Способ очистки серосодержащих загрязнений с теплопередающих поверхностей,преимущественно из графитопласта

 

„.SU„;, 1033837

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

F 28 G /00

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВЪ

ГОСУДАРС ПЗЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОХНРЬГГИЙ. (21) 342)648/28-12 (22) 08.04.82 (46) -07.08.83.Бюл. М 29 (72) Д;А.Салиженко, О.И.Бочкарева, И.Ç.ЭйФер, Д,И.Лозовский, Г.A.}}àðüêîâ и И.Г.Шимко (53) 62>,565;94(088.8) (56) 3. Патент Великобритании .

И 1392813, кл. С1А, опублик. >975.

2. Опыт проектирования и строительства предприятий химической про,мышленности. Отчет ГИПРОИВа.-Мытищи, >967 (прототип). (54)(57) СПОСОБ 04ИСТКИ СЕРОСОДЕРЖАИ}ИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ С ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ИЗ ГРА"

ФИТОПЛАСТА путем обработки их входными растворами сульФита натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения зФФективности процесса удаления загрязнений, обработку ведут водным раствором, содержащим

40-80 г/л сульФита натрия, 1-5 г/л минеральной кислоты при рН 7,0-7,8 и температуре 60-95оС в течение -3 ч.

1 10

Изобретение относится к способам очистки поверхностей от загрязнений, содержащих элементную.,серу; предназначенных для обогрева емкостей, которые находят широкое применение в

;различных отраслях народного хозяйства, в частности в области получения высокомодульных вискозных волокон, где возникает не- .

; обходимость обогревать растворы„ используя тепло более горячих жидкостей, а также во всякого рода теплообменниках.

Для регенерации отработанных технологических растворов, например, производства высокомодульного волокна, в котором перед кристаллизацией сульфата натрия необходимо выпаривать избыточную воду, эффективно применяют многоступенчатые вакуумвыпарные установки.. В этом случае расход пара на одну тонну выпаренной воды снижается с 1,2 до 0,4 т (для трехступенчатой установки ).

Специфика технологии высокомодульного волокна заключается в том, что применяют низкотемпературное Формование (температура ванны 32 С), при этом в ванне образуется большое количество мелкодисперсной серы, а при наличии относительно больших концентраций поверхностно- активных веществ очистка от этой серы методом Фильтрации или другими методами малоэффективна. Кроме того, за счет растворенного и диспергированного в ванне сероводорода дополнительно образуется мелкодисперсная сера. Подвергая такую ванну выпариванию на многоступенчатых аппаратах даже по линии . вторичных паров, на греющих поверхностях образуются отложения серы, снижающие эффективность тепловых процессов (эффективность снижается в 2 раза через 7-10 дневный срок работы).

Поскольку состав ванны, содержа. щей серную кислоту в количестве

7"154 при высокой температуре является агрессивным, то в качестве теплопередающих поверхностей используют углеграфитовые материалы марки

АТМ-1 (антегмит ), ATN-lT, Как показали испытания на хими,ческую стойкость графитопласта марки АТМ-l материал не обладает достаточной стойкостью в широко применяющихся в настоящее время растворах сульфида натрия.

Известен способ удаления отложений серы с различного рода поверхностей, например с диабона, кибуша, с помощью растворов щелочи, сульфида натрия, соды при температуре жидкости выше температуры плавления элементной серы в течение 1-3 сут (диабон и кибуш — материалы, устойчивые в средах разбавленных и концентри1О рованных растворов щелочей ) Г1 $.

В настоящее время в производстве искусственнь1х волокон процесс очистки теплопередающих поверхностей проводится только водой в течение

2-3 сут при 60-80 С по причине неустойчивости материала теплопередающих поверхностей к щелочным средам.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки теплопере-

2О дающих поверхностей путем промывки оборудования вакуум-выпарных установок сульфитом натрия (2 ).

Недостатками известного способа являются длительность очистки (около

2 40 ч), а также коррозия аппаратуры.

