Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Периодический процесс плавки связан с рядом неудобств. Поэтому промышленность переходит на непрерывные процессы.
При проведении плавки в открытых котлах при атмосферном давлении для перехода к непрерывному процессу применяют каскад котлов из нескольких подогревательных (4—6 шт.) и плавильных (7—9 шт.) котлов, замурованных в одну общую печь с обогревом твердым, жидким или газовым топливом. Непрерывный процесс плавки осуществляется за рубежом также по схеме, показанной на рис. 4-38 [126—128].
/
По этой схеме раствор каустической соды, содержащий 50—73 вес. % NaOH, подается через подогреватель в прямоточный испаритель, обогреваемый парами даутерма при 370—380 °С. Обезвоживание проводится в вакууме. Конечная концентрация твердого вещества ¦в плавленой щелочи достигает 99,5—99,9%. Смесь расплава щелочи
и водяного пара разделяется в сепараторе. Расплавленная щелочь может быть разлита в барабаны или подвергнута чепгуи-рованию или гранулированию. Испаритель выполняют из чистого никеля, остальную аппаратуру, соприкасающуюся с расплавом щелочи — из никеля или стали, плакированной никелем [129]. Стойкость никеля в этих условиях хорошая, однако в присутствии хлоратов резко снижается [126, 127, 130]. Поэтому при плавке каустической соды, полученной диафрагмен-ным способом и содержащей хлораты, вводят железную стружку или сахарозу для их разрушения. Для обогрева испарителя могут применяться различные вы-сококипящие органические соединения, например смесь дифенила с эфиром или низкоплавкие солевые смеси (смесь 40% NaNO2, 7% NaNO3 и 53% KNO3) [131, 132].
Проведение плавки каустической соды в вакууме позволяет снизить рабочую температуру процесса от 500—550 до 370—380 °С (без уменьшения степени обезвоживания) и затраты тепла на плавку. Понижение рабочей температуры повышает стойкость применяемых материалов
и примерно в 5 раз увеличивает срок службы аппаратуры для плавки.
В промышленности применялся метод плавки каустической соды в аппаратах Фредеркинга в вакууме. Обогрев аппаратов производился с помощью стальных змеевиков, залитых в чугунных стенках плавильных котлов. По змеевикам под высоким давлением циркулировала перегретая вода. ^
РЕГЕНЕРАЦИЯ РТУТИ ИЗ ШЛАМ0В И ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД OT РТУТИ
В производстве хлора и каустической соды электролизом с ртутным катодом всегда происходит потеря ртути, величина которой сильно зависит от состояния оборудования и общей культуры производства. На лучших предприятиях удельные затраты ртути на 1 т
Раствор щелачи (50-12 %)
Рис. 4-38. Схема установки для непрерывной плавки каустика с даутермовым обогревом:
1 — подогреватель; 2 — испаритель; 3 — сепаратор; 4 — барометрический конденсатор; 5 — эжектор; 6 — гидравлический затвор; 7 — сборник плавленой щелочи.
хлора колеблются от 150 до 300 г, на других могут быть выш и иногда достигают 500 г и более,
Обычно не удается установить точный баланс потерь ртути, так как основная доля потерь связана со случайными механическими потерями через неплотности аппаратуры, а также при ее ремонте и смене износившихся анодов.
Из регулярных потерь* связанных с технологическим процессом, наибольшее значение имеют потери ртути с вытекающим из электролизера анолитом. Содержание ртути в анолите нормально работающего электролизера обычно составляет 10—20 мг/л и при частых остановках и отключениях электролизеров может возрастать до 40— 60 мг/л [133]. Если в рассольном цикле применяется сульфидное обесхлоривание циркулирующего рассола, ртуть выделяется в виде малорастворимого сульфида и теряется вместе со шламами очистки рассола. Эти потери составляют 120—150 г/т Cl2 и при частых выключениях могут превысить эту величину в 2 — 3 раза.
Содержание ртути в шламах отделения очистки рассола невелико, что затрудняет ее регенерацию.
Для сокращения потерь ртути часто работу рассольного цикла организуют без сульфидного обесхлоривания. При этом в процессе донасыщения и очистки рассола ртуть не выпадает в осадок и не теряется. В этом случае потери ртути связаны с проливами и потерями рассола, что вносит дополнительные загрязнения в сточные воды. Сточные воды, загрязненные ртутью, образуются в основном при промывке электролизеров и другой аппаратуры при ремонте, а также при смывке полов. Помимо этого, загрязнены ртутью конденсат от холодильников водорода и хлора, сточные воды из гидрозатворов хлора и водорода. Сравнительно небольшие количества ртути теряются с водородом и. вентиляционными отсосами из карманов электролизеров. Выбросы вентиляционных отсосов в атмосферу загрязняют ее парами ртути. Очистка водорода и газовых выбросов от ртути была рассмотрена ранее (стр. 239).
В последнее время в США, Швеции, Японии и Канаде отмечены случаи отравления ртутью, содержащейся в воде [134]. В Швеции отмечено повышение содержания ртути в рыбе до 20 мг/кг, тогда как природное содержание ее составляет 0,05—0,2 мг/кг. По некоторым оценкам, общее поступление ртути за год в воды морей и океанов составляет около 104 т, в том числе около 50% за счет промышленных сбросов и применения в сельском хозяйстве препаратов, содержащих ртуть [134]. Поэтому в большинстве промышленных стран вводятся жесткие требования в отношении содержания ртути в газовых и жидкостных промышленных выбросах.
