Способ концентрирования солевых растворов без внешнего подхода тепла

Способ концентрирования солевых растворов без внешнего подхода тепла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 12 с, 3

« двтоРсиое свидетельство HA иваБРетение

ОПИСАНИЕ способа концентрирования солевых растворов без внешнего подвода тепла.

К авторскому свидетельству Н. И. Гальперина и И. M. Либннсона, заявленному 3 января 1934 года (спр. о перв. № 139974).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 30 ноября 1935 года. (87) Использование теплоты нейтрализации при производстве различных солей известно давно и применяется в целом ряде солевых производств, как например, в производстве сульфата аммония по способу Фаузера и др., в производстве аммиачной селитры по методу Кестнера, Фаузера и т. д. Однако, отличительной чертой всех этих способов является йь, что количество удаляемой воды из об.разующегося при нейтрализации раствора в лучшем случае соответствует количеству теплоты, выделяющемуся при нейтрализации (считая, что каждые 640 са1 тепла могут испарить 1 кг воды).

Между тем в ряде случаев, в.особенности при применении сильно разбавленных кислот, как это, например, имеет место при производстве азотнокислого аммония, фосфорнокислого аммония и др., количество тепла, выделяющегося за счет реакции аммония и др., а равно за счет реакции нейтрализации между щелочью

1 (в данном случае аммиаком),и соответствующей кислотой, оказывается недостаточным для того, чтобы его можно было непосредственно пустить на крй. сталлизацию. Поэтому даже установки, использующие теплоту нейтрализации, в большинстве случаев бывают снабжены еще выпарными агрегатами, служащими для окончательного сгущения как получаемых растворов, так и маточных щелоков после кристаллизации, что вызывает значительный расход свежего пара.

Некоторым улучшением по сравнению с вышеуказанными методами является использование теплоты горччих щелоков или вторичного пара для подогрева вновь поступающих реагентов.

Однако и это улучшение почти всегда не освобождает от необходимости иметь вышеуказанные добавочные выпарные агрегаты, так как количество тепла, которое могут принести с собой в аппарат в виде жидкости основные реагирующие вещества, недостаточно для полной компенсации скрытой теплоты парообразования всей излишней воды.

Предлагаемый способ отличается от всех вышеуказанных способов тем, что пары воды, выделяющиеся из кипящего раствора, образующегося при непосредственном соединении щелочи и кислоты, отводятся во вторую часть аппарата, где служат для окончательного сгущения полуупаренного раствора, полученного при прямом смешении. Таким образом проводится двукратное использование тепла нейтрализации аналогично тому, как это применяется в давно известных двукорпусных выпарных аппаратах, с той только разницей, что предлагаемый апмарат,севершенно не требует никакого подвода острого пара со стороны.

В.случае необходимости соковый пар .мз второй части нейтрализационного аппарата может поступать в третью часть

-гого же аппарата, осуществляя таким образом принцип трехкратного использования тепла и т. д.

Применяя различное давление как в

-caNoH нейтрализационной камере, так и в соответствующих участках всего аппарата, где будет производиться окончательное, сгущение полученных в ней/ трализационной камере щелоков, имеет-ся возможность при любой концентрации

::исходных реагентов получить окончательно концентрированный для кристаллизации раствор, для чего потребуется только подсчитать необходимое количество

-ступеней упарки. Например, если при

",производстве нитрата аммония исходить из 50%-ой азотной кислоты и газообраз:ного аммиака, то теплоты, выделяющей-ся при нейтрализации, будет достаточно>

"чтобы упарить полученный раСтвор при:-/мерно до концентрации в 75%. При этом .на каждую тонну полученйого 75%-го раствора выделится около 330 кг пара .того х давления, под которым будет

"вестись процесс нейтрализации. Для получения 95% -го раствора потребуется

"еще из каждой тонны раствора удалить примерно 250кг воды. Указанных выше

;330 кг пара, выделившихся при нейтрализации, совершенно достаточно для испарения из 75%-го раствора этих 250кг

-остаточной воды.

Таким образом можно в данном случае обойтись двукратным использованием

-теплоты нейтрализации. Совершенно ана..логично можно рассчитать любое количе.ство ступеней упарки, которое потре"буется при более разбавленных кислотах.

В качестве иллюстрации двукратного использования теплоты нейтрализации .приведена следующая схема.

Йппарат состоит из двух частей А я Б. В часть А, работающую под некоторым избыточным, давлением, посту- . пают жидкие и газообразные реагенты.

<Образующиеся за сыт: нейтрализации пары воды под давлением пространства

А отводятся по трубопроводу 1 во вторую часть аппарата — Б, снабженную необходимыми нагревательными элементами.

Полуупаренная за счет теплоты нейтрализации жидкость из камеры А поступает по трубопроводу 2 в камеру Б, пройдя редукционный клапан. В -камере

Б жидкость находится под несколько меньшим давлением, чем в камере А, но в то же время достаточным для создания необходимой разности температур между кипящей жидкостью и поступающим сюда из камеры А горячим паром, Окончательная упарка жидкости в камере Б происходит, следовательно, частично за счет самоиспарения (за счет освобождающегося при редуцировании тепла), а главным образом за счет ис пользования теплоты дарового пара из камеры А.

Образующиеся в камере .Б пары могут быть либо использованы для подогрева поступающих исходных реагентов, либо для дальнейшей упарки в случае более разбавленных растворов, либо могут итти в конденсатор.

Сконцентрированные щелока из камеры В идут дальше для переработки обычным путем.

Таким образом предлагаемый способ позволяет при производстве солей обходиться совершенно без каких-либо затрат пара со стороны и даже в отдельных случаях еще получать отбросный нар низкого давления. Разумеется, этот способ избавляет также от необходимости установки дорого стоящих отдельных выпарных аппаратов.

Предмет изобретения.

Способ концентрирования соле вых растворов без внешнего подвода тепла, отличающийся тем, что теплоту нейтрализации щелочи кислотой используют неоднократно путем отвода паров воды кипящего .раствора во вторую и последующие камеры нейтрализационного аппарата.