CS270337B1

CS270337B1 - Method of sodium carbonate preparation for gaseous mixtures' admixtures trapping especially of sulphur dioxide

Info

Publication number: CS270337B1
Application number: CS883605A
Authority: CS
Inventors: Antonin Akademik Vlcek; Lubomir Doc Ing Csc Neuzil; Vaclav Ing Csc Bejcek; Karel Ing Csc Mocek; Jiri Ing Wald
Original assignee: Antonin Akademik Vlcek; Neuzil Lubomir; Vaclav Ing Csc Bejcek; Mocek Karel; Wald Jiri
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1990-06-13
Also published as: CS360588A1

Abstract

Na2CO3.XH2O where x is 7.5-10.5 or its mixt. with aq. Na2CO3 soln. is (i) thermally decomposed or subjected to microwave radiation at 32-35.3 deg . C or dried at upto 32 deg. C to lower the value of x to below 7.5. (ii) hydrate obtd. from (i) is then dried at upto 35.3 deg. C to lower the value of x to less than 4 and (iii) further dried at upto 450 deg. C to produce soda (Na2CO3) with an H2O content (x) of equal to or below 1.05 Starting material in (i) is obtd. conventionally from NaHCO3, sodium sesquicarbonate, Wegscheiders salt etc. - Soda prod. (I) is used to remove SO2 and nitrogen oxides from gas mixts. and is highly porous and reactive. (I) has a desulphurising efficiency of above 95%. (I) can also be used as an additive forsolid detergents and is easily transported with low dust content. Energy and time demands are lower than in prior art prepn.(0/0)

Description

(57) Řešení se vztahuje na způsob přípravy uhličitanu sodného, který je vhodný pro zachycování příměsí plynných směsí jako je zejména S0₉, případně též SO,, N0 , HC1, HF a pod..Výcnožím materiálem je hydrát uhličitanu sodného o obsahu vody daném relativním molárním zlomkem vody X_w f 10,5, nebo jeho směs s vodným roztokem uhličitanu sodného. Z výchozího materiálu se nejprve připraví tepelným rozkladem nebo mikrovlnným zářením - v rozmezí teplot materiálu 32 až 35,3θ C nebo sušením do teploty materiálu 32 C hydrát uhličitanu sodného s obsahem vody Χ_ω - 7,5. Ten se dále podrobí sušení při teplotě sušeného materiálu do 35,3 C dokud neklesne obsah vody v hydrátu uhliči- * tanu sodnéhc na X_w = 4. Poté se proces při- í pravý dokončí sušením při teplotě nad ’ 35,3 °C. Přitom dokončování sušení může již s výhodou probíhat nad 100 C v plynné • směsi obsahující příměs, která má být zachycena, takže dehydratovaný uhličitan sodný bezprostředně zachycuje příměs.(57) The solution relates to a process for the preparation of sodium carbonate which is suitable for capturing admixtures of gaseous mixtures such as, in particular, SO ₉ , possibly also SO 3, NO, HCl, HF, etc. relative molar fraction of water X _w f 10.5, or a mixture thereof with aqueous sodium carbonate solution. The starting material is first prepared by thermal decomposition or microwave irradiation - in the material temperature range of 32 to 35.3 ° C or by drying to a material temperature of 32 C sodium carbonate hydrate with a water content Χ _ω - 7.5. This is further subjected to drying at a temperature of the dried material to 35.3 C until the water content drops hydrate * uhliči- carbonate sodnéhc on X _w = 4. Then, the process completes as rights pri- drying at temperatures above '35.3 ° C. In this case, the drying can preferably be carried out above 100 DEG C. in the gaseous mixture containing the additive to be collected, so that the dehydrated sodium carbonate immediately entrains the additive.

Vynález se týká způsobu přípravy uhličitanu sodného pro zachycování příměsí plynných směsí, zejména oxidu siřičitého.The invention relates to a process for the preparation of sodium carbonate for the capture of admixtures of gaseous mixtures, in particular sulfur dioxide.

Pro suchou metodu zachycování tzv. kyselýchi příměsí z plynných směsí zejména S0₂ nebo též SO-j, Ν0_χ, HC1, HF ap. Lze použít vysoce reaktivní formu uhličitanu sodného, kdežto průmyslově vyráběný uhličitan sodný je к tomuto účelu nevhodný. Průmyslově se vyrábí bezvodý uhličitan sodný a krystalický dekahydrát uhličitanu sodného. Bezvodý uhličitan sodný má velmi nízkou reaktivitu i stupeň využití a dekahydrát se kromě týchž nedostatků navíc rozkládá při teplotě nad 32 °C, resp. nad 35,3 °C na hepťahydrát resp. na monohydrát a vodný roztok uhličitanu sodného. Přitom dochází к slepování zrn materiálu, к nalepováni na stěny a vzniká nízkoreaktivní forma uhličitanu sodného.For so-called dry method capture. Acidic impurities from gaseous mixtures, in particular also the S0 ₂ or SO-j _Ν0 χ, HC1, HF etc. A highly reactive form of sodium carbonate can be used, whereas industrially produced sodium carbonate is unsuitable for this purpose. Anhydrous sodium carbonate and crystalline sodium carbonate decahydrate are industrially produced. Anhydrous sodium carbonate has a very low reactivity and degree of utilization, and the decahydrate decomposes in addition to the same drawbacks at temperatures above 32 ° C and 32 ° C respectively. above 35.3 ° C for heptahydrate resp. to monohydrate and aqueous sodium carbonate solution. The grains of the material are glued together, glued to the walls and a low-reactive form of sodium carbonate is produced.

