CZ131498A3

CZ131498A3 - Prostředek obsahující alespoň hydrogenuhličitan sodný, způsob jeho výroby a jeho použití

Info

Publication number: CZ131498A3
Application number: CZ981314A
Authority: CZ
Inventors: Fabrice Fourcot; Jean-Claude Pouxviel; Christophe Zing
Original assignee: Novacarb
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-09-16
Also published as: ATE319656T1; RO120131B1; EP0858429B1; FR2740362A1; FR2740362B1; EP1659097A1; EP0858429A1; CA2233249A1; AU729957B2; BG62803B1; TR199800760T2; WO1997016377A1; PL326450A1; DE69635898T2; DK0858429T3; PT858429E; US6290872B1; CA2233249C; BG102416A; DE69635898D1

Description

Prostředek obsahující alespoň hydrogenuhličitan sodný, způsob jeho výroby a jeho použití

Oblast techniky

Vynález se týká nového prostředku obsahujícího alespoň hydrogenuhličitan sodný, způsobu jeho výroby a jeho použití, zejména při zpracování kouřových plynů, v oblasti čištění a v potravě zvířat.

Dosavadní stav techniky

Zpracování kouřových plynů obsahujících všechny druhy znečišťujících látek, například anorganických kyselin, jako jsou kyseliny vzorce HX, kde X znamená halogen, nebo sloučenin typu S0_x nebo N0_x, organických derivátů, jako jsou dioxiny nebo furany, a například kovů považovaných za toxické, doznává obzvláště rychlého rozšíření z důvodů vzrůstajícího tlaku na ochranu životního prostředí vyvíjeného na společnosti emitující tyto odpadní plyny.

Z procesů, které uvolňují tyto plyny, je třeba zmínit mezi jiným spalovny domácího odpadu, spalovny nemocničního odpadu a speciálních průmyslových odpadů, tepelné elektrárny nebo sklářské pece, ale také některé způsoby výroby v chemickém průmyslu.

Tradiční závody na zpracování plynů využívají zpracování tak zvanou suchou cestou nebo polomokrou cestou. V prvním případě se činidlo pro neutralisaci kouřových plynů zavádí ve formě pevné látky a v druhém případě se toto činidlo využívá ve formě vodné suspense nebo roztoku, jehož množství vody se vypočítává tak, aby produkt vzniklý při tomto zpracování byl pevný, jako v prvním případě.

-2·· · ·

• · · • · · · • · ··

Jeden z nej starších způsobů suchého typu používá jako reakční činidlo vápno, což vyžaduje vysoký stechiometrický poměr z důvodů nízké reaktivity vápna.

Tyto způsoby navíc vykazují nevýhodu v tom, že vzrůstá množství pevného odpadu, který se velmi obtížně regeneruje a který se musí likvidovat na speciálních zavážkových místech, protože přítomnost kovů je považována za toxickou. Množství pevných látek je v tomto případě relativně vysoké a tak vznikají při tomto způsobu další velké cenové náklady.

Výhodnější způsob spočívá v použití hydrogenuhličitanu sodného. Použití tohoto neutralisačního činidla umožňuje vznik pevného odpadu, který lze jako takový snadno recyklovat. Kromě toho molární množství hydrogenuhličitanu sodného, s ohledem na sloučeniny, přítomné v těchto zpracovávaných plynech a které mají být neutralisovány, je mnohem nižší než v případě vápna.

Tento poslední typ způsobu představuje v tomto oboru technický pokrok. Avšak zůstává důležitým úkolem snižování nákladů tohoto zpracování a mít možnost použít snadno dostupného produktu s dostatečným obsahem hydrogenuhličitanu sodného, který je prost nežádoucích nečistot.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je nový prostředek, obsahující alespoň hydrogenuhličitan sodný, určený pro zpracování kouřových plynů vznikajících ze spalování domácího odpadu, nemocničního odpadu nebo speciálního průmyslového odpadu, nebo kouřových plynů pocházejících s tepelných elektráren nebo ze sklářských pecí, ale také v oblasti čištění a zvířecí potravy.

