Способ переработки раствора солей щелочных металлов вакуум- карбонатной сероочистки промышленных газов

 

и!)654542

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 04.01.77 (21) 2437891/23-04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл."С OID 5/02

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень ¹ 12 (53) УДК 661.8.532 (088.8) па делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (72) Авторы изобретения

А. П. Довгопол, В. В. Марков и В. И. Милютин (71) Заявитель Украинский научно-исследовательский углехимический институт (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРА СОЛЕЙ

ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ ВАКУУМ-КАРБОНАТНОЙ

СЕРООЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ

Настоящее изобретение относится к области переработки отработанных щелочных растворов сероочистки промышленных газов.

Известен способ переработки растворов солей щелочных металлов, например циркулирующих растворов углекислого натрия, получаемых при сероочистке коксового газа, заключающийся в том, что выведенный из цикла раствор подвергают упарке при температуре 60 — 75 С и вакууме 100 мм рт. ст. до концентрации солей, равной 50—

55%. Упаренный раствор затем обрабатывают метаном и водородом при температуре 800 — 850 С, получая при этом расплав, содержащий смесь карбоната, бикарбоната натрия и часть неразложившихся солей, а также отработанный газ, состоящий нз H2S, Н2, СО и СН4. Расплав солей охлаждают и растворяют в воде. Часть полученного раствора возвращают в цикл, а оставшееся количество раствора обрабатывают отработанным газом вышеуказанного состава, получая при этом сульфиды щелочных металлов (1).

Ближайшим решением поставленной задачи является способ переработки отработанного раствора углекислого калия, образующегося в процессе очистки коксового газа от сероводорода.

Сущность его состоит в упарке исходного раствора при температуре 90 С в течение

16 — 18 ч, охлаждении до температуры 20—

25 С (10 — 12 ч) и последующей дробной

5 кристаллизации, при которой вначале выделяют до 70% содержащихся в исходном растворе ферроцпанпда и сульфата калия и затем, после повторной упарки, с применением частичной плп полной карбонпзацпп

10 раствора, и охлаждения — 60 — 62% раствора углекислого калия.

Маточный раствор упарпвают, охлаждают, отделяют оставшиеся в растворе ферроцианид и сульфат калия и далее после

15 окончательной упаркп раствор обрабатывают метаном и водородом прп темпсратуре

700 †8 С.

Получаемый прп этом план солей охлаждают, растворяют в воде и затем в виде раствора возвращают в цикл для поглощения сероводорода пз газа, а оставшийся шлам сбрасывают в отвал.

Газовый поток, выходящий пз реактора после получения плава солей, содержащий водород, метан, СО, а также до 8% сероводорода, перед выбросом B атмосферу подвергают очистке частью получаемого раствора карбоната калия (2).

Недостатком известного способа являет30 ся сложность технологического процесса и

654542 наличие отходов производства. Целью настоящего изобретения является упрощение технологии процесса и ликвидация отходов производства.

Поставленная цель, согласно настоящему 5 изобретению, достигается тем, что упаренный раствор солей подвергают обработке серной кислотой в присутствии избытка кислорода при температуре 880 — 1200 С при соотношении 0,4 — 0,1 моль кислоты па 10 моль карбоната щелочного металла.

Сущность способа состоит в следующем.

Отработанный раствор солей щелочных металлов вакуум-карбопатной ссроочистки промышленных газов подвергают упарке до содержания в нем 30 — 40 /а солей, после чего его обрабатывают концентрированной серной кислотой в присутствии избытка кислорода пр и температуре 880 — 1200 С, исходя из соотношения 0,4 — 1,0 моль кислоты па 1 моль карбоната щелочного металла. Полученный расплав солей охлаждают, растворяют в воде и кристаллизацией выделяют целевой продукт — сульфат щелочного металла. 25

