Способ приготовления рассолов щелочных и щелочноземельных металлов и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к способам приготовления рассолов щелочных и щелочноземельных металлов и установкам для их осуществления . Оно может найти применение в химической промышленности, например, при производстве хлора, едкого натра, едкого кали, хлоратов щелочных и щелочно-земельных металлов по методу электролиза. Целью изобретения является интенсификация процесса растворения с одновременным получением холода. Способ приготовления рассолов осуществляют путем прокачивания растворителя через слой соли, при этом в качестве растворителя используют водную суспензию гидратов газа, выбранного из ряда: хлор, сероводород, фреон. Установка содержит бак с ложным днищем, на которое насыпают слой соли, рециркуляционный трубопровод , на котором установлен теплообменник , трубопровод подачи воды в кристаллизатор , трубопровод ввода гидратообразующего агента в кристаллизатор, соединенный с верхней частью бака. Кристаллизатор имеет трубопровод отвода водной суспензии гидратов газа, подсоединенный к баку под ложным днищем. При попадании в бак гидраты газа начинают плавиться с образованием воды и газообразного продукта , который интенсивно перемешивает раствор , при этом температура рассола понижается . 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (Л

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D4 В 01 F100

4 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3810027)31-26 (22) 06.11.84 (46) 23.01.87. Бюл. № 3 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) Э. А. Бакум (53) 66.061. 1 (088.8) (56) Якименко Л. M. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. — M.: Химия, 1974, с. 203 †2, рис. 4 — 8. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАССОЛОВ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬHbIX МЕТАЛЛОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам приготовления рассолов щелочных и щелочноземельных металлов и установкам для их осуществления. Оно может найти применение в химической промышленности, например, при производстве хлора, едкого натра, едкого кали, хлоратов щелочных и щелочно-земельных металлов по методу электролиза.

Целью изобретения является интенсификация процесса растворения с одновременным получением холода. Способ приготовления рассолов осуществляют путем прокачивания растворителя через слой соли, при этом в качестве растворителя используют водную суспензию гидратов газа, выбранного из ряда: хлор, сероводород, фреон. Установка содержит бак с ложным днищем, на которое насыпают слой соли, рециркуляционный Tpvбопровод, на котором установлен теплообменник, трубопровод подачи воды в кристаллизатор, трубопровод ввода гидратообразующего агента в кристаллизатор, соединенный с верхней частью бака. Кристаллизатор имеет трубопровод отвода водной суспензии гидратов газа, подсоединенный к баку под ложным днищем. При попадании в бак гидраты газа начинают плавиться с образованием воды и газообразного продукта, который интенсивно перемешивает раствор, при этом температура рассола понижается. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1284590

Форму.га изобретения

Изобретение относится к способам и устройствам приготовления рассолов путем растворения соли и может найти применение в химической промышленности, например, при производстве хлора, едкого натра, едкого калия, хлоратов щелочных и щелочно-земельных металлов по методу электролиза.

Цель изобретения — интенсификация процесса растворения с одновременным получением холода.

На чертеже представлена схема установки для приготовления рассолов.

Установка для приготовления рассолов состоит из цилиндрического с коническим днищем герметичного бака 1 с ложным днищем 2, люком 3 для загрузки соли, кристаллизатора 4 со змеевиком 5, насоса 6, теплообменника 7 и трубопроводов подачи воды в кристаллизатор 8, отвода водной суспензии гидратов газа 9 (соединенного с баком под ложным днищем) соединяющего верхнюю часть бака с кристаллизатором по газу 10, вывода насыщенного рассола из установки 11, подачи газообразного гидратообразующего агента в систему 12. Теплообменник 7 установлен на рециркуляционном трубопроводе 13.

Установка работает следующим образом (для примера рассмотрим работу установки с использованием в качестве гидратообразующего вещества хлора, а в качестве рассола — рассола NaCI) .

