Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
ПОЛУЧЕНИЕ БЕЗВОДНОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ИЗВЕСТНЯКА
Получение хлорида кальция этим методом заключается в растворении известняка в соляной кислоте, в очистке образующегося «сырого» (неочищенного) раствора СаС12 от примесей и в обезво живании его. Продукт получается более чистым, чем из отходящих жидкостей содового или хлоратного производства.
Растворение известняка (куски не больше 50 мм) производят в стальных баках, футерованных двумя слоями диабазовой плитки. В нижней части растворителя имеется решетка из диабазовых плиток, поддерживающая загружаемый известняк. Соляную кислоту, разбавленную до 14% НС1, подают из напорного бака. Образующийся раствор СаС12, вытекающий из растворителя через штуцер в нижней его части по винипластовой трубе, должен содержать не больше 14 г/л свободной кислоты. Этого достигают, поддерживая определенную высоту слоя известняка.
Выделяющиеся из растворителей газы, содержащие С02 и HCl, протягиваются вентилятором через керамическую башню, заполненную известняком и орошаемую разбавленным раствором хлорида кальция. Вытекающий из башни раствор, содержащий 300— 350 г/л СаС12, примешивают к основному раствору.
Получающийся сырой раствор, содержащий 450—600 г/л СаС12, очищают от примесей соединений Fe, Mg, А1 и SOf~. Очистку производят в стальном, футерованном диабазовой плиткой реакторе с пропеллерной мешалкой (30 об/мин). Вначале раствор очищают от сульфатов. В реактор заливают —10 м3 сырого раствора и вводят в него в сухом виде при перемешивании —15 кг хлористого бария. Осаждение сульфата бария заканчивается в течение 20— 25 мин. Затем раствор подогревают острым паром до 70—75° и добавляют к нему известь-пушонку для осаждения гидроокисей железа, магния и алюминия. После 40—50-минутного отстаивания раствор профильтровывают. Количество примесей в нем не должно превышать: 0,003 г/л Fe, 0,03 г/л SOf~, 0,025 г/л Mg. Раствор содержит немного Са(ОН)2 (в пересчете на СаО 2,8—3,5 г/л). Для получения безводного продукта в распылительной сушилке раствор должен иметь нейтральную или слабощелочную реакцию: при значительной щелочности раствор вспенивается, что затрудняет работу разбрызгивающей форсунки. Нейтрализацию избыточной щелочности осуществляют, добавляя при перемешивании соляную кислоту в сборник очищенного раствора. Затем очищенный раствор проходит через пенный аппарат (см. ниже), где его концентрация повышается до 700 г/л СаС12, и поступает на обезвоживание.
Обёзвоживание хлорида кальция производят, распыляя раствор В потоке горячего газа. Стальная сушильная башня изнутри выложена листом из стали 1Х18Н10Т и имеет диаметр 5,5 и высоту
11 м с коническими верхней и нижней частями. Вокруг нижнего основания верхнего конуса с наружной стороны расположен желоб ' высотой около 0,5 м, из которого раствор СаС12 подается в форсунку. Распыление раствора производят предварительно высушенным сжатым воздухом (Заг). В верхнюю часть сушильной башни поступает топочный газ, получаемый сжиганием природного газа, разбавленный воздухом для понижения его температуры до 500°. Распыленный раствор и горячий газ движутся в сушилке прямотоком сверху вниз. При этом вода из раствора выпаривается и образуется почти безводный продукт в виде сухого порошка. Часть СаС12 оседает внизу баш - V ни и скапливается в конусном бункере. Большая часть продукта уносится потоком воздуха и улавливается в двух параллельно работающих циклонах. Продукт выгружают как из циклонов, так и из башни и упаковывают в барабаны из оцинкованного железа.
Газ, выходящий из циклонов, уносит значительное количество хлорида кальция(2—2,5г/ж3). Для его улавливания применяют32 пенные аппараты, служащие одновременно и пылеуловителями и утилизаторами тепла газа; это тепло используется для выпарки раствора перед его поступлением в сушильную башню. Пенные аппараты, применяемые в разных отраслях промышленности, позволяют осуществлять очистку газов, абсорбцию, теплопередачу и другие процессы, происходящие при контакте газов с жидкостями с весьма большой интенсивностью 33'34.
Рис. 204. Пенный аппарат с ловушкой: |
/ — корпус агущрата! 2-реЙ. етка; З-^ввОД жидкости; 4 — отвод жидкости; S — порог; » —вливн'|я и сливная коробки;7 —Ввод газа; 8 — вывод газа; Ь — отбойная решетка; 10 — отбойный зонт; //-ловушка; 12-Отвод утечной жидкости; 13 — выхлоп газа; 14 — смотровое отверстие. |
Пенный аппарат (рис. 204), диаметром 2,2 м и высотой 4,1 м, имеет горизонтально расположенную решетку с отверстиями 6 мм. Живое сечение перфорированной части решетки составляет 21%. Раствор подается на решетку с одной стороны, течет по ней в виде слоя пены и отводится с решетки с другой стороны. Газ поступает в аппарат снизу и, пройдя через отверстия решетки, вспенивает находящуюся на ней жидкость. При скорости газа в полном сечении аппарата 1,5—3,5 м/сек создается высокая турбулентность газо-жидкостной системы, обеспечивающая интенсивное протекание процессов в этой системе, в данном случае улавливания пыли хлорида кальция и теплообмена. Схема установки для очистки газа от хлорида кальция показана на рис. 205. Очищенный раствор СаС12 предварительно проходит через пенный аппарат. Выходящий из него подогретый и выпаренный раствор концентрацией
СаСЬ до 700 г/л подают в сушильную башню. Выпарку раствора осуществляют отработанным газом, температура которого снижается от 150—160° до 80—90°. Улавливание брызг раствора, уносимых газом из пенного аппарата,
Производится в специальной ло - _____ Гаэ___ .м.
Вушке. "
Твердый гранулированный хлорид кальция можно получать смешением в барабане порошкообразных отходов безводного и частично обезвоженного СаС12 с непрерывно распыляемым раствором, содержащим более 50% СаСЬ. Смешение производят в потоке газа с температурой 200— 500°. Если температура массы 150—180°, то в результате высушивания массы при такой температуре получается продукт, содержащий от 3 до 13% Н20. Дальнейшей сушкой при 250—500° получают безводный продукт. В зависимости от требований к Продукту производят дробление и рассеивание массы, полученной
При первой ИЛИ второй сушке, С Оак|5- иасос.
Возвратом отходов в производственный цикл35'36. Запатентован способ гранулирования СаС12 • Н20 пропусканием расплава через узкое сопло под давлением, превышающим в 1,4—2,9 раз давление насыщенного пара над расплавом37.
ЛИТЕРАТУРА