CS285191A3 - Process of diluted acid concentration in a triple-effect vacuum forced circulation evaporator - Google Patents

Description

Způsob zkoncentrování zředěné kyseliny ve troj stupňové vakuové odparce s nuceným oběhem

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zkoncer.trování zředěné ky -seliny ve troj stupňové,vakuové odparce s nuceným oběhem,při kterém se zředěná kyselina přivádí do prvního stup-ně a ze třetího stupně se odvádí zkoncentrovaná kyseli-na sírová, přičemž se vodní pára a/nebo brýdová pára po-užívají jako topná prostředí ve trojstupňové vakuovéodparce s nuceným oběhem a při kterém se v odparce v prvním stupni nastaví tlak 0,4 až C,7 barů a teplota 30 až120 °C, v odparce druhého stupně se nastaví tlak 0,02až 0,06 baru a teplota 50 až 90 °C a v odparce třetíhostupně tlak 0,02 až 0,06 baru a teplota 30 až 120 °C,a při kterém se brýdové páry,které se nepoužijí jakotopné prostředí, nechají zkondenzovat. )osavádní stav techniky Iři výrobě dioxidu titaníčitého sulfátovým způso -bem odpadají velká množství zředěných kyselin obsahují-cích síran kovu,které se před jejich vrácením do pro -cesu výroby musí zkoncentrovat. Zředěná kyselina,od -padející při výrobě dioxidu titaníčitého se zpravidlaodpařuje vakuovým odpařováním na. konečnou koncentra -ci 60 až 70 ý hmot. / prostou pevných látek, to zname-ná bez ohledu na nerozpuštěné sole /. Iři tom je ob-vyklé používat vícestupňové vakuové odparky s nucenýmoběhem. V DE-OS 55 27 769 je popsán způsob zpracovánízředěné kyseliny, lodle jednoto výhodného provedenítohoto způsobu se zko ".centrování provádí ve troj stup-ňové vakuové odparce s nuceným oběhem. íři tom se zře-děná kyselina,která se má zkoncentrovat přivede nej - r\ dříve do prvního stupně a podrobí se prvnífau skoncentro -vání.Zkoncentrované zředěná kyselina probíhá potom po so-bě druhým a třetí; stupněm,přičemž dochází vždy k dalšímuzkoncentrování a ze třetího stupně se odvádí zkoncentro -váná kyselina sírová.

Tento způsob má. ten nedostatek, že v prvním stupni od-padnou velká množství sádry,které se v prvním stupni vysrá-ží a ovlivňují negativně funkci prvního stupně. V důsledkutěchto těžko odstranitelných usazenin sádry jsou nezbytnéjiž po krátké provozní době nákladné údržtářské práce, čímžse zvyšují náklady na provádě~í způsobu . Úloha,kterou si vynález položil jako základní spočíváve vytvoření způsobu zkorcentrování z?’eděné kyseliny vetroj stupňové vakuové odparce s nuceným oběhem, při kterémse v prvním stupni netvoří těžko odstranitelné usazeninysádry a nejsou nutné rozsáhlé udržbářské práce ani po del-ších provozních dobách . lodstata vynálezu Základní úloha vynálezu je vyřešena tím, že se 30 až95 0 zředěné kyseliny přivádí kontinuálně do odparky první-ho stupně a zbylá, množství z”eděné kyseliny se přivádí kon-tinuálně do odparky druhého stupně. Koncentrace zředěnékyseliny,která se má zkoncentrovat činí zpravidla 20 až25 íě hmot .Koncentrace zkoncentrované kyseliny sírové,od -váděné ze třetího stupně činí S4 až 70 ý hmot./ prosté pev-ných látek /. Každý jednotlivý stupen odparky troj stupňo-vé vakuové odparky s nu.ceným oběhem sestává z nádrže od -parky,ke které je připojen cirkulační vedení s cirkulač -ním čerpadlem a svazku trubek výměníku tepla. Zředěná ky-selina,která se má zkoncentrovat cirkuluje v okruhu odpar-ky s koncentrací odpovídající tomu kterému stupni,přičemžse zředění kyselina ve svazku trubek ví měníku teula mírně -ΐ- p*eh*ívs a v nádrži odparky se část vody vypaří expansí,ilak vodní pár" se použív: jako topné médium, a činí zpra-vidla 1 s? 6 bsrů. Iřekvapujícíra způsobem se ukázalo, žerozdělením a n-nájenín zředěné kyseliny,která se má zkon-centrovat,nedochází podle vynálezu k tvorbě škodlivých , těžko odstrsui houčasn“

CL -iy v pr-.r rupni. se z-istilo, ze se koncenrrace zreaene ny -seliny ’"ůřc v prvním st‘pni zvýšit ca 35 až yC knot. / prosté ρεν/ých látek /, přičemž poměry koncentrací vetřetí.·:· stupni zůstávají ve srovnání se způsobenv Jh-CS 33 .-7 779 nezměněny. crane^ apopsanýn Výhodné usnořsdéní vvnálezu cročívá v tom. že se nej-méně část zředěné kyseliny předehřeje před vstupem do tro-stunr.ové odr-arkv s nuceným oběhem mim ne v yectnora rre- cohřívači na 3C až 59prvním sturni. C, iíra se sníží potřeba energie v