Пример. Переработке подвергают отработанный раствор солей вакуум-карбоРасход

Н $0„, моль на моль карбоната

Коэффициент расхода воздуха а

Температура процесса, сС

В ы ход продукта, у, Спосоо

700 — 800

66 — 84

Известный

0,7 — 0,8

0,95

0,35

850

85,0

1,0

1,05

95,0

98 5

1000

0,4

0,6

Предложенный

99,1

99,3

98,2

1,1

1,15

1,2

0,8

1,0

1,1

1250 с известным являются упрощение технологического процесса, значительное повыше30 ние степени выделения солей щелочного металла в виде товарного продукта — до 95—

99,3 / против 66 — 84 — при одновременном уменьшении примесей неразложившихся солей до 0,13 против 5 /, что приво35 дит к ликвидации отходов производства.

Как видно из таблицы, проведение процесса при температуре ниже 880 С, коэффициенте расхода воздуха а(1 и недостаточном количестве серной кислоты связано с неполнотой разложения роданидов и других солей, увеличением содержания примесей в растворе и накоплением сульфидов в результате ускоряющихся восстановительных реакций, что влечет за собой снижение степени выделения солей в виде товарного пр одукта.

Увеличение соотношения серной кислоты более 0,4 — 1,0 моля на 1 моль карбоната приводит к ее избыточному содержанию в растворе и, следовательно, загрязнению продукта.

Нерациональным оказывается также увеличение температуры выше 1200 С и значения а выше 1,1.

Таким образом, основными преимуществами предложенного способа по сравнению натной сероочистки коксового газа следующего состава (г/л): К СОз 120; КНСОз 28;

НСООК 82; KCNS 98,6; KHS 4,4; Кз > Оз

8,5; К $0 6,0; K4Fe(CN) g 5; KCN 1,5.

Раствор подвергают упарке при 95—

100 С в течение 1 ч до концентрации в пем солей 35а/е. Упаренный раствор затем подают в реактор в количестве 5 л/ч, куда также дозируется кислота в количестве

0,28 кг/ч, что равно мольному отношению кислоты к карбонату калия 0,6: 1.

Процесс обработки упаренного раствора кислотой проводят в присутствии избытка кислорода (коэффициент расхода воздуха а = 1,05) при температуре 1000 С. Полученный план растворяют в воде, после чего из раствора кристаллизацией выделяют около 1,85 кг/ч сульфата калия.

Степень его извлечения из раствора составляет 98,5 /а от содержания его в исходном перерабатываемом растворе.

В таблице приведены экспериментальные данные, подтверждающие оптимальность выбранных условий процесса, и сопоставлены показатели известного и предложенного способов.

Наличие примесей или отходов

Смесь солей в виде углистого шлама, до 5у,— отход

В растворе lo З примесей K,S.,O,, КСМ$, К $ К СОз

В растворе до 0,13 ;, примесей К $ ОЗ и KCNS

IlpHMccH К,S,Oä и КСМ$ и карбонаты отсутствуют

То же

Il

Раствор содержит до 0,5у, Н,SO4

Фор мул а изобретения

Способ переработки раствора солей щелочных металлов вакуум-карбонатной сероочистки промышленных газов, включающий упарку и термическую обработку с получением плава, растворение его в воде и выделение соли кристаллизацией, о т л и ч а ющ и.", с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса и ликвидации отходов производства, раствор после упарки под654542

Составитель Е. Джуринская

Редактор В. Минастекова Техред Н. Строганова Корректоры: И. Позняковская и Л. Бра"..нина

Заказ 191/4 1 13д. ¹ 243 Тираж 590 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, и1к Сапунова, 2 вергают обработке серной кислотой в присутствии избытка кислорода при темпсратуре 880 — 1200 С при соотношении 0,4—

1,0 моль кислоты на 1 моль карбоната щелочного металла.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. «Chem. попо ;, 1973, 80, № 24, р. 78—

79.

5 2. Сергеев . i. 11.. 11 Il>0 и в .Л. 1! . !<ыкi

Химия», 1958, ¹ -1, с. 52 (протот0ll).