Vynález se také týká jednoduchého způsobu výroby tohoto prostředku.

Tak je za prvé podstatou vynálezu nový prostředek obsahující alespoň hydrogenuhličitan sodný.

-3• 4 ♦· • 4 · · •44 ♦ 44 4

4· ···♦ ♦♦

999 ·4

4 ·4

44*444

44

4·

44·4

4 44

444

444 44

44

4444

Za druhé je podstatou vynálezu způsob výroby prostředku obsahujícího alespoň hydrogenuhličitan sodný, který spočívá v tom, že se provádí tepelné zpracování amoniakálního hydrogenuhličitanu při teplotě mezi 20 a 150 °C.

Výhodná alternativní forma vynálezu spočívá v provádění tepelného zpracování pod kontrolovanou atmosférou, která může obsahovat vodu a/nebo oxid uhličitý.

Dále za třetí se podstata vynálezu týká zpracování kouřových plynů obsahujících hlavně kyseliny typu HX, kde X znamená atom halogenu, nebo hlavně sloučeniny typu S0_x, přičemž tyto sloučeniny jsou bud' samotné nebo ve směsi, a kovy považované za toxické, přičemž se jako reakční činidlo použije hydrogenuhličitan vznikající při způsobu podle vynálezu.

Ostatní charakteristiky a výhody předloženého vynálezu budou mnohem zřejmější z popisu a následujících příkladů provedení vynálezu.

Před detailnějším popisem způsobu podle vynálezu by mělo být zřejmé, že teplem zpracovaný amoniakální hydrogenuhličitan je meziproduktem vznikajícím při způsobu výroby uhličitanu sodného technikou amoniak-soda známou pod názvem Solvay způsob.

Více specificky se pro účely předloženého vynálezu pod názvem amoniakální hydrogenuhuličitan rozumí produkt získaný po rozpuštění plynného amoniaku ve vodném roztoku chloridu sodného tak, že vzniká amoniakální solný roztok. Ten se následně zpracuje plynem obsahujícím oxid uhličitý, čímž se získají krystaly amoniakálního hydrogenuhličitanu.

Amoniakální hydrogenuhličitan ve skutečnosti znamená směs obsahující hlavně hydrogenuhličitan sodný, uhličitan sodný a v menším rozsahu amoniak ve formě amoniových solí, jako jsou hydrogenuhličitan, uhličitan a/nebo karbamát, a vodu.

Za účelem označení tato směs obsahuje: 70 až 90 % hmotnostních hydrogenuhličitanu sodného (NaHCO₃) , 2 až 20 % hmotnostních uhličitanu sodného (Na₂CO₃) , 0,2 až 1,0 % • · • toto • to

-4* · • •toto • to • toto • toto·· · to · • · · ♦ to · ·♦

hmotnostní amoniaku, vyjádřené ve formě amoniového iontu, 0,3 až 2,0 % hmotnostních amóniumkarbamátu (NH₄O₂CNH₂) a 5 až 20 % hmotnostních vody.

Na rozdíl od toho, co bylo očekáváno, zpracováním amoniakálního hydrogenuhličitanu v rozsahu specifického teplotního rozmezí, zejména za vysoké teploty a za kontrolované atmosféry, pokud se týká vody a/nebo oxidu uhličitého, lze vysušit a selektivně rozložit přítomné amoniové soli, jako jsou hydrogenuhličitan, uhličitan a/nebo karbamát, na amoniak a oxid uhličitý, bez podstatného rozložení ve směsi přítomného hydrogenuhličitanu sodného na uhličitan sodný.

To je proto, a to by nemělo být opomenuto, že poslední stupeň způsobu Solvay sestává z kalcinace amoniakálního hydrogenuhličitanu při teplotě řádově 200 °C, čímž se získává uhličitan sodný. Proto nebylo zřejmé, že tepelným zpracováním při teplotách 120 °C až 130 °C by bylo možno dosáhnout daných výsledků.