Цель изобретения - повышение эфФективности процесса удаления загрязнений.

Поставленная цель достигается тем, Зо что согласно способу очистки теплопе,редающих поверхностей от серосодержа33837 щих загрязнений путем обработки их водными растворами сульфита натрия, обработку ведут водным раствором, содержащим ч0-80 г/л сульфита натрия, 1-5 г/л минеральной кислоты при рН 7,0-7,8 и 60-95 С в течение 1-3 ч. о

3S условия непрерывной циркуляции раствора вокруг греющих поверхностей.Доста-, точен контакт поверхностей с моющйм раствором в течение 2-3 ч для полного удаления указанных загрязнений. для удаления с теплопередающих поверхностей, серосодержащих загряз40 ненни используют водный раствор сульфита натрия (сернистокислого натрия ) . концентрации яО г/л или 80 г/л с

1 добавкой минеральной кислоты (серная кислота ) из расчета, соответственно, 45 1 г/л-5 г/л 100/ -ной серной кислоты до рН 7,0-7,8, что необходимо не только для поддержания химической стойкости графитопласта, но и для ускорения. процесса растворения загрязнений, включающих помимо серы поверхностно-активные вещества, сульфаты и сульфиды натрия и тяжелых металлов, различные шламовые остатки. Создают

Пример 2. Процесс проводят так же,как и в примере 1,за исключением того, что используют раствор сульфита.натрия с концентрацией

60 г/и с добавкой серной кислоты

2,0 г/л до рН 7,0 и поддерживают тем" пературу 80 С в течение 1,5 ч. На поверхности трубки находилось отложений 1,5450 r, из них серы 94,5 ь.

В раствор перешло серы 1,4592 г (94,451), сульфатов 0,0020 г (0,133), 3 1033

Наличие сульфата натрия в растворе не сказывается на реакциях взаимодейсТВМН серы как с супьфитом натрия, так и с указанными веществами. Опти/ мальной температурой этого взаимодейо ствия является температура 95+5 С.

Однако следует отметить, что удаление серы и других загрязнений с по-. верхностей сульфитом натрия может проходить и при более низких темпе- 10 ратурах: 20+5оС, 60+5оС, 80+5 С, при этом скорость реакции сильно за висит от температуры. Для удаления одного и того же количества серы с одной и той же площади поверхностей и при более низких температурах врем" контакта увеличивается до 10 ч (т ем пера тура ниже 6 0 С ) .

Проведенные испытания свидетельствуют о том, что мате риалы ра эру- 20 .шающиеся в щелочных средах при высоких температурах, при 60- 100 С в среде водного раствора сульфита натрия (40-80 г/л ) с добавкой минеральной кислоты (1-5 г/л ) при величи- 25 не рН 7,0-7,8 обладают достаточной химической стойкостью, т.е. не корродируют.

Например из испытаний на химическую стойкость графитопласта марки 30 РТИ-1 в растворе сульфита натрия с концентрацией 80 г/л с добавкой серной кислоты 2 г/л до рН 7,6+0,2

;температура 90-95 С, время испытания

1000 ч, рН 7,55 ) следует,что nosepx-35 ность образцов графитопласта после испытания не изменяется и раствор остается прозрачным. Вес образцов изменяется на + 0,493, прочность материала íà > — 13, что соответству- 40 ет норме химической стойкости угле- графитовых материалов рН раствора после испытания — 7,65. Установлено, что графитопласт марки РТЮ-1 обладает достаточной стойкостью в растворе 4 сульфита натрия с концентрацией 80 г/л . при наличии добавки серной кислоты !

2 г/л, температуре 90-95 С и рН о раствора 7,6+0,2. Кроме того, введение минеральной кислоты в водный раствор сульфита натрия оказывает синергетическое действие, сокращая время растворения загрязнений с 40 до 1-3 ч.