Dosud je známa příprava vysoce reaktivní formy uhličitanu sodného, tzv. aktivní sody, vznikající tepelným rozkladem hydrogenuhličitanu sodného a látlek Obsahující hydrogenuhličitan sodný jako je seskvikarbonát sodný, Wegscheiderúva sůl nebo jejich směsi za vhodných podmínek např. podle čs. objevu C. 26 nebo podle US patentu č.The preparation of a highly reactive form of sodium carbonate, the so-called active soda, resulting from the thermal decomposition of sodium bicarbonate and sodium bicarbonate-containing substances such as sodium sesquicarbonate, Wegscheider's salt or mixtures thereof under suitable conditions, e.g. No. 26 or U.S. Pat.

Nevýhodou přípravy aktivní sody z hydrogenuhličitanu genuhlifiitan sodqý je vysoké cena a značné množství oxidu při zachycování příměsi, ale i při přípravě aktivní sody·The disadvantage of the preparation of active soda from sodium bicarbonate is the high cost and considerable amount of oxide in the trapping of the admixture, but also in the preparation of active soda ·

Aktivní scndu lze připravit také sušením dekahydrátu vyšující 32 °C.The active scnda can also be prepared by drying the decahydrate above 32 ° C.

se nezbytnými časovými s energetickými nároky.with the necessary time and energy requirements.

568 569. ’ sodného a látek obsahujících hydrouhlifiitého, který se uvolňuje· nejen sodného při teplotě materiálu nepře-* Tento způsob je vzhledem к dostupné výchozí surovině výhodný ovšem vyznačuje568 569. ´ of sodium and hydrofluorocarbon-containing substances, which are released not only sodium at the temperature of the material.

Výhodnější se jeví způsob přípravy aktivní sody, kde dosušování hydrátu při obsahu vody odpovídajícím pentahydrátu nebo nižšímu hydrátu lze uskutečnit za teploty vyšší než 32 °C.More preferred is a process for the preparation of active soda wherein the drying of the hydrate at a water content corresponding to pentahydrate or a lower hydrate can be carried out at a temperature above 32 ° C.

Vynález řeší problém snížení energetické a časové náročnosti procesu přípravy aktivní sody. Jeho podstatou je, že se z výchozího materiálu, obsahující.hydrát uhličitanu sodného o obsahu vody daném relativním molárním zlomkem vody X^ 10,5 nebo jeho směsi 8 vodným roztokem uhličitanu sodného, připraví tepelným rozkladem nebo mikrovlnným zářením při teplotě materiálu 32 až 33,5 °C nebo sušením do teploty materiálu 32°C hydrát uhličitanu sodného s obsahem vody X_w = 7,5, získaný hydrát se podrobí sušení při teplotě hydrátu nejvýše .35,3 °C do obsahu vody = 4, načež se hydrát dále suší při teplotě nad 35,3 °C až do obsahu Vody.....The invention solves the problem of reducing the energy and time consumption of the active soda preparation process. It is based on the fact that from a starting material containing a sodium carbonate hydrate having a water content given by a relative molar fraction of water X = 10.5 or a mixture thereof with an aqueous solution of sodium carbonate, it is prepared by thermal decomposition or microwave radiation at a material temperature of 32-33 5 ° C or drying to a material temperature of 32 ° C sodium carbonate hydrate with a water content X _w = 7.5, the obtained hydrate is subjected to drying at a hydrate temperature of not more than .35.3 ° C to a water content = 4, followed by further drying above 35,3 ° C up to the water content .....

X _w - l»05. Relativní molární zlomek vody X^ je definován jako podíl.látkového množství vody a látkového množství NajCO^. .X _w - l »05. The relative molar fraction of water X X is defined as the fraction of the amount of water and the amount of Na množstvíCO ^. .

Výchozí materiál může být bud připraven známými poštupy z rážných surovin například hydrogenuhličitanu sodného, sesquikarbonátu sodného, bezvodé soli· Waschelderovy soli nebo může být přírodního původu s obsahem minerálních příměsí.The starting material can either be prepared by known feedstocks from caloric raw materials such as sodium bicarbonate, sodium sesquicarbonate, anhydrous salt of Waschelder salt, or it can be of natural origin containing mineral impurities.

Tepelný rozklad výchozího materiálu lze provádět zahříváním okolním mediem o teplotě nejméně 50 °C za vzniku suspenze pevného heptahydrétu uhličitanu sodného a vodného roztoku uhličitanu sodného až do teploty suspenze v rozmezí 32,1 až 35,3’ C, načež se při teplotě v rozmezí 32 až 35 °C separuje od roztoku pevný hydrát uhličitanu sodného 8 obsahem vody =* 7,5.Thermal decomposition of the starting material can be carried out by heating the surrounding medium at a temperature of at least 50 ° C to form a suspension of solid sodium carbonate heptahydrate and an aqueous solution of sodium carbonate up to a slurry temperature of 32.1 to 35.3 ° C. to 35 ° C separates solid sodium carbonate 8 hydrate from the solution with a water content = 7.5.

