Способ переработки железного купороса на пигментную окись железа и диоксид серы

Способ переработки железного купороса на пигментную окись железа и диоксид серы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК

15ц 4 С 01 G 49/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3688980/23-26 (22) 05.01.84 (46) 23.06.86. Бюл. У 23 (72) А.Ю.Тепехин, А.Д.Митрофанов, Р.М.Малышев, И.С.Сутягин, И.Г.Андро сов, А.В.Михеев, А.Я.Шмидт, И.П.Добровольский и 3.А.Козлова (53) 661.248 (088.8) (56) Беленький Е.Ф., Рискин И.В.

Химия и технология пигментов.-Л, .

Химия, 1960, с. 442-452.

Хазин Л.Г. Двуокись титана. -Л.:

Химия, 1970, с. 94-102. (54)(57). СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗНОГО КУПОРОСА НА ПИГМЕНТНУЮ ОКИСЬ ЖЕЛЕ3А И ДИОКСИД СЕРЫ, включающий обез„.Я0„„1239098 А1 воживание исходного сырья, прокалку его в атмосфере газового теплоно-сителя и последующую сухую очистку отходящих газов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения пигментных свойств окиси железа при одновременном повышении концентрации диоксида серы в отходящих газах и снижения энергозатрат, газо вый теплоноситель на прокалку подают с температурой 1100-1500 С в количестве 3;3-5,7 кг на 1 кг окиси железа, причем предварительно смешивают его с отходящими газами после очистки, взятыми в количестве 2-55Х от общего объема отходящих газов. 3

Изобретение относится к химической промьппленности и может быть использовано в лакокрасочном производстве для изготовления красных железоокисных пигментов и в производстве серной кислоты.

Целью изобретения является улучшение пигментных свойств окиси железа при одновременном повьш(енин концентрации диоксида серы в отходящих газах и снижении энергозатрат, П р и и е р 1. 3481 кг/ч семиводного железного купороса обезвоживают при 200 C. На прокалку поступает обезвоженный железный купорос в ниде моногидрата в количестве

2128 кг/ч и 42,1 кг/ч мазута. В процессе прокалки получают 1000 кг/ч окиси железа, 730,1 кг/ч диоксида серы и 90,2 кг/ч SÎ . На вход печи подают 5,7 10 кг/ч газового тепло6 о носителя с температурой 1100 С.

Предварительно его смешивают с

4„2 IO кг/ч отходящих газов, что составляет 55% их общего количества. В сернокислотзное производство поступает 3,4 "IO кг/ч отходящих газов с концентрацией диоксида серы 9%. Количество затраченной энергии на процесс составляет 5,,1

40 ИДж/ч.

Пример 2. Отличие от примера I "îñòîèò в том, что геплоноситель предварительно смешивают с

0,1 кг/ч отходящих газон, что составляет 2% их общего количества. В сернокислотное производство поступает 7,5 10 кг/ч отходящих газов с объемной концентрацией диоксида се". ры 5,1%. Количество энергии, затраченной на процесс прокалки, составляет 7,4 IO МЦж/ч, Пример 3. 3481 кг/ч семиводного железного купороса обезвоживается при 550 С; На прокалку поступает обезвоженный железный купорос в виде FeSO в количестве 1903 кг/ч и 42,1 кг/ч мазута. В процессе прокалки получают 1000 кг/ч окиси железа, 730 кг/ч диоксида серы и,90,,2 кг/

SO . Ha вход прокалки подают газовый тейлоноситель с температурой 1500 С в количестве 3,3 ° 10 кг/ч. При этом

2% отходящих газов в количестве

O,I-l0 кг/ч подают на смешение с 3 теплоносителем перед подачей его в печь. Отходящие газы 4,8 кг/ч поступают на сернокислотную переработку. Объемная концентрация диоксида. серы на сухой газ составляет 9%. Количество энергии, затраченной на процесс, еоставляет 5,7 10 ИДж/ч.

5 Пример 4. 3481 кг/ч семиводного железного купороса обеэвоживается при 400 С. На прокалку поступает обезвоженный железный купорос в ниде смеси PeSOg и FeSO

16 Й О в количестве 2030 кг/ч и

42,1 кг/ч мазута.. В процессе "прокалки .получают 1000 кг/ч окиси железа и окислы серы в количестве 802,3 кг/ч в пересчете íà $0п. Газовый теплоно-, I5 ситель 4,8.10 кг/ч с температурой

Э

1200 ". подают на вход прокалочной печи. Предварительно он смешивается с 1,0 10 кг/ч отходящих газов, что составляет 15% их общего количества.

20 В сернокислотное производство поступает 5,7 10 кг/ч отходящих r a-.

Ъ зив с концентрацией БО 7,4%. Количество затраченной энергии на процесс составляет 6,2 10 ИДж/ч;

25 Влияние количества теплоносителя перец прокалкой на количество диоксида серы в сухом газе, рН готового пигмента и затраты энергии (темпера- гура газового теплоносителя иа вхо Зо де 900 С) даны в табл. 1.

Влияние температуры теплоносителя на рН, содержание веществ, растворимых в воде, цветность готового продукта и затраты энергии (концентрация диоксидида серы 7%) даны в табл. 2„

Влияние рециркуляции газов на концентрацию SQ и затраты энергии (температура газового теплоносителя

1000 С).

Как видно из табл.1, при снижении количества тенлоносителя, подаваемс го на прокалку, концентрация диоксида серы возрастает, а затра45 ты энергии и рН падают. Для поддержания концентрации диоксида серы в пределах 5-9 об.X необходимо подавать теплоноситель в количестве

3,,3-5,7 кг на 1 кг окиси железа.