Jak bylo uvedeno výše, tepelné zpracování podle vynálezu se provádí při teplotě mezi 20 a 150 °C, výhodně za kontrolované atmosféry, která může obsahovat vodu a/nebo oxid uhličitý.

Podle výhodného provedení vynálezu se tepelné zpracování provádí při teplotě mezi 20 a 130 °C.

Zejména se tepelné zpracování provádí v přítomnosti atmosféry s obsahem vodní páry mezi 0 a 10 % molárními.

Pokud jde o oxid uhličitý, tepelné zpracování se provádí v přítomnosti atmosféry s obsahem oxidu uhličitého mezi 0 a 100 % molárními.

Dále se zpracování podle vynálezu provádí v atmosféře, která může obsahovat vzduch nebo jiný inertní plyn, jako jsou vzácné plyny nebo dusík. Obsah tohoto typu plynu, pokud se používá, tvoří doplněk k dosažení celkového tlaku.

Podle výhodného provedení vynálezu se tepelné zpracování provádí v přítomnosti vodní páry a oxidu uhličitého.

φφ φφ φ · φ♦ ♦ · ·· φ φφφ φ· φ φφ ·· φ·

Bylo zjištěno, že teplota pro zpracování amoniakálního hydrohenuhličitanu může být upravena podle množství přítomné vodní páry a množství přítomného oxidu uhličitého.

Tak v případě, že atmosféra je tvořena směsí dusík/kyslík nebo vzduch, je teplotní rozmezí pro tepelné zpracování výhodně pod 80 °C.

Dále, jestliže se zpracování provádí v atmosféře obsahující směs oxidu uhličitého a vodní páry, a popřípadě vzduchu nebo inertního plynu, lze ho potom provádět při teplotě poblíž 120 až 130 °C, i když lze použít i nižší teploty.

Pro předešlé postupy jsou hodnoty teploty vyjádřeny při atmosférickém tlaku. Pro pracovníky zkušené v oboru je samozřejmé upravit hodnoty teploty podle tlaku, při kterém se zpracování provádí.

To je proto, že výrobu prostředku podle vynálezu lze provádět za jakéhokoliv tlaku.

Zpracování podle vynálezu se výhodně provádí za průtoku plynu. Jedním z důvodů pro to je to, že je velmi žádoucí neudržovat parciální tlak amoniaku nad amoniakálním hydrogenuhličitanem, aby se podporoval rozklad amonných solí, jako jsou hydrogenuhličitan, uhličitan a/nebo karbamát.

Doba trvání operace je obvykle maximálně několik hodin.

Tepelné zpracování se výhodněji provádí za míchání.

Nový prostředek získaný podle vynálezu, který tvoří další podstatu vynálezu, může obsahovat alespoň hydrogenuhličitan sodný, alespoň uhličitan sodný a alespoň amoniak ve formě amoniových solí, jako jsou hydrogenuhličitan, uhličitan a/nebo karbamát.

Obsah hydrogenuhličitanu sodného je výhodně alespoň 70 % hmotnostních, s výhodou alespoň 80 % a ještě výhodněji mezi 80 a 95 % hmotnostními. Množství přítomného uhličitanu sodného je výhodně menší než 30 % hmotnostních, s výhodou menší než 20 % a ještě výhodněji mezi 5 a 15 % hmotnostními. Množství přítomného amoniaku, vyjádřeného ve formě amoniového iontu, je výhodně menší než 1 % hmotnostní a ještě výhodněji se pohybuje mezi 0,2 a 0,7 % hmotnostními.

Prostředek může dále obsahovat karbamátové soli a vodu. Obsah amoniumkarbamátu je výhodně menší než 0,1 % hmotnostní a ještě výhodněji mezi 0,01 a 0,06 % hmotnostními. Voda je přítomna výhodně v množství menším než 10 % hmotnostních a ještě výhodněji od 1 do 6 % hmotnostních.