Sodle dalšího výhodného vytvoření vynálezu se zředě-ná kyselina před vstupem do troj stupňové vakuové odparkys nuceným oběhem předem zkoncentruje využitím teplaprocesu na koncentraci 25 až 52 / hmot. / prostá pevnýchlátek/. Tímto způsobem se dá. :.koncentrování zředěné ky- seliny v troj stupňové vakuové odparce s nuceným oběhemzejména co se týká nákladů výhodně provést. 1'odle dalšího výhodného vytvoření vynálezu se vprvním a třetím stupni používá jako topné médium vodnápára, a brýdová pára odváděná z nádrže odparky prvníhostupně se používá ve druhém stupni jako topné médium .íomocí tohoto opatření se způsob zkoncentrování zředěnékyseliny v troj stupňové vakuové odparce s nuceným obehemdá provádět s relativně malým nákladem na energii. hodle dalšího vytvoření, vynálezu se brýdové jhéryodpadající ve druhém stupni a ve třetím stupni konden- -4- zují oddělené v minimálně jednom kondenzátoru . Jestližebrýdové páry odpadající ve druhém otupni a ve třetím stup-ni se nechají minimálně v jednom kondenzátoru kondenzovat,tak se mohou kondenzáty hráčových par druhého a střetíhostupně ďls zpracovávat s ohledem na jejich rozdílné zatí-žení škodlivinami vzájemně odděleně, Přehled obrázků na výkresech Třed^ět vynálezu je dále blíže vysvětlen pomocí výkre-sů / obr. 1 a 2 /.

Cbr. 1 ukazuje blokové schéma troj stupňové vakuovéodparky s nuceným oběhem podle výhodného provedení způsobupopsaného v DE-OS 31 17 769, obr, 2 ukazuje blokové schéma troj stupňové aakuovéodparky s nuceným oběhem podle způsobu podle vynálezu. Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je blokové schéma,troj stupňové vakuové od-parky s nuceným oběhem podíě*‘$rdvé'§ení , které je popsá-no v DE-OS 33 77 769,znázorněno zjednodušena a shhmaticky.Jak je popsáno v BE-OS 33 27 769 ,přivádí se veškerémnožství zředěné kyseliny 4 do prvního stupně 1 a opou -ští tento jako skoncentrovaná zředěná kyselina 4c , kte-rá se potom přivádí do druhého stupně 2 ,ve kterém do -chází k dalšímu zkoncentrovíní. Dále zkoncentrvaná. zře-děná kyselina 4d se odvádí ze druhého stupně 2 a zkon-centrovává ve třetím stupni 3 až na požadovanou konečnoukoncentraci 67 k hmot. / prostá prvných látek /. Zkoncen-trovaná kyselina sírová 7 se odvádí ze třetího stupně J_·

Na obr. 2 je blokové schéma troj stupňové vakuové odparky podle vynálezu znázorněno jako příklad.část 4aděné kyseliny 4 se předehřívá v předeniívači £ a potom sepřivádí do nádrže lb odparky prvního stupně 1 . Svazektrubek výměníku la tepla prvního stupně 1 se ohřívá top-nou párou 5 » která se odvádí jako kondenzát 5v ze svazkutrubek výměníku la tepja. Nedrž lb odparky prvního stupně2_ je spojena přes cirkulační vedení s oběhovým čerpadlemse svazkem trubek výměníku la tepla. Druhý stupen 2 a tře-tí stupen 3 vykazují totéž uspořádání oběhového čerpadlaa svazku trubek výměníku 2a popřípadě 3a tepla jako prvnístupen 1 , Zkonc&ntrov&n.á zředěná kyselina 4c prvního stup-ně se odvádí z nádrže lb odparky a dostává se potom dodruhého stupně 2 Brýdová pára 6, která odpadá v prvním stup-ni 1 ,se odebírá z nádrže lb odparky a používá se jako top-né médium ve druhém stupni 2. Iři tom dochází ke kondenza-ci brýdové páry 6 ve svazku trubek výměníku 2a tepla,při-čemž kondenzát 6y brýdové páry 6 se odvádí ze svazku tru-bek výměníku 2a tepla, Zbývající část 4b zředěné kyseli-ny 4 se přivádí přímo do druhého stupně 2. Dále zkoncen -trovaná zředěná kyselina 4d se odebírá z nádrže 2b odpar-ky a p“ivád; se do třetího stupně 3 . Třetí stupeň 2 sepři tom ohřívá vodní párou 5 ,která. se odebírá jako kon -denzát ze svazku trubek výměníku 3& tepla. Erýdy _8 a 3aodpadající v nádržích 2b a 3b odparky se přivádějí od -dělené do kondensátoru 10 popřípadě 10', nechají zkonden-zovat a potom se odvádějí jako kondenzáty 8~ a 3a^ . Zkon-centrovaná kyselina sírové 7 se odebírá jako konečný pro -dukt z nádrže 3b odparky. Předmět vynálezu je dále břiše popsán pomocí příkla-du :