Přitom výchozím materiálem pro tepelný rozklad*může být s výhodou směs hydrátu a vodného roztoku uhličitanu sodného o objemovém složení nejméně 4 díly roztoku a nejvýše 6 dílů hydrátu. .The starting material for the thermal decomposition may preferably be a mixture of a hydrate and an aqueous solution of sodium carbonate having a volume composition of at least 4 parts of the solution and at most 6 parts of the hydrate. .

Hydrát uhličitanu sodného s obsahem vody X^ « 7,5 může být s výhddou připraven tak, že se pevný výchozí'materiál o obsahu vody X_w « 10,5 smísí s nasyceným vodným roztokem uhličitanu sodného v objemovém poměru alespoň 4 dílů roztoku na 6 dílů výchozího materiálu, čímž se umožní snadné míchání a zvýší se výrazně přestup tepla a rozklad se umožní snadné míchání a zvýší se výrazně přestup tepla a rozklad se uskuteční ve výrazně kratší době. Směs se tepelně rozloží vnějším přívodem tepla při teplotě okolí alespoň 50' °C. Vzniklý hydrát uhličitanu sodného s obsahem vody = 7,5 se od roztoku uhličitanu sodného separuje a separovaný roztok se může opět použít к směšování s výchozím roztokem nebo к přípravě hydrátu uhličitanu sodného s obsahem vody X^ « 10,5. Uvedenou směs alespoň 4 dílů roztoku a 6 dílů výchozího materiálu lze vytvořit při přípravě výchozího materiálu krystalizací tak, že krystaly se nechají usadit a část roztoku se oddělí tak, aby byl získán požadovaný poměr.Sodium carbonate hydrate with a water content X ^ «7.5 výhddou may be prepared so that the solid výchozí'materiál of a water content X _W" of 10.5 is mixed with a saturated aqueous solution of sodium carbonate at a volume ratio of at least 4 parts of a solution at 6 parts of the starting material, thereby allowing easy mixing and significantly increasing heat transfer and decomposition, allowing easy mixing and significantly increasing heat transfer and decomposition taking place in a significantly shorter time. The mixture is thermally decomposed by an external heat supply at an ambient temperature of at least 50 ° C. The resulting sodium carbonate hydrate with a water content = 7.5 is separated from the sodium carbonate solution and the separated solution can be reused for mixing with the starting solution or for preparing a sodium carbonate hydrate with a water content X «10.5. Said mixture of at least 4 parts of solution and 6 parts of starting material can be formed by preparing the starting material by crystallization by allowing the crystals to settle and separating part of the solution to obtain the desired ratio.

CS 270337 BlCS 270337 Bl

Značnou výhodu způsobu podle vynálezu je zejména v oblastech s vyšší relativní vlhkostí vzduchu sušení hydrátu uhličitanu sodného s obsahem vody = 7,5 při teplotě do 35,3 ^qC.A considerable advantage of the invention is particularly in the areas with higher relative humidity drying the sodium carbonate hydrate with a water content of 7.5 to 35.3 at ^Q C.

, Oproti sušení při teplotě do 32 ¾ se může výrazně zvýšit relativní hybná síla děje, což vede ke snížení doby sušení a tím ke sníženíýprovozních a investičních nákladů. * ------Výrazné snížení spotřeby energie je podle vynálezu dosaženo tepelným nebo mikrovlnným rozkladem hydrátu uhličitanu sodného s obsahem vody X_w = 7,5 za současného vzniku nasycené- ho vodného roztoku uhličitanu sodného, nebol spotřeba energie na dehydrataci uvolňováním vody za vzniku roztoku činí nejvýše 34 spotřeby energie na totéž snížení obsahu vody sušením. Celková spotřeba energie na přípravě uhličitanu sodného podle vynálezu může být snížena nejméně o 704 oproti sušení výchozího materiálu v proudu sušícího plynu až na bezvodý uhličitan sodný. Analogická relace se týká doby sušení a tím i velikosti zařízení a investičních nákladů. ·Compared to drying at temperatures up to 32 ¾, the relative momentum of the process can significantly increase, which leads to a reduction in the drying time and thus to a reduction in operating and investment costs. According to the invention, a significant reduction in energy consumption is achieved by thermal or microwave decomposition of sodium carbonate hydrate with a water content of X _w = 7.5, while forming a saturated aqueous solution of sodium carbonate, since the energy consumption for dehydration is the formation of a solution amounts to a maximum of 34 energy consumption for the same reduction in water content by drying. The total energy consumption of the preparation of sodium carbonate according to the invention can be reduced by at least 704 compared to drying the starting material in the drying gas stream up to anhydrous sodium carbonate. The analogous relation concerns the drying time and thus the size of the equipment and the investment costs. ·

Příprava hydrátu uhličitanu sodného o obsahu vody X_w = 7,5 z výchozího materiálu sušením přichází v úvahu tehdy, když je požadavkem jednoduchost aparaturního uspořádání, tj. zejména pro menší provozy, nebol odpadá manipulace z roztokem, který vzniká při tepelném nebo mikrovlnném rozkladu výchozího materiálu. Ookončoyání sušení výchozího materiálu sušicím plynem při teplotě sušeného materiálu nad 100 °C na obsah vlhkosti X^ blízko nule může být výhodné při přípravě uhličitanursodného podle vynálezu, jestliže plynná směs obsahující zachycovanou příměs má teplotu nižší než 100°C nebo by bylo nákladné převážet na velké vzdálenosti s hydrátem uhličitanu sodného v něm obsaženou vodu. .The preparation of a sodium carbonate hydrate with a water content X _w = 7.5 from the starting material by drying comes into consideration when the simplicity of the apparatus arrangement is required, i.e. especially for smaller plants, no solution handling resulting from thermal or microwave decomposition of the starting material material. Finally, drying of the starting material with a drying gas at a temperature of the dried material above 100 ° C to a moisture content X X near zero may be advantageous in the preparation of sodium carbonate according to the invention if the gas mixture containing entrapped admixture is below 100 ° C. distance with the sodium carbonate hydrate contained therein. .

