Химия и химические технологии/7.Неорганическая химия

Лукьянчиков А.А., д.т.н., профессор Лобойко А.Я., Михайлова Е.Н.

Харьковский научно-исследовательский

институт основной химии «НИОХИМ»,

Национальный технический университет «ХПИ»,

г. Харьков, Украина

Исследование причин различной продолжительности пробегов элементов дистилляции производства соды

При регенерации аммиака из фильтровой жидкости содового производства при помощи известкового молока образуется малорастворимый сернокислый кальций, частично выпадающий в осадок. Выпавший в твердую фазу гипс частично кристаллизуется на стенках аппаратов и трубопроводов, что уменьшает их производительность. Чистка внутренних поверхностей аппаратов – трудоемкий процесс.

Проведено обследование, во время которого фиксировались показатели технологического режима и определялись физико-химические показатели, величина и изменение которых могут оказать прямое или косвенное влияние на режим дистилляции, который характеризует интенсивность образования отложения гипса.

Основные режимы станции дистилляции – полугидратный, двугидратный, смешанный, когда в дистиллерной суспензии содержится двугидрат и полугидрат, и карбонатный, применяемый совместно с двугидратным и смешанным. Карбонатный режим на станции дистилляции получается самопроизвольно при неисправности КДС или вследствие специального ввода флегмы в низ ТДС.

С целью выявления причин, влияющих на продолжительность работы дистиллеров проведено сравнительное изучение пробегов дистиллеров на содовых заводах Украины и России. Выявлен ряд причин, влияющих на продолжительность пробега дистиллеров – колебание двугидратного и полугидратного режимов, являющихся следствием температурного режима на станции дистилляции, давление верха и низа дистиллера, поступление иона карбоната из ТДС в дистиллер.

Выявлено, что интенсивность образования инкрустации в дистиллерах различных элементов не одинакова - она колеблется от 0,26 до 2,83 мм/сутки, в зависимости от режима работы станции дистилляции. В одном случае она составила 0,08 мм/сутки.

Длительность пробегов дистиллеров колеблется от 30 до 75 суток. Толщина отложений гипса в дистиллере тоже меняется в широких пределах от 12 до 116 мм. Следует заметить, что длительность пробега элементов дистилляции не находится в прямой связи с инкрустациями, т.е. большая длительность пробегов не всегда соответствует малым инкрустациям по разным причинам (очередность остановок элементов на чистку, внеплановые остановки смесителя и др.).

Проведенная работа позволила выяснить главные причины различной скорости инкрустации дистиллеров. Эти причины связаны с разнообразием режимов, имеющих место в производственных условиях.

Нам не удалось получить исчерпывающих сведений о составе твердой фазы. Картина идентификации кристаллов далеко не полная. Не всегда можно заключить в виде каких кристаллогидратов выпадает сульфат кальция. Это относится к результатам кристаллооптического анализа, когда не было обнаружено хорошо выраженных кристаллов двугидрата и полугидрата сульфата кальция. В случае, когда кристаллооптический анализ показывает двугидрат, рентгеноструктурный метод его не всегда обнаруживает. Для полугидрата такое несовпадение обычно не наблюдается. Когда твердая фаза не содержит ясно выраженных кристаллов двугидрата и полугидрата, рентгеноструктурный анализ также не показывает наличия кристаллогидратов. Можно предположить, что в этом случае образуется соединение, которое не идентифицируется. Это предположение нуждается в дальнейшей проверке. В случае, когда нет дигидрата и полугидрата сульфата кальция в твердой фазе дистиллерной суспензии наблюдаются следы или незначительное количество ангидрита сульфата кальция.

Связь между производительностью дистиллера и максимальной скоростью инкрустирования не всегда однозначна. Это связано с тем, что нагрузка дистиллера по фильтровой жидкости зависит от ряда других факторов - забивание смесителя и испарителя песком, недостатка фильтровой жидкости, перебоев с паром, известковым молоком и т.д.

Проведена оценка потери производительности элементов дистилляции, вследствие образования инкрустаций. Для случаев, когда скорость инкрустирования составляет 1,07 – 2,83 мм/сутки и 0,08-0,68 мм/сутки она составила 20 и 10% соответственно.