Снижение температуры теплоносителя ниже 1100 С (ниже нижнего предела)

5Î * о

4 нецелесообразно, так как концентрация диоксида серы будет-ренее 5 об.X,: что меньше допустимой величины концентрации SO< в отходящих газах, подаваемых на сернокислотное производство в контактные аппараты. Повьппение температуры теплоносителя выше

1500 С (выше верхнего предела) нет!

239098 целесообразно, так как выигрыша в затратах энергии почти нет, а концентрация газов настолько достаточная, что дальнейшее ее повышение более 9 об.7. приводит к тому, что степень превращения SO в SO в контактных аппаратах в сернокислотном производстве резко падает, а во избежание этого необходимо разбавление газов перед подачей их на контактные аппараты.

При подаче теплоносителя на проо калку с температурой 900 С в количестве выше 9,6 кг на 1 кг окиси концентрации диоксида серы становится более 3,1 об.Х, но при этом рН готового продукта понижается,(менее 5), что не допустимо по техническим условиям, предъявляемым к крас-. ному железоокисному пигменту.

Из табл.2 видно, что для повышения рН готового продукта необходимо повышение температуры теплоносителя.

При содержании SO в газах на уровне

i об.7. повышение температуры теплоносителя приводит к повышению рН пигмента с 4,1 нри 900 С до 5,9 при

1100 С и до 7,0 при 1500 С. Следовательно, ниже температуры 1100 С подавать теплоноситель нецелесообразно, так как рН падает (ниже 5}, что недопустимо по техническим усло-. виям. Однако с увеличением температуры теплоносителя в пигменте снижается количество веществ, растворимых в воде, что сопровождается потемнением красного пигмента от ярб ких тонов при 900-1100 С до грязновато-синих при 1600 С. Последнее недопустимо по техническим условиям..

Поэтому повышение температуры теплоносителя выше 1500 С недопустимо.

Аналогичный процесс наблюдается и при концентрации $0 газах на уровне 5 об.Х, при этом качество продукта еще выше (при 11000С рН 6,5).

При концентрации 9 об.Х, при 1100 С рН 5,1. При повышении температуры одновременно снижается содержание веществ, растворимых в воде, что так. же повышает качество готового про- . дукта.

В табл. 3 показано влияние. количества подаваемых отходящих газов на смешение с теплоносителем перед прокалкой на концентрацию диоксида серы в сухих отходящих газах и на затраты энергии. Данные табл. 3 показывают, что с повышением доли отходящих газов, подаваемых на смешение, Π— 607 концентрация SO в сухих гаЯ зах увеличивается от 5 до 9,5 об.Х, а затраты энергии на процесс снижаются при этом на 367.. Увеличение доли отходящих газов, подаваемых на смешение с теплоносителем, выше верхнеrо предела (55Х) неэкономично, поскольку повышение концентрации (выше 9 об.7) нецелесообразно.

Снижение доли отходящих газов, подаваемых на смешение (ниже нижне25 го предела — 2 об.7) нецелесообразно, так как в сумме эксплуатационные затраты (затраты электроэнергии на перекачку отходящих газов, ремонт и т.д.) и капитальные (стоимость электродвигателя, дополнительного газохода и т;д) в стоимостном отношении превышают данные от зкономии энергии, необходимой на процесс.

Предлагаемый способ переработки железного купороса на окись железа и диоксид серы позволяет улучшить качество готового продукта, т.е. повысить рН с 5,2-6,5 др 5,9-7,0, снизить содержание веществ, растворимых в воде, с 0,4-1,0 до 0,1-0,57 и

40 сохранить цветность пигмента, предусмотренную техническими условиями.

При этом возможно получить концентрированный.по S02 отходящий после прокалки газ с 5-9 об.7 диоксида

4> серы и испольэовать его в сернокис1 лотном производстве, а также сократить расход энергии на 25-607.

1239098

Таблица 1

Количество 3,1 3,3 3,6 4,1 4,8 5,7 .7,2 9,6 13,3 16,0 теплоносителя перед прокалкой, кг/кг

Количество р11 готового продукта

Затраты энергии на процесс, X

Ъ аблнца 2

Температура теллоносио теля, С

1300 1400 1500 1600 рй готового продукта

4,5

6,8

6,9 7,0 7,0

Содержание веществ, растворимых

s воде,X

0,9

0,7

0,5

0,4

0,3

0,2

О,l

0,1

Цвет

Оранaeso красный

Оранжевокрасный

Яркокраснцй

КрасНЫЙ

Красный

Крас" ный

100

59 57 56

74 диоксида серы в сухом газе, об.Ж.

Затраты энергии на лроцесс, Х

99 90 80 70 60 50 41 31 20 15

4 0 4,0 4,1 4,1 4,2 4,4 4,7 5 0 5 6 6,4

90 92 95 100 108 119 133 160 195 1225. Крас- нова" то-синева ней оттенок

Крас» ный грязновато»

c IlNHN оттенок!

239098

Таблица 3

О 5,1 5,2 5 ° 4 6,0

Затраты энергии ив процесс яро" калки, 3

Составитель Л,Темирова

Текред П.Олейник

Корректор В.Бутяга

Редактор И. Гунько

Заказ 3349/18

Производственно-полиграфическое предприятие, r.уигород, ул.Проектная,4

Дое отходащйх Газов подаваеиых ив сиеаеиие, Х

Коицеитрвиия Sot 9

asË

«Ю

0 2 5 10 20 30 40 50 55 60

l00 99 97 95 88 8) 77 71 68 64

Тирам 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5