Sušení hydrátu uhličitanu sodného podle vynálezu lze s výhodou provádět ve fluidní vrstvě, při rychlosti sušicího media alespoň 1,5 násobně vyšší než je prahová rychlost fluidace výchozího materiálu a při teplotě sušeného materiálu nejvýše 32 °C.The drying of the sodium carbonate hydrate according to the invention can advantageously be carried out in a fluidized bed, at a drying medium velocity at least 1.5 times higher than the threshold fluidization velocity of the starting material and at a dried material temperature of at most 32 ° C.

Z důvodů intenzivního promíchávání částic sušeného materiálu, vysoké intenzity přestupu tepla a hmoty je možno přivádět sušící plyn o teplotě značně převyšující rozkladné teploty hydrátů uhličitanu sodného 32 a 35,3~°C, aniž vznikl roztok a tím došlo к slepování částic a nalepování na stěny zařízení.Due to the intensive mixing of the dried material particles, the high heat and mass transfer rates, a drying gas at a temperature well above the decomposition temperatures of sodium carbonate hydrates 32 and 35.3 ° C can be fed without solution, thereby sticking the particles and sticking to the walls. equipment.

Sušení výchozího materiálu lze také provádět při skladování v provzdušňované síle s hmotovým tokem o výšce výchozího materiálu max. 10 m, při postupné rychlosti vzduchu nejméně 0,05 ms a teplotě vzduchu nejvýše 32~°Č.Drying of the starting material can also be carried out when stored in an aerated force with a mass flow of a starting material height of max. 10 m, with a gradual air speed of at least 0.05 ms and an air temperature of at most 32 ° C.

Tím lze skladování výchozího materiálu podle vynálezu využít к jeho poměrně levnému předsušení. Materiál se plynule nebo cyklicky vypouští ze sila, přičemž se jilo stále doplňuje výchozím materiálem na výšku vrstvy nejvýše 10 m. Podobného efektu předsušování lze docílit skladováním výchozího materiálu na zastřešených hromadách nebo v otevřených zásobnících s výškou vrstvy do 5 m vzduchem o teplotě do 32 °C proudícím okolo hromady nebo procházejícím hromadou nebo vrstvou v zásobníku rychlosti nad 0,1 m s~^. .Thus, the storage of the starting material according to the invention can be used for its relatively cheap pre-drying. The material is continuously or cyclically discharged from the silo while still being supplemented with a starting material with a layer height of no more than 10 m. C flowing around the pile or passing through the pile or layer in the reservoir at a rate above 0.1 ms-4. .

Dokončovací sušení se může s výhodou uskutečnit tak, že uhličitanu sodného s obsahemThe finishing drying can advantageously be carried out by containing sodium carbonate

X_w = 4 suší vnesením do plynné směsi o teplotě 100 °C obsahující odstraňovanou příměs. Vzniká aktivní.soda takto bezprostředně zachycuje příměs. Tím se silně zkrátí doba přípravy uhliI čítánu sodného, který může být vnesen do plynné směsi s teplotou nad 100 °C a výrazně se sníží investiční náklady a náklady na energii nutnou pro odsušení vody z hydrátu, nebot odpadající směs plynu s příměsí, jako jsou např. spaliny, mívá teplotu nad 100 °C a reprezentuje * tzv. odpadní teplo. Přitom voda vázaná silněji při X_w = 4 a vyžadující při dehydrataci vyšší spotřebu energie na 1 mol vody je podle vynálezu odstraněna bez nároků na energii tzv. “Odpadním teplem¹*’. _Xw = 4 is dried by introducing into a gas mixture at 100 ° C containing the admixture removed. An active soda is thus captured immediately. This greatly reduces the preparation time of sodium carbonate, which can be introduced into the gas mixture at temperatures above 100 ° C and significantly reduces the investment and energy costs of drying the water from the hydrate, as the waste gas mixture with admixture such as e.g. It has a temperature above 100 ° C and represents * the so-called waste heat. The water bound more strongly at X _w = 4 and requiring a higher energy consumption per mole of water during dehydration is, according to the invention, removed without energy demand by the so-called "waste heat ¹ ".