Ve troj stupňové vakuové odparce s nuceným oběhem sezkoncetrovává. 33 t/h zředěné kyseliny 4 s výchozí končen -trací 24,4 ý hmot. Při tom se 17,3 t/h zředěné kyseliny 4a S ±"Q~ zahřívá v předehěívači 9 na 25 ai 99 5C a potom se přivádí -6- kcntinuélně do prvního stupně 1. V nádrži 1b odparkyprvního stupně 1 panuje tlak C,65 baru a teplota 117 °C.Z nádrže 1b odparky prvního stupně 1 odvedená, zkoncen-trovaná zředěná kyselina 4c , která vykazuje koncentraci 42,3 / k ot. / prostá pevných látek / , se přivádí dodruhého srupně 2. Zbývajících 15,2 t/h zředěné kyseliny4b se rovněž přivádí kontinuálně do druhého stupně 2 · V Nádrži 2b odparky druhého stupně 2 se zkoncentrovávásměs zkoncentrované zředěné kyseliny 4c a zředěné kyse-liny 4b až na koncentraci 52,6 y hrot. / prosté pevnýchlátek, V nádrži 2b odparky druhého stupně panuje tlakC,C5 baru a teplota 71 °C. V protikladu k prvnímu stup -ni 1 ,který je v:hříván 7,5 t/h topné páry 2» se druhýatupen 2 vyhřívá 6,5 t/h brýdové páry a přivádí se kesvazku trubek výměníku 2a tepla druhého stupně 2 . Zře-děná kyselina /prostá pevných látek/ zkcncentrovaná vedruhém stupni 2 na 52,6 / hrot. se odebírá z nádrže 2bodparky druhého stupně 2 a přivádí se do třetího stupně3,který je zahříván 4,2 t/h vodní páry 5_ . V nádrži3b odparky třetího stupně 3 panuje tlak 0,05 baru a te -plota. 117 °C. Ve třetím stupni 2 se zředěná kyselina 4dzkoncentrovává na konečnou koncentraci 67,7 y limot. / prosté pevných látek / a odvádí se jako zkoncentro -váná kyselina sírová. 7 z nádrže jh odparky třetího stup-ně 2 · Brýdové páry 3 popřípadě 3a odpadající ve dru-héfají stupni 2 a ve třetím stupni 2 se odvádí z nádrží2b popřípadě 3~ odparky a το tom kondenzují.

Claims (4)

1. fκ ί ιι 1 -τ

   1. Způsob 2k0ncer.trον' ί zředěné kyseliny ve troj -stupňové vakuové odparce s nuceným oběhem,při kterémse zředěná kyselin" přivádí do prvního stupně a st. tře -tího stupně se odvádí skoreentrováná kyselina sírová,při-čemž se vodná' pára a/nebo brýdová pára používají v troj-ctuprové vakuové odprrce s nuceným oběhem jako topné mé-dium a přičemž se v nádrži 3b o-parky prvního stupněnastaví tlak C,4 až 0,7 baru a teplota 30 až 120 °C, vnádrži odparky crvkého stupně tlak 0,02 až 0,06 baru a ta 50 ař 90 teplC,02 dové páry nepoužitéden a ovát , v v 7. n J v 0 a v naorai odparky třetího stupně tlako, ,Cc beru a teplota 30 až 120 C,a přičemž brý - au o bcpne meo1u. je nechají zkon -e tím , že sekontinuálně do nrv- : c 1 íkvsslinv rřivád; - - V V J. ního stupně a zbývající množství zředěné kyseliny se kon-tinuálně přivádí do nádrže odparky druhého stupně. '0 až sreaone
2. 2, Způsob podle nároku 1, v y 2 n a č u j í c í setím , že se minimálně část zředěné kyseliny předvstupem do troj stupňové vakuové odparky s nuceným oběhempředehřívá v minimálně jednom předchřívečí na 30 až S2 °C< Způsob podle nároku 1 nebo nároku 2 , v y 2 n a -č u j í c í se tím, že se zředěná kyselina před'.stupem do troj stupňové vakuové odparky s nuceným oběhempředem zkoncentrov-'νέ pomocí tepla, procesu na končen -traci 25 až 32 hmot. / prosté pevných látek/.
3. 4. Způsob podle jednoho z. nároků 1 až. 3 , v y z n í ze se v rrvrín stupni 3 ve iřetím stupni používá jako topné médium vodní pára a αόν a m ra oaví-acna. 2 odparky prvního stupně or ν- 3- pouíívé jako tpné médium ve druhém stupni.
4. 5. Způsob podle nároku 4 , v y z n a č u j í c íse tím , že brýdové páry odpadající vedruhém stupnia ve třetím stupni se nechají oddělené kondenzovat mini -má3ně v jednoa kondensátoru.