Макет страницы
АММИАК ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА СОДЫ ПО АММИАЧНО-ХЛОРИДНОМУ МЕТОДУ
Известно, что по аммиачно-хлоридному способу производства соды раствор хлористого натрия, насыщенный аммиаком, подвергается карбонизации с помощью двуокиси углерода, что приводит к образованию бикарбоната натрия, который выпадает в осадок и отделяется фильтрацией. Бикарбонат далее прокаливается для получения карбоната натрия, в то время как маточный раствор после кристаллизации бикарбоната подвергается переработке с целью регенерации аммиака. Водный маточный раствор содержит в основном хлорид аммония, но если конверсия хлористого натрия неполная, то он также присутствует в растворе в достаточно большом количестве. В маточном растворе присутствует в незначительном количестве свободный аммиак и его летучие соединения, например бикарбонат и карбонат аммония, а также некоторые примеси из исходного раствора.
Операция по выделению аммиака из маточного раствора называется дистилляцией. Она проводится на установке, состоящей из колонны, в которой верхняя часть функционирует как нагреватель и нижняя часть как перегонный куб, резервуара с мешалкой, называемого предварительным известкователем, и предназначенного для введения добавок основания, например извести или известкового молока. Пар подается на дно куба и выполняет роль нагревающего агента и носителя. В этой установке летучие соединения аммиака разлагаются в нагревателе, а продукты распада (аммиак и углекислый газ) вместе со свободным аммиаком уносятся восходящим потоком пара.
В известкователе хлористый аммоний разлагается под действием щелочи с образованием аммиака и хлорида металла, входящего в состав основания (хлористый кальций в случае использования извести). Куб служит для полного завершения процесса разложения хлористого аммония и перевода в паровой поток газообразных компонентов раствора.
Для обеспечения полного выделения аммиака щелочной агент всегда используется в избытке по отношению к стехио-метрическому количеству требуемому для разложения хлористого аммония.
Таким образом, метод предполагает постоянное использование избытка извести для полного удаления из маточного раствора хлористого аммония. При использовании извести с малой реакционной способностью избыток составляет около 10 %: это количество полностью теряется при удалении шлама из нижней части куба. Количество шлама тем больше, чем больше берется избытка извести. Если остаток от дистилляции сбрасывается в естественные водоемы, избыток щелочи создает в них повышенное значение рН, приводя к загрязнению окружающей среды.
Усовершенствованный процесс разработан Дж. Ферлатеном и П. Демили (патент США 4061718, 6 декабря 1977 г.; фирма «Сольвей энд Сай», Бельгия). По этому методу раствор нагревается для удаления свободного аммиака, остаток раствора обрабатывается в известкователе известью в количестве, недостаточном для полного разложения хлористого аммония, и в кубе подвергается воздействию пара и гидроксида щелочного металла в количестве, достаточном для полного разложения остающегося количества хлористого аммония. На рис. 12 приведены схемы известного и усовершенствованного процесса.
Цифрой / обозначен нагреватель, 2 и 2' — куб (или кубы); 3 — известко-ватель; 4 и 5 — трубопроводы для подачи раствора из нагревателя в известко-ватель и оттуда в куб; 6 — подача фильтрованного раствора с установки получения соды, 13 — пластина, отделяющая зону нагрева и куб; 14 — вывод газов и паров из нагревателя; 7 — подача извефи или известкового молока; 8 — ввод пара в нижнюю часть куба; 9 — выход раствора и шлама из куба; 10 — подача раствора гидроксида щелочного металла; //, 12 — система рН-метррв, контрольное оборудование, регулирующее подачу гидроксида щелочного металла по линии 10.
При работе устройства по усовершенствованному методу раствор с фильтров Установки по производству соды, содержащий в основном растворенный в воде хлористый аммоний, свободный аммиак и хлористый натрий, проходит по линии 6 в нагреватель, где аммиак и углекислый газ захватываются восходящим потоком пара и подаются в верхнюю часть колонны 14. Из нижней части нагрева-