Převedení prostředku podle vynálezu na formu vodného roztoku a/nebo suspense nepředstavuje odchýlení se od rozsahu vynálezu.

Roztok může obecně obsahovat od 50 do 150 g/1 prostředku. Pokud se týká vodné suspense, pak tato obsahuje od 10 do 50 % hmotnostních tohoto prostředku.

Tento prostředek může být proto použit, a to je třetí podstata vynálezu, pro zpracování kouřových plynů, obsahujících převážně kyseliny vzorce HX, kde X znamená atom halogenu, nebo převážně sloučeniny typu S0_x/ přičemž tyto sloučeniny jsou bud' samotné nebo jako směs, a kovy, které jsou považovány za toxické.

Podle první alternativní formy vynálezu zpracovávané kouřové plyny obsahují kyseliny vzorce HX, kde X znamená atom halogenu, a kovy považované za toxické. Zejména X představuje atom chloru. Kouřové plyy mohou navíc obsahovat v menším rozsahu sloučeniny typu S0_x.

Jako kovy považované za toxické se zejména označují těžké kovy a/nebo vícemocné kovy. Zmínit lze například rtuť, kadmium, olovo, arsen, selen, stříbro, antimon, zinek, hliník, křemík, vápník, titan, chrom, mangan, železo, nikl, měď, molybden, cín, vizmut, vanad nebo kobalt, aniž by docházelo k omezení jen na tyto kovy.

Kouřové plyny tohoto typu vznikají zejména spalováním domácího odpadu, nemocničního odpadu nebo speciálního průmyslového odpadu.

··· · · · · · · ·· • · · · · · ···· · ··· · * • · · · · · · · · ···· ·· ·· * ·· ·· formy vynálezu obsahují sloučeniny typu S0_x a kovy

SCt se rozumí oředevším

-ΊPodle druhé alternativní zpracovávané kouřové plyny hlavně považované za toxické. Vzorcem sloučeniny typu S0₂ nebo S0₃. Tyto kouřové plyny mohou také obsahovat v menším rozsahu sulfity nebo hydrogensulfity, nebo kyseliny vzorce HX, kde X znamená atom halogenu.

Tyto kouřové plyny vznikají zejména například při práci tepelných elektráren nebo sklářských pecí.

Dále by bylo možno uvést, že tyto kouřové plyny i když odpovídají první nebo druhé alternativní formě, mohou také obsahovat prach a/nebo polétavý popílek, jakož i další znečiúující látky, jako jsou sloučeniny typu N0_x, nebo organické sloučeniny, jako jsou dioxiny nebo furany.

Kouřové plyny se mohou výhodně zpracovávat polomokrou cestou nebo suchou cestou.

Polomokrá cesta znamená způsob, při kterém se prostředek vznikající při tomto způsobu podle vynálezu (také následně označovaný jako reakční činidlo) zavádí v přítomnosti vody v takovém množství, že produkt získaný po zpracování je v pevné formě. V tomoto případě se reakční činidlo používá ve formě suspense nebo roztoku.

Obsah vody nutný pro získání roztoku nebo suspense reakčního činidla může být zkušenými pracovníky stanoven podle technologických omezení způsobu. Zejména závisí tento obsah na teplotě zpracování kouřových plynů, na odpařovací kapacitě zařízení a na faktu, že po skončení zpracování je požadován pevný produkt.

Suchá cesta zejména znamená zpracování, při kterém se reakční činidlo zavádí do kouřových plynů v pevném stavu.

V tomto případě lze rozlišit dva typy operací: první alternativní forma se provádí bez zavádění další vody a druhá alternativní forma se provádí za zavádění vody, ale v takovém množství, aby si reakční činidlo zachovávalo práškový vzhled.

-8V tomto posledním případě je obsah vody mezi 2 a 15 % hmotnostními, vztaženo na reakční činidlo. Množství vody je výhodně mezi 5 a 10 %.