Praktickým uskutečněním různých variant přípravy uhličitanu sodného se dochází к závěru, že způsobem přípravy podle vynálezu vzniká vysoce porézní a tím vysoce reaktivní uhličitan sodný. Reaktivita a stupeň využití /proreagování/ vzniklého uhličitanu sodného byly zjištovány zachycováním S0₂ ve směsi s vlhkým vzduchem nad 120 C v diskontinuálním reaktoru. Při dosažení jednotkového poměru látkových množství S0₂ a Na₂C0j byla střední hodnota účinnosti odsíření plynu nad 95% a stupeň využití Na₂C0j byl nad 90%. Přitom nebyly zjištěny významné rozdíly v těchto výsledcích při různém způsobu přípravy hydrátu uhličitanu sodného s obsahem vlhkosCS 270337 B1 ti X^ ⁼- 7,5 z výchozího materiálu nebo při působení hydrátu uhličitanu sodného s obsahem vody v rozmezí Χ^ξζΟ; 4^ na plynnou směs s příměsí S0_2> By practicing various variations of the preparation of sodium carbonate, it is concluded that the process according to the invention produces highly porous and thus highly reactive sodium carbonate. The reactivity and degree of utilization (pre-reaction) of the sodium carbonate formed were determined by trapping SO ₂ in a mixture with humid air above 120 ° C in a batch reactor. When the unit ratio of SO ₂ and Na ₂ CO 3 was reached, the mean value of the gas desulfurization efficiency was above 95% and the utilization rate of Na ₂ CO 3 was above 90%. However, no significant differences in these results were found in the various processes for the preparation of sodium carbonate hydrate containing moisture CS 270337 B1 ti X = ⁼ 7.5 from the starting material or when treated with sodium carbonate hydrate with a water content in the range Χ ^ ξζΟ; 4 ^ a gas mixture with an admixture of S0 _2>

Způsob přípravy uhličitanu sodného podle vynálezu lze realizovat v jednom stupni diskontinuálně s postupným zvyšováním teploty v souladu se snižováním obsahu vody nebo diskontinuálně či kontinuálně ve více sériově řazených stupních s postupně se zvyšující teplotou v jednotlivých stupních v souladu s úbytkem obsahu vody.The process for preparing sodium carbonate according to the invention can be carried out in one step batchwise with a gradual increase in temperature in accordance with a decrease in the water content or discontinuously or continuously in several series sequential stages with a gradually increasing temperature in each step in accordance with a decrease in water content.

Výhody způsobu podle vynálezu jsou zřejmé z následujících příkladů provedení, která objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakkoliv omezovaly.The advantages of the process according to the invention are apparent from the following examples which illustrate the nature of the invention without limiting it in any way.

Příklad 1 ’Example 1 ’

Ve skříňové sušárně udržované při teplotě 80 °C se zahřívaly 3 kg výchozího materiálu hydrátu uhličitanu sodného s obsahem vody X^ · 9,8. Materiál měl velikost zrn do 2 mm se střední velikosti zrn 0,8 mm. Po deseti einutách ee materiál v sušárňš začal rozkládat га tvorby roztoku a vzniku suspenze o teplot! 32,1 °C. Po 80 minutách dosáhla teplota suspenze3 kg of sodium carbonate hydrate starting material with a water content of X · 9.8 were heated in a box dryer maintained at 80 ° C. The material had a grain size of up to 2 mm with an average grain size of 0.8 mm. After ten minutes, the material in the oven began to decompose to form a solution and form a temperature suspension! 32.1 ° C. After 80 minutes the temperature reached the suspension

33,7 °C, suspenze byle vyjmuté ze sušírny a byla zfiltrována. Filtrát obsahoval 23% hmot’. NagCOp Výtěžek krystalů činil 1,89 kg,* tj. 63% z původní navážky a jejich obsahem vody byl X_w = 7,05. ·33.7 ° C, the suspension was removed from the oven and was filtered. The filtrate contained 23% by weight. The yield of crystals was 1.89 kg, i.e. 63% of the initial weight and had a water content of X _w = 7.05. ·

Tento materiál v množství 0,75 kg byl-dále sušen ve fluiďační vsádkové válcové sušárně o průměru 200 mm s kónickým úsekem nad roštem. Mlmovrstvová rychlost vzduchu v úrovni roštu byla 1,2 m s¹ a parciální tlak vodní páry činil ne vstupu 1010 Pa. Teplota sušeného materiálu byla regulována v rozmezí 34-35* C a teplota sušícího vzduchu se pohybovala v rozmezí mezi 65-70 C. Po 18 minutách sušení, kdy obsah vody v hydrátu činil « 3,5, byla zvýšena teplota sušicího vzduchu na hodnotu 120 C a po 26 minutách dosáhla teplota materiálu 118 °C a proces sušení byl ukončen. Obah vody X_w v získaném materiálu byl prakticky roven nule aThis material in an amount of 0.75 kg was further dried in a fluidized-bed batch dryer of 200 mm diameter with a conical section above the grate. The mist-layer air velocity at the grate level was 1.2 ms ¹ and the water vapor partial pressure was 1010 Pa at the inlet. The temperature of the dried material was regulated between 34-35 ° C and the drying air temperature ranged between 65-70 ° C. After 18 minutes of drying, when the water content of the hydrate was > 3.5, the drying air temperature was raised to 120 C and after 26 minutes the material temperature reached 118 ° C and the drying process was terminated. The water content X _w in the obtained material was practically zero

-3 ^w -3 ’ sypná hustota byla 350 kg m oproti 820 kg m u výchozího materiálu ^-3 watts -3 'bulk density was 350 kg m versus 820 kg of the starting material had