Пресная вода, подаваемая по трубопроводу 8, контактирует с газообразным хлором, подаваемым по трубопроводу 10 из верхней части бака в кристаллизатор 4, при охлаждении холодной водой, циркулирующей через змеевик 5, образует гидраты хлора при температуре — 287 К и давлении

200 КПа. Разность температур IК между равновесной температурой гидрообразования при давлении 200 кПа и температурой в кристаллизаторе достаточна для проведенния процесса гидратообразования с технически приемлемой скоростью.

Водную суспензию гидратов газа (15—

20О/р гидратов, остальное вода) по трубопроводу 9 направляют в нижнюю часть бака 1 под ложное днище 2, где она смешивается с циркуляционным насыщенным рассолом NaCI. При контактировании гидратов с насыщенным рассолом происходит плавление гидратов с образованием воды и газообразного хлора с поглощением тепла, в результате чего температура рассола понижается до — 273 К, концентрация рассола понижается. Рассол циркулирует в верхнюю часть бака через слой рассолосолевой суспензии, находящейся над ложным днищем, при этом часть соли растворяется, доводя концентрацию рассола до насыщения.

Согласно предлагаемому способу смещение гидратов с рассолом высокой концентрации приводит к состоянию, в котором гид5

45 раты находятся вдали от равновесных условий (из опытов известно, что повышение концентрации рассола на 1О/q приводит к понижению равновесной температуры существования гидратов на 0,5 — 0,6 градуса), а это вызывает интенсивный распад гидратов, сопровождающийся «микровзрывами» при освобождении гидратообразующего агента из каркасной решетки молекул воды, гидраты распадаются на разлетающиеся мелкие кристаллики, которые, в свою очередь, продолжают интенсивно разлагаться даже в потоке подымающегося вверх рассола через нижнюю часть насыпного слоя твердой фазы. Рассол находится в состоянии, похожем на кипение. Все это («микровзрывы» и подымающиеся пузырьки газа, освободившегося при разложении гидратов) способствует конвекции в диффузном слое, образованию в жидкости вихрей, приводящих к интенсивному перемешиванию ее, разрушению диффузного слоя у поверхности кристаллов соли, в результате чего скорость переноса вещества (соли) от твердого тела в раствор значительно выше, чем за счет молекулярной диффузии.

Для поддержания соли на ложном днище на определенном уровне ее добавляют в бак через люк 3. Охлажденный рассол при 273К прокачивается через теплообменник 7, производя охлаждение, в результате чего его температура повышается до 276К. Выходя из теплоооменника 7, рассол делится на два потока: один по трубопроводу 11 выводится из системы, а другой сжимается насосом 6 до давления, несколько превышающего давление в баке 1 (для компенсации гидравлических потерь при циркуляции рассола) и рециркулирует в нижнюю часть бака 1 под ложное днище 2. Масса гидратообразующего агента, уходящего из системы в растворенном виде с рассолом по трубопроводу 11, компенсируется подачей такого же количества газа в систему по трубопроводу 12.

Как показывает расчет, при приготовлении 1 кг рассола Nay! может быть получен холод на уровне 273 †27 в количестве

16,57 кДж/кг раствора без учета теплоты растворения соли.

В качестве гидратооб разую щего газа могут быть использованы также сероводород, фреон — 40.

1. Способ приготовления рассолов щелочных и щелочно-земельных металлов путем прокачивания растворителя через слой соли, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса растворения с одновременным получением холода, в качестве растворителя используют водную суспензию гид1284590

Составитель Т. Круглова

Редактор О. Бугир Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 7480/7 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ратов газа, выбранного из ряда: хлор, сероводород, фреон.

2. Установка для приготовления рассолов щелочных и щелочно-земельных металлов, содержащая бак с ложным днищем и люком для загрузки соли, трубопроводы подачи воды и вывода рассола и установленный на баке рециркуляционный трубопровод, отличающаяся тем, что с целью интенсификации процесса растворения с одновременным получением холода, она снабжена кристаллизатором, установленным на трубопроводе ввода воды, и теплообменником, установленным на рециркуляционном трубопроводе, при этом кристаллизатор имеет трубопровод ввода гидратообразующего агента, соединенный с верхней частью бака, и трубопровод отвода водной суспензии гидратов газа, соединенный с баком под ложным днищем.