Je výhodné použít reakční činidlo, které je k disposici v pevné formě jemných částic s kontrolovanou velikostí částic tak, aby se zlepšila kinetika neutralisačního zpracování.

Například je výhodné použít reakční činidlo s průměrnou velikostí částic menší než 50 gm. Při specifickém provedení se použije reakční činidlo s průměrnou velikostí částic mezi 5 a

0 pm.

Používá-li se reakční činidlo o velikosti částic větší než pm nebo řádově 50 pm, může být výhodné provést před zpracováním kouřových plynů nejprve stupeň mletí reakčního činidla, aby se dosáhlo velikosti částic řádově 5 až 30 pm. Toto mletí se může provádět jakýmkoliv známým postupem.

Používá-li se alternativní forma se zaváděním vody, voda se může zavádět před zpracováváním kouřových plynů nebo alternativně během zpracovávání těchto kouřových plynů.

Tak se může voda ve sprej ováné formě uvést do styku s reakčním činidlem ve smáčecím bubnu, provádí-li se zavádění vody před vlastním zpracováváním kouřových plynů.

V případě, kdy se zavádí voda během operace uvádění reakčního činidla do styku s kouřovými plyny, se voda injikuje v požadovaných množstvích přímo do proudu plynu.

Lze ovšem počítat s kombinací těchto možností.

Množství reakčního činidla používaného při způsobu zpracovávání kouřových plynů podle vynálezu závisí na množství přítomných sloučenin, které mají být neutralisovány.

Podle specifického provedení vynálezu se zpracovávání kouřových plynů provádí tak, že stechiometrický poměr reakčního činidla ke sloučeninám typu SO_X je mezi 1,02 a 2 a/nebo stechiometrický poměr reakčního činidla ke sloučeninám typu kyselin vzorce HX je mezi 1,02 a 2.

·· 4« • · · * • ·*

-9• · · • · * • · · · ·Φ

··

Tento stechiometrický poměr je s výhodou mezi 1,02 a 1,5.

Při výhodném provedení je stechiometrický poměr mezi 1,05 a

1,3.

Jestliže kouřové plyny, které mají být zpracovávány, obsahuj í organické znečišůující látky, může být výhodné injikovat adsorpČní činidlo do proudu plynu s reakčním činidlem a popřípadě s vodou. Adsorpční činidlo, obsahující organické znečištěniny, se může následně regenerovat s pevnými látkami vznikajícími ze zpracování kouřových plynů.

Je třeba uvést, že toto zpracování také umožňuje zvýšit množství regenerované rtuti, je-li přítomna v kouřových plynech.

Adsorpčním činidlem je obecně aktivní uhlí a/nebo polokoks.

Kromě toho, jestliže kouřové plyny obsahují prach nebo polétavý popílek, lze tyto regenerovat pevnými látkami vznikajícími během neutralisace nebo jinak před zpracováním podle vynálezu běžnými metodami.

Operace uvádění kouřových plynů do styku s reakčním činidlem, popřípadě s vodou, a adsorpčním činidlem se provádí známým způsobem.

Může se provádět souproudně nebo protiproudně.

Zpracování se rovněž může provádět v jakémkoliv typu reaktoru umožňujícímu dispergaci pevné látky, suspense nebo roztoku v kouřových plynech, jako jsou reaktory obsahující systémy typu Venturi nebo reaktory s fluidním ložem.

Pevné látky produkované způsobem zpracování kouřových plynů se následně oddělí použitím běžných technik, jako jsou elektrostatické filtry nebo rukávové filtry.

Podle výhodného provedení předloženého vynálezu se alespoň část pevných látek vznikajících při zpracovávání kouřových plynů recykluje do nového stupně zpracovávání kouřových plynů.

Teplota zpracovávání kouřových plynů závisí na různých technologických omezeních.

• φ · · · · φ φ

-10·· ·* • · · · « φφ · • · * • · • Φ φφ φ φ φ φ φ · φφ φφφφ · φ φ φ

Závisí zejména na teplotě kouřových plynů, které se mají zpracovávat, na obsahu vody, na nutnosti následného katalytického zpracování N0_x a na teplotní stabilitě zařízení.

