 2 nad zwierciadlo cieczy w krystalizatorze, skad wymie¬ szany z reszta nieprzereagowanego gazu dolnego, doprowadzanego do kolumny w miejscu 4 po¬ przez specjalne urzadzenie % siatki lub tkaniny do rozwiniecia fazy gazowej, przecho4za przez slup karbonizowanej cieczy. Do gazu górnego dodaje sie wedlug wynalazku 100%-owego NHs w ilosciach wynikajacych ze stezen roztworów.

Reakcje nalezy prowadzic w temperaturze pod¬ wyzszonej dq pjcolo 70% C.

Plucznjfc C p konstrukcji skruberowej zajmuje pozostala pasatowa czesc kolumny li ma za zada¬ nie zaabsorbowac j. zawrócic do procesu nieprze- reagowane ijosaj CQ2 i porwane z reaktora z ga¬ zem czastki amoniaku.

Nowa konstrukcja kolumny stwarza odmienne warunki przebiegu procesu karbonizacji i krysta¬ lizacji.

Ulegaja bowjem zmianie temperatura, cisnie¬ nie i stezenie ffCO's, WH'a i CV w poszczególnych czesciach kolumny, a zatein podstawowe para¬ metry tak reakcji chemicznej jak i procesu kry¬ stalizacji.

W wyniku tych zmian konstrukcyjnych i przez nie wywolanych zmian parametrów reakcji che¬ micznej i procesu krystalizacji, zachodzi w nowym ukladzie bardziej scisle___iozgraniczenie poszcze^ _ Silnych faz procesu, odbywajacego sie w ko- mnTe, ~ Poczawszy od wejscia cieczy do kolumny w miejscu 1 w czesci C zwanej plucznikiem za¬ chodzi wychwytywanie nieprzereagowanego COt przez co nastepuje wzrost stezenia HCO's a w konsenkwencji zmniejszenie preznosci paT amoniaku co znowu przeciwdziala wydmuchiwa¬ niu amoniaku. Efekt jest tym wiekszy, im nizsza jest temperatura cieczy doprowadzanej z karbo- natora.

W rezultacie wchodzi do reaktora B strefy glównej ireakcji ciecz o wiekszym stezeniu HCO's i NH*4, co wplywa korzystnie na przebieg reak¬ cji. Nastepstwem Teakcji jest wydzielanie sie du¬ zych ilosci ciepla w jednostce czasu na stosun¬ kowo malej przestrzeni. Powoduje to odmienny od dotychczasowego rozklad temperatur w tak zwanym krystalizatorze A, Wyzsze stezenie HCO's, wysoka stosunkowo temperatura i zmniejszone cisnienie calkowite w reaktorze na skutek przerwanego slupa cieczy miedzy reaktorem a plucznikiem wymagaja pod¬ niesienia stezenia NH*4. ? W ten sposób zostaje calkowicie wyeliminowa¬ ny iszkodliwy wplyw wysokiej temperatury na stan równowagi, a wykorzystany wzrost stezenia HCO's.

W reaktorze 4zieki wysokiej temperaturze szybko zachodzi proces karbonizacji i zostaje osiagniety wysoki stan nasycenia, natomiast ilosc powstalych zarodków krystalizacyjnych jest sto¬ sunkowo mala.

W krystalizatorze A — pod warunkiem równo- miernego i stopniowego prowadzenia procesu chlodzenia, odmiennie od dotychczasowego, za¬ chodzi proces krystalizacji, który w stosunkowa wysokieij temperaturze 35°Cr przy wzgje4nie malej ilosci zarodków w cieczy wprowadzanej przez przewód 5 do krystalizatora, pozwala na otrzymanie grubego, czystego krysztalu, dajacego sie latwo odsaczyc i przemyc. O4prowadzenie cieczy z krystalizatora A nastepuje w miejscu 3.

Wprowadzenie zmian stezenia amoniaku i tem¬ peratury piozwala na zwiekszenie wydajnosci pro¬ cesu oraz na otrzymanie grubszego krysztalu. 2. astrzezenia patentowe 1. Sposób karbonizacji w procesie wytwarzania sody, znamienny tym, ze do reaktora wprowa¬ dza sie 100%-owy NH* w celu podniesienia stezenia jonów NH*4 i reakcje prowadzi w tem¬ peraturze podwyzszonej do okolo 70° C.2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze krystalizacja prowadzi sie w temperaturze 35°C. 3. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze podzielone jest na 3 funkcjonalne czesci, a mianowicie kry- stalizator A, reaktor B i plucznik C. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze posiada dla gazu górnego przegroda w postaci siatki lub tkaniny.

Inowroclawskie Zaklady Sodowe