¹ М.Х.Курбангалеева – к.т.н., доцент, ²Р.Х. Гиниятуллин –к.б.н.,с.н.с.

¹ Филиал Уфимского государственного нефтяного технического

университета в г. Стерлитамаке

г. Стерлитамак, Российская Федерация

² Институт биологии Уфимского научного центра РАН, г. Уфа

Применение извести в процессе регенерации аммиака в производстве кальцинированной соды

Производство кальцинированной соды аммиачным способом – это сложный многостадийный процесс, все звенья которого тесно взаимосвязаны друг с другом. Особенностью взаимосвязанных стадий производства кальцинированной соды является наличие циклических материальных потоков, компоненты которых на протяжении цикла претерпевают химические превращения. В отделении дистилляции протекают реакции разложения карбонатных солей аммония вследствие нагревания растворов и реакции разложения связанного аммиака при взаимодействии его с известковым молоком.

В себестоимости кальцинированной соды стоимость известкового молока занимает значительное место, поэтому уменьшение его на тонну соды при больших масштабах производства дает большой экономический эффект.

В работе [2] предлагается замена части известкового молока карбонатом кальция, что приведет к экономии известкового молока, уменьшению сброса отходов в шламонакопители «белое море», повышению концентрации хлорида кальция в дистиллерной жидкости.

Одним из эффективных направлений совершенствования отделения дистилляции в производстве кальцинированной соды является регенерация аммиака при помощи сухой извести.

Авторами изучена кинетика взаимодействия известкового молока и извести с хлоридом аммония (т.е. сравнение скорости протекания реакции разложения хлористого аммония – между хлористым аммонием с известковым молоком и хлористым аммонием с известью).

На рис. 1 приведены данные, отражающие зависимость концентрации аммиака от времени его при использовании Са(ОН)₂ и СаО.

Рис. 1 - График зависимости концентрации аммиака от времени при использовании Са(ОН)₂ и СаО.

Как видно из рис. 1, процесс разложения хлорида аммония при использовании Са(ОН)₂ и СаО происходит практически за одинаковый промежуток времени.

Замена известкового молока на известь требует введения нового оборудования. По анализу литературных данных в будущем при замене известкового молока на негашеную известь можно применить весовой дозатор для подачи извести в смеситель, который показан на рис. 2.

Рис. 2 - Весовой дозатор: 1-емкость весоизмерительная; 2-питатель винтовой; 3-затвор дисковый поворотный с пневмоприводом; 4-гибкая вставка.

Такие дозаторы предназначены для выгрузки сыпучих материалов, используются в технологических линиях предприятий во многих отраслях промышленности. Работа дозатора осуществляется следующим образом: приводы винтовых питателей бункеров последовательно и с заданной точностью производят загрузку весоизмерительной емкости. По окончании дозирования компонентов дисковый клапан, установленный в нижней части весоизмерительной емкости открывается, и взвешенная порция компонентов выгружается в смеситель и после времени, необходимого для успокоения системы, дозатор готов к набору следующей порции.

На основании проведенных опытов были рассчитаны материальные и тепловые балансы с использованием известкового молока и извести.

Таблица 1- Материальный баланс реактора- смесителя с использованием известкового молока и извести (в пересчете на тонну соды)

Позиции баланса	Известковое молоко (т)	Известь (т)
Приход
Жидкость из ТДС	1,1337	1,1337
Известковое молоко	0,5016
Известь		0,1200
Водяной пар	0,2800	0,2435
Итого	1,9156	1,4982
Расход
Жидкость из ДС	1,6632	1,241
Пар из испарителя	0,02	0,02
NH3 из ДС	0,0567	0,0567
Водяной пар из ДС	0,1754	0,1754
Итого	1,9153	1,4972

Таблица 2- Тепловой баланс реактора- смесителя с использованием известкового молока и извести Гкал/т соды

Позиции баланса	Известковое молоко (т)	Известь (т)
Приход
Тепло, вводимое с жидкостью из теплообменника	322,8	322,8
Тепло, вводимое с известью	177,6	5,0
Тепло, вводимое с паром	750,3	652,4
Итого	1250,7	980,2
Расход
Тепло, отводимое с газом теплообменника	11,7	11,7
Водяной пар	467,8	467,8
Тепло, отводимое с жидкостью ДС	771,2	500,7
Итого	1250,7	980,2

Как видно, из приведенных табличных данных по материальному балансу для получения одинакового количества аммиака при использовании известкового молока затрачивается в 0,78 раз большее количество продуктов реакций, чем при использовании извести. Тепло при использовании известкового молока затрачивается на 270,5 Гкал/т.соды больше, чем при использовании негашеной извести.

Таким образом, одним из эффективных направлений совершенствования отделения дистилляции в производстве кальцинированной соды является регенерация аммиака при помощи негашеной извести (вместо известкового молока), что приводит к снижению расхода пара.

Литература

1. Шокин И.Н. Производство кальцинированной соды и очищенного бикарбоната натрия / И.Н. Шокин, С.А. Крашенинников. – М.: Высшая школа, 1972. – 201 с.

2. Посторонко А.И. В Исследование регенерации аммиака из фильтровой жидкости содового производства/ А.И. Посторонко, //Науковi працi ДонНТУ, серiя: Хiмiчна промисловiсть, 2009. - С.127-131

3. Микулин Г.И., Поляков И.К. Дистилляция в производстве соды. – Л.: Госхимиздат, 1956. 348с.