Предлагаемый способ удаления от- 55 ложений элементной серы с греющих поверхностей, выполненных из материалов неустойчивых в щелочных средах

837" - 4

{ рН 8 ) при высоких температурах, может быть широко использован на производстве искусств нных волокон и нитей, а также в других отраслях химической промышленности- и промышленности в целом, При этом для достижения цели обязательным является сочетание использования волного раствора сульфита (сернистокислого ) натрия в концентрациях 40-80 гlл с введением добавок минеральной кислоты до величины рН раствора 7,0-7,8 {1-5 г/л ), созданием и поддержанием определенного температурного режима (60-100OC).

Время проведения- процесса должно составлять от 10 до 1 ч в случае разных температур (60-100 С ).

Оптимальной температурой является

95+5 С, при которой время процесса, достаточное для полного удаления отложений серы с поверхностей, составляет максимально 1-3 ч.

П р и и е р 1. Графитопластовую . трубку, покрытую слоем элементной серы, обрабатывают.: раствором сульфита натрия 40 г/л с добавкой серной кислоты 1 г/л, рН 7,5 при 95<5 С в течение 1 ч. По истечении указанного времени тоубка имеет глянцевую поверхность, полностью очищенную от каких-либо отложений серы, полученный раствор содержит небольшое количество твердых включений., Путем анализов установлено, что на поверхности трубки находилось отложений 1,4704 r (1003 ), осталось отложений 0,0000 г.в раствор перешло серы 1,4563 г (99,04 Д ), сульфатов

Q,0018 г (0,122 ), в виде твердых нерастворимых включений осталось

0,0123 г (0,843 ). Предварительный анализ отложений на трубке показал, что среди них 993 составляет сера.

Таким образом, в раствор перешло 100 содержащейся в отложениях серы.

Составитель 3.Акбергенова

Редактор О.Бугир Техред В.далекорей Корректор А.ференц

Заказ 5603/42 Тираж 672 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

S 10338 твердый остаток - 0,0838 г 15,42Ú ). Удаление серы с поверхности составило 1004.

Л р и и е р 3, Процесс проводят так же,как и в примере 1, sa исключением того, что создают рН раствора сульфита натрия 7,8 путем добавки серной кислоты 1,5 г/л и поддерживао I ют температуру 60 С в течение 3 ч. 10

На поверхности трубки находилось отложений 1,0306 r, из них серы 28,М, .В раствор перешло 1003 серы, что составило 0,2926 r (28,393 ot взято1 .массы ), твердый .остаток - 71,614. 15

" р и м е р 4. Процесс проводят так же,как в примере 1, за исключением того,Что используют водяый раствор, сульфита натрия с концентрацией 20

80 r/ë и добавкой серной кислоты

2 г/л, рН 7,5 при 80 С в течение

1,5 ч. На поверхности трубки нахо"у дилось отложений 2,8998, из них серы

95,33. 8 раствор перешло серы 2,764,25 что составило 1003 от имеющегося количества серы или 95,324 от исходно" го количества отложений, сульфатов

37 6

0,0038 г (0,13 ), твердый остаток0,1319 г (4,55 ь)

Пример 5. Процесс проводят также как и в примере 4, за исключевием того,что добавку серной кислоты увеличивают до 5 r/ë, рН 7,0 при 60 С. о На поверхности трубки находилось отложений 3,.8998 г, из них серы 95,.3>.

8 раствор перешло серы 3,7165 г, что составило 1003 от имеющегося «личества серы, сульфатов 0,0076 г (0,133), твердый остаток - 0,2638 r (",55ь) °

Анализ серы проводят методом об ратного иодометрического титрования тиосульфата натрия, образующегося при растворении серы в сульфите натрия. Сульфат-ион анализируют титрованием раствором хлорида бария 1с потенциометрической; индикацией точки эквивалентности или весовым методом.

Твердый остаток определяют после высуаивания весовым методом. По предва ! рительным анализам твердый остаток представляет собой разложившиеся органические вещества, в частности

"обрывки" молекул noaeðxíîñòío-активных веществ и полимеров.