Chování získaného materiálu ve styku se vzduchem s příměsí oxidu siřičitého bylo ověřováno vložením 300 g materiálu do fluidačního vsádkového reaktoru o průměru 150 mm. Teplota směsi vlhkého vzduchu (parciální tlak vodní páry 1010 Pa) a oxidu siřičitého byla 140' °C, koncentrace oxidu siřičitého byla 0,2% obj., minovrstvová rychlost plynu činila čtyřnásobek prahové rychlosti fluidace. Po 240 minutách byl poměr látkového množství oxidu siřičitého a uhličitanu sodného roven jedné a průměrná hodnota stupně odstranění S0₂ z plynu činila 97,5%. Stupeň proreagování pevné fáze dosáhl hodnoty 95%.The behavior of the obtained material in contact with air with sulfur dioxide admixture was verified by introducing 300 g of material into a 150 mm diameter fluidized bed reactor. The temperature of the mixture of humid air (water vapor partial pressure 1010 Pa) and sulfur dioxide was 140 ° C, the sulfur dioxide concentration was 0.2% by volume, the gas layer gas velocity was four times the threshold fluidization rate. After 240 minutes, the mole ratio of sulfur dioxide and sodium carbonate equal to one and an average degree of removal of S0 ₂ gas was 97.5%. The degree of reaction of the solid phase reached 95%.

Příklad 2Example 2

Množství 2 kg uhličitanu sodného s obsahem vlhkosti X_w » 9,8 jsme smíchali s 1 kg roztoku odpadajícím při filtraci podle příkladu. 1. Takto vzniklá suspenze byla zahřívána za občasného míchání ve skříňové sušárnš udržované při teplotě 85 °C. Po 45 minutách dosáhla teplota suspenze 34 °C, byla vyjmuta ze sušárny a zfiltrována. Filtrát měl koncentraoi 23,5% hmot. NagCOp Výtěžek krystalů činil 1,2 kg, tj, 60% původní navážky a jejich obsah vody byl X_w » 7,05. . .An amount of 2 kg of sodium carbonate with a moisture content of X _w »9.8 was mixed with 1 kg of the solution falling off by filtration according to the example. 1. The suspension thus obtained was heated with occasional stirring in a box oven maintained at 85 ° C. After 45 minutes the suspension temperature reached 34 ° C, was removed from the oven and filtered. The filtrate had a concentration of 23.5 wt. The yield of crystals was 1.2 kg, i.e., 60% of the initial weight and their water content was X _w »7.05. . .

Tento materiál v množství 0,75 kg byl sušen ve fluidační vsádkové sušárně stejného typu jako v Příkladu 1. Mlmovrstvová rychlost vzduchu v úrovni roštu Činila 1,2 m s¹ a parciální tlak vodní páry ve vzduchu byl 960 Pa. Teplota sušeného materiálu byla udržována v rozmezí 32 - 34 °C a teplota sušicího vzduchu se pohybovala v rozmezí 59 až 66 °C. Po minutách bylo sušení skončeno. Obsah vlhkosti tohoto materiálu byl X^ ^s 1,05.This material, 0.75 kg, was dried in a fluidized bed batch dryer of the same type as in Example 1. The layer air velocity at the grate level was 1.2 ms ¹ and the water vapor partial pressure in the air was 960 Pa. The temperature of the dried material was maintained in the range of 32-34 ° C and the temperature of the drying air was in the range of 59-66 ° C. After minutes the drying was completed. The moisture content of this material was X 1 ^s 1.05.

Tento materiál v množství 300 g byl podroben působení vzduchu s příměsí oxidu siřičitého a vodní páry (parciální tlak 960 Pa) ve stejném zařízení jako v Příkladu 1. Teplota plynné směsi činila 142 °C, koncentrace S0₂ byla 0,19% obj. a mlmovrstvová rychlost plynu Činila čtyřnásobek prahové rychlosti fluidace. Po 195 minutách byl molární poměr S0₂a Na^CQ-j roven jedné. Průměrná hodnota stupně odstranění S0₂ činila 96,5% a stupeň proreagování pevné fáze dosáhl hodnoty 94%.300 g of this material was treated with sulfur dioxide and water vapor (partial pressure of 960 Pa) in the same apparatus as in Example 1. The temperature of the gas mixture was 142 ° C, the SO ₂ concentration was 0.19% by volume, and gas layer velocity was four times the fluidization threshold. After 195 minutes, the molar ratio of S0 ₂ and Na ^ CQ-j equal to one. The average SO ₂ removal rate was 96.5%, and the solid phase reaction rate was 94%.

Příklad 3 . ,Example 3. ,

Hydrát uhličitanu sodného s obsahem vody X_w = 9,9 a v množství 2,5 kg ve vrstvě 0,05 mSodium carbonate hydrate with a water content X _w = 9.9 and 2.5 kg in a 0.05 m layer

CS 270337 Βϊ vysoké byl vystaven po dobu 1,1 minuty mikrovlnnému záření o frekvenci 2450 MHz s intenzito tou toku energie 5,5 kW m .Po této době vznikla suspenze krystalů a roztoku o teplotě °C. Mimo prostor s mikrovlnným zářením byla suspenze zfiltrována podle Příkladu Д. Koncentrace Na2C0} ve filtrátu činila 244 hmot. Výtěžek krystalů byl 1,53 kg, tj. 61,24 z původní navážky. Obsah vody v krystalech byl X_w = 7,2;CS 270337 Βϊ high was exposed for 1.1 minutes to 2450 MHz microwave radiation with an energy flow rate of 5.5 kW m. After this time, a suspension of crystals and a solution at a temperature of ° C was formed. Outside the microwave space, the suspension was filtered according to Example D. The concentration of Na 2 CO 3 in the filtrate was 244 wt. The yield of crystals was 1.53 kg, i.e. 61.24 from the initial weight. The water content of the crystals was X _w = 7.2;

Tento materiál byl sušen a použit podle Příkladu 1 к odsiřování. Byly získány stejné výsledky.This material was dried and used according to Example 1 for desulfurization. The same results were obtained.

