Создание безотходной технологии в производстве кальцинированной соды (стр. 5 из 5)
При классической рассолоочистке тожу можно выделить из шлама компоненты. При этом процесс переработки шлама можно разделить на несколько стадий:
· Частичная нейтрализация шлама;
· Карбонизация частично нейтрализованного шлама;
· Фильтрование карбонизованной суспензии и промывка осадка мела;
· Получение основного карбоната магния.
В результате этой технология на й тонну соды можно получать 2,2·10–3 т основного карбоната магния, 0,6 м3 очищенного рассола NaCl, 1,3·10–3 т химически осажденного мела.
Технологии утилизации шлама дистилляции
Количество твердых отходов на стадии дистилляции оставляет 200–250 кг на 1 т выпускаемой соды.
В течение ряда лет одним из основных направлений по утилизации твердых отходов дистилляции являлась технология переработки шламов на мелиорант для химической мелиорации почв, кормовой добавки для кормления сельскохозяйственной птицы, комплексной добавки для сельскохозяйственных животных, использование в производстве вяжущих и цементного клинкера.
Технологии утилизации отходов гашения извести и известковой пыли производства извести и гидратированной извести
На эту тему существует много патентов и публикаций. Однако несмотря на положительный эффект, эти практические предложения не нашли применения в промышленной практике, по крайней мере на заводах СНГ. Это объясняется, по-видимому, тем, что затраты на вывод мелких отходов гашения из цикла, а так же улавливание пыли, превышает доход от применения при производстве строительных материалов. Поэтому на большинстве содовых заводов мелкие отходы гашения подвергают мокрому помолу и сбрасывают в шламонакопители. Фактически в отвалы и шламонакопители отводится улавливаемые известкова пыль и пыль улавливаемая мокрым способом при очистке газа известковых печей.
7. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
Процесс производства соды можно отобразить в виде суммарных реакций:
(1) 
(2)Задание №1: Рассчитаем материальный баланс по реакции (1) на 1000 кг NaHCO3 при a1=1 двумя способами.
Первый способ
Рассчитаем массу NaCl, NH3, CO2, H2O необходимую для получения 1000 кг NaHCO3.
Расчет будем вести по пропорции, где слева – реагент, справа – продукт.
M(NaCl)=23+35,5=58,5 кг/кмоль; M(NaHCO3)=23+1+12+16·3=84 кг/кмоль; M(NH3)=14 +1·3=17 кг/кмоль; M(CO2)=12 +16·2=44 кг/кмоль;
M(H2O)=16 +1·2=18 кг/кмоль, M(NH4Cl)=14 +1·4+35,5=53,5 кг/кмоль.
Масса NaCl, необходимая на взаимодействие:
Масса NH3, необходимая на взаимодействие:
Масса CO2, необходимая на взаимодействие:
Масса H2O, необходимая на взаимодействие:
Тогда масса образовавшегося хлорида аммония равна:
Второй способ
Рассчитаем число кмоль NaHCO3, которое соответствует 1000 кг.
Из уравнения реакции (1) число моль каждого из реагентов равно числу молей NaHCO3 и равно 11,905 кмоль.
Тогда массы реагентов и продуктов равны:
Задание №2: Рассчитаем материальный баланс по реакциям (1–2) на 1000 кг Na2CO3 при a1=a2=95 %.
(2)Найдем число молей Na2CO3, которое соответствует 1000 кг:
Из уравнения реакции (2) число моль каждого продуктов равно числу молей Na2CO3 и равно 9,434 кмоль при a2= 100%, но у нас 95 %
Тогда массы продуктов и продуктов по уравнению (2) равны:
Масса непрореагировавшего NaHCO3:
Результаты промежуточных расчетов по реакции (2) сведем в таблицу:
| Вещество | Приход, кг | Расход, кг |
| NaHCO3 | 1668,3 | 83,4 |
| Na2CO3 | – | 1000 |
| CO2 | – | 415,1 |
| H2O | – | 169,8 |
| Итого: | 1668,3 | 1668,3 |
Полученные данные используем для расчетов по реакции (1):
(1)Из предыдущих расчетов получена масса NaHCO3 равная 1668,3 кг и используем её для дальнейших расчетов.
Число кмоль NaHCO3 содержащееся в 1668,3 кг:
Из уравнения реакции (1) число моль каждого продуктов равно числу молей NaHCO3 и равно 19,861 кмоль при a1= 100%, но у нас 95 %.
Тогда массы реагентов и продуктов равны:
Масса непрореагировавших веществ:
Результаты расчетов по реакциям (1–2) сведем в общую таблицу.
| Вещество | Приход, кг | Расход (сумма по двум реакциям), кг |
| NaCl | 1223 | 61,15 |
| NH3 | 355,4 | 17,77 |
| CO2 | 919,9 | 46+415,1=461,1 |
| H2O | 376,3 | 169,8+18,8=188,6 |
| Na2CO3 | – | 1000 |
| NaHCO3 | – | 83,4 |
| NH4Cl | – | 1062,6 |
| Итого: | 2874,6 | 2874,6 |
Вывод: Для обеспечения работоспособности цикла, а это главный элемент безотходности технологии необходимо стремиться к степени превращения теоретической, т.е. 100 %. Для этого нужны новые конструкции аппаратов и новые технологические приемы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шокин И.Н., Крашенинников С.А., Технология соды: Учебное пособие для вузов. – М.: Химия, 1975. – 287 с.
2. Производство соды по малоотходной технологии: Монография/Ткач Г.А., Шапорев В.П., Титов В.М. – Х.: ХГПУ, 1998. – 429 с.
3. Зайцев И.Д., ткач Г.А., Стоев Н.Д. Производство соды. – М.: Химия, 1986. – 312 с.
4. ГОСТ 5100–85 Сода кальцинированная техническая. Технические условия. Дата введения 01.01.86.
5. Мельников Е.Я., Салтанова В.П., Наумова А.М., Блинова Ж.С. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений: Учебник для техникумов. – М.: Химия, 1983. – 432 с.
6. Федотьев П.П. Сборник Исследовательских работ. – Л.: 1936.
7. Панасенко В.А. Физико-химические основы получения кальцинированной соды с использованием диэтиламина: Дис. … канд. техн. наук: 05.17.01 – Харьков, 1992. – 203 с.
8. Михайлова Є.О. Одержання хімічно осадженого карбонату кальцію з відходів алмазного виробництва: Автореф. дис. на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук . – Харків. – 2006. – 20 с.
9. ГОСТ 8253–79 Мел химически осажденный. Технические условия.
10. Бикбулатов И.Х., Насыров Р.Р., Даминев Р.Р., Бакиев А.Ю. Способ утилизации основного отхода производства кальцинированной соды // Нефтегазовае дело, 2007. – С. 1–9.
11. Вольнов И.И. Перекисные соединения щелочноземельных металлов. – М.: Наука, 1983.
12. Пат. RU2189949, Россия, 2002.
13. Пат. RU2031858, Россия, 1995.
14. Пат. RU2065216, Россия, 1996.