Příklad 4Example 4

Hydrát uhličitanu sodného s velikostí zrn v rozmezí l,o - 2,5 mm v množství 0,75 kg a s obsahem vody = 10,1 a sypnou hustotou 810 kg m”³ byl sušen ve fluidační vsádkové sušárně podle Příkladu 1 vzduchem s mimovrstvovou rychlostí 1,2 m s’¹ v úrovni roštu a s obsahem vodní páry daným parciálním tlakem 890 Pa. Nejdříve byla teplota sušeného materiálu udro žována regulací v rozmezí 30 až 31,8 C pod dobu 17 minut, kdy obsah vody sušeného materiálu + o klesl na X_w = 6,8. Poté byla teplota materiálu regulována na hodnotu 34-1 C po dobu 13 minut, kdy obsah vody sušeného materiálu klesl na X_u = 3,8. Teplota fluidačního plynu byla poo “ o tom zvýšena na 150 C. Po 40 minutách od začátku dosáhla teplota sušeného materiálu 140 C a proces sušení byl ukončen. Obsah vlhkosti vysušeného materiálu X^ byl prakticky roven nule a ' sypná hustota činila 340 kg nT³. ’Sodium carbonate hydrate having a grain size in the range of 1.0-2.5 mm in an amount of 0.75 kg and with a water content of 10.1 and a bulk density of 810 kg m ³ was dried in the fluidized bed batch drier according to Example 1 with air at extra layer speed. 1.2 ms ^-1 at grate level and with water vapor content given by partial pressure of 890 Pa. First, the temperature of the dried material was maintained by regulation in the range of 30 to 31.8 C for 17 minutes when the water content of the dried material + o decreased to X _w = 6.8. Thereafter, the temperature of the material was controlled to 34-1 C for 13 minutes, when the water content of the dried material dropped to X _u = 3.8. The temperature of the fluidizing gas was then raised to 150 ° C. After 40 minutes from the start, the temperature of the dried material reached 140 ° C and the drying process was terminated. The moisture content of the dried material X ^ was practically zero and 'bulk density was 340 kg nT ^third '

Materiál byl použit pro odstranění S0₂ ze směsi se vzduchem za podmínek podle Příkladu 1. Průměrný stupeň odsíření směsi činil 984 a stupeň proreagování pevné fáze dosáhl hodnoty·94,54.The material was used to remove SO ₂ from the air mixture under the conditions of Example 1. The average degree of desulfurization of the mixture was 984, and the solid-phase reaction rate reached 94 94.54.

Příklad 5Example 5

Oo svislé izolované trubky o průměru 200 mm a výšce 2,5 m byl vložen hydrát uhličitanu sodného s obsahem vody Χ_ω - 9,8. Náplň trubky činila 45 kg materiálu a vytvořila vrstvu vyso^w o kou 2 m. Oo trubky byl vháněn zdola vzduch o teplotě 25 C s parciálním tlakem vodní páryA vertical insulated tube with a diameter of 200 mm and a height of 2.5 m was inserted with sodium carbonate hydrate with a water content Χ _ω - 9.8. Filling tube was 45 kg of material and form a layer of hair dryers ^w ma 2 m. Oo tube was blown from below the air at 25 C with a partial pressure of water vapor

980 Pa a s mimovrstvovou rychlostí 0,1 m s”¹. Zdola z trubky byla dvakrát denně odebírána porce materiálu odpovídající výšce 0,05 m a zhora do trubky byl dosypán výchozí materiál na původní výšku 2 m.980 Pa and with an extra layer rate of 0.1 ms ” ¹ . A portion of the material corresponding to a height of 0.05 m was taken from the tube twice a day from below and the starting material was poured into the tube from the original height of 2 m.

Materiál odebíraný zdola byl analyzován z hlediska obsahu vlhkosti. Za 6 dní činil obsah vlhkosti odebíraného materiálu X^ = 6,8 a prakticky se neměnil. Sypná hustota tohoto materiálu činila 700 kg nT³.The material taken from below was analyzed for moisture content. After 6 days, the moisture content of the material to be collected was λ = 6.8 and practically unchanged. The bulk density of this material was 700 kg nT ³ .

Materiál byl sušen ve fluidační vsádkové sušárně podle Příkladu 1 a poté použit к odstraňování S0 2 ze směsi s vlhkým vzduchem za podmínek Příkladu 1. Byla dosažena průměrná hodnota stupně odstranění S0₂ ze směsi 97,54 a stupeň proreagování pevné fáze činil 94,54.The material was dried in a fluidized bed batch dryer according to Example 1 and then used to remove SO 2 from the humid air mixture under the conditions of Example 1. The average SO ₂ removal rate from the mixture of 97.54 was achieved and the solid phase reaction rate was 94.54.

Příklad 6Example 6

Hydrát uhličitanu sodného s obsahem vody X^ = 10,1 o hmotnosti 5 kg byl vysypán na vodorovnou. podložku. Vytvořil hromadu tvaru kužele o výšce 0,13 m a průměru základny 0,43 m. Kolem hromady materiálu se nechal proudit vzduch s rychlostí 0,1 m s-¹ a teplotou 25 °C s parciálním tlakem vodní páry 1050 Pa. Hromada byla dvakrát denně přesypána. Po pěti dnech byl zjištěn obsah vlhkosti průměrného vzorku X_w = 7,2.Sodium carbonate hydrate with a water content X 5 = 10.1 and a weight of 5 kg was spilled to horizontal. washer. He created a cone-shaped pile with a height of 0.13 m and a base diameter of 0.43 m. Air was blown around the pile of material at a speed of 0.1 m s ^-1 and a temperature of 25 ° C with a partial water vapor pressure of 1050 Pa. The pile was poured twice a day. The moisture content of the average sample X _w = 7.2 was found after five days.

Takto předsušený materiál byl dále sušen a použit dále pro odstraňování SO2 ze směsi se vzduchem za podmínek Příkladu 1. Byl dosažen průměrný stupeň odsíření směsi 974 a stupeň proreagování. pevné fáze 94,54. ’The thus dried material was further dried and used further to remove SO 2 from the air mixture under the conditions of Example 1. An average degree of desulfurization of the mixture 974 and a degree of reaction were achieved. 94.54. ’

Příklad 7Example 7

Postupem uvedeným v první části Příkladu 1 byl tepelným rozkladem a následnou filtrací připraven hydrát uhličitanu sodného s obsahem vody X_w = 7,1. Tento materiál o hmotnosti 0,75 kg byl poté sušen ve fluidační vsádkové sušárně podle Příkladu 1. Teplota sušeného materiálu byla regulována na hodnotu 32 - 34 C. Po 14 minutách byl proces v sušárně ukončen. Obsah vody v materiálu činil X_y = 3,8.Sodium carbonate hydrate with a water content X _w = 7.1 was prepared by the thermal decomposition and subsequent filtration as described in the first part of Example 1. This material weighing 0.75 kg was then dried in a fluidized-bed batch drier according to Example 1. The temperature of the dried material was regulated to 32-34 ° C. After 14 minutes the drying process was terminated. The water content of the material was X _y = 3.8.

Takto připravený materiál o hmotnosti 0,3 kg byl při podmínkách podle Příkladu 1 použit pro odstraňování S0₂ ze směsi s vlhkým vzduchem. Po 145 minutách, kdy byl molární poměr oxidu siřičitého a uhličitanu sodného roven jedné, činila průměrná hodnota stupně odstraněníThe 0.3 kg material thus prepared was used under the conditions of Example 1 to remove SO ₂ from the humid air mixture. After 145 minutes, when the molar ratio of sulfur dioxide to sodium carbonate was equal to one, the average removal rate was

CS 270337 01CS 270337 01

SO? ze směsi 95,5¾ a stupeň proreagování pevné fáze dosáhl hodnoty 94¾.SO? from the 95.5¾ mixture and the degree of solid phase reactivity reached 94¾.

Claims

SUBJECT MATTER 1 E Z U

A process for preparing sodium carbonate for collecting admixtures of gaseous mixtures; in particular sulfur dioxide, characterized in that by means of thermal decomposition or microwave irradiation at a material temperature of 32 to 35 ss of a feedstock comprising sodium carbonate hydrate having a water content given by a relative molar fraction of water of 10.5 or a mixture thereof with an aqueous solution of sodium carbonate 3 ° C or by drying to a material temperature of 32 ° C sodium carbonate hydrate with a water content _ш 7,5 7.5, the obtained hydrate is subjected to a drying temperature of not more than 35.3 ° C to a water content X ^ 4, after which the hydrate is further dried at a temperature above 35.3 C up to a water content X _w = 1.05.

2. A process according to claim 1 wherein the thermal decomposition of the starting material is carried out by heating the surrounding medium at a temperature of at least 50 [deg.] C. to form a suspension of solid sodium carbonate heptahydrate and aqueous sodium carbonate solution up to

32.1 to 35.3 ° C, whereupon a solid sodium carbonate hydrate with a water content of 7,5 7.5 is separated from the solution at a temperature between 32 and 35 ° C.

3. A process according to claim 1, wherein the starting material for thermal decomposition is a mixture of a hydrate and an aqueous solution of sodium carbonate having a volume composition of at least 4 parts of solution and at most 6 parts of hydrate.

4. A method according to claim 1, wherein the drying material is done in a fluid- bed ¹ at the speed of the drying medium is at least 1.5 times higher than the minimum fluidization velocity of the starting material at a temperature of at most suěeného 32 ° C.

5. The method according to claim 1, characterized in that the drying of the starting material ее is carried out during storage in an aerated silo with a mass flow of a height. Of the starting material max. 10 m at a gradual air speed of at least 0.05 m s < Deň: 32 ° C.

6. A method according to claim 1, characterized in that the drying of the starting material is carried out when stored in covered heaps or in covered open containers with a layer height of up to 5 m with air of up to 32 ° C flowing around the heap or passing through the heap. 0.1 m в * ¹ .

7. A process according to any one of claims 1 to 7, wherein the sodium carbonate hydrate with a water content X < 4 > = 4 is dried by introducing it into a gas mixture at a temperature above 0 [deg.] C.