Teplota zpracovávání kouřových plynů je mezi 70 a 500 °C a zejména výhodně mezi 130 a 400 °C.

V případě, kdy se zpracovávání provádí suchou cestou v přítomnosti vody zaváděné v době použití, se pevné látky mohou recyklovat do zóny přípravy směsi reakčního činidla a vody.

Jestliže se voda uvádí do styku v neutralisační zóně, pevné látky se zavádějí do této zóny odděleně nebo se zaváděním čerstvého reakčního činidla.

Provedení s recyklováním je výhodné v tom, že se dále zvyšuje účinnost způsobu, zejména v případě krátké doby pobytu v neutralisační zóně. Toto provedení rovněž umožňuje snížit mezní hodnotu čištění kouřových plynů.

Pevné látky vznikající při způsobu podle vynálezu mají výhodu v tom, že mohou být regenerovány.

Tak se pevné látky vznikající při zpracování kouřových plynů čistí použitím prvního stupně rozpouštění ve vodě, následovaného stupněm oddělování kovů považovaných za toxické, které jsou přítomny.

Ve specifickém případě, kdy kouřové plyny obsahují hlavně kyseliny vzorce HX, a zejména kyselinu chlorovodíkovou, jsou pevné látky vznikající při způsobu podle vynálezu na basi halogenidů sodíku, jako je chlorid sodný, kromě kovů považovaných za toxické.

V tomto případě se pevné látky uvedou do styku s vodou, což způsobí rozpuštění přítomných halogenidů sodíku a některých přítomných kovů považovaných za toxické. Následně se provede první stupeň oddělení zbývajících nerozpustných materiálů, obecně filtrací.

Kovy považované za toxické, které byly rozpuštěny, se postupně oddělí od vodného roztoku chloridu sodného, který má

-li·· ·♦ • · · · • · ·» *·· · · • · · ·· ·· ti ·· ·* · • · ♦ · · · • ·· · · · ♦ • · · · · · ·*·· ·

být čištěn. Zejména se používá jeden nebo více srážecích stpuňů.

Hodnota pH se kontroluje přidáváním buď kyseliny nebo base. Z důvodů snahy o nekontaminování směsi se kyselina nebo base volí podle iontů, které zavádějí. Z toho důvodu je výhodné použít jako kyselinu kyselinu chlorovodíkovou a jako base hydroxid sodný, uhličitan sodný nebo hydrogenuhličitan sodný. Sraženiny kovů považovaných za toxické se potom následně odstraní, zejména filtrací.

Podle specifické alternativní formy a v případě, kdy roztok obsahuje sulfáty, získané neutralisací S0_x během zpracování kouřových plynů, a popřípadě fluorid sodný, lze přidávat činidlo pro srážení těchto sloučenin, jako je chlorid vápenatý. Vysráží se sádra a fluorid vápenatý a ty se následně oddělí. Stupeň oddělování se může provádět ve stejné době jako oddělování sraženiny obsahující kovy považované za toxické.

V případě, kdy je požadován určitý stupeň čistoty vodného roztoku chloridu sodného, lze provádět jeden nebo více dalších čisticích stupňů.

První alternativní forma spočívá v uvádění tohoto vodného roztoku ve styk s jednou nebo více iontoměničovými pryskyřicemi. Pryskyřice může být ve formě vodíkové nebo sodné, avšak přednost je dávána druhému typu pryskyřice, který umožňuje optimální extrakci iontů kovů považovaných za toxické v roztoku.

Další možná alternativní forma spočívá v použití činidel, jako jsou anorganické sulfidy nebo organické sloučeniny obsahující síru. Z anorganických sulfidů lze zmínit sulfid sodný, sulfidy železa nebo barya. Z organických sloučenin obsahujících síru lze zejména zmínit troj sodné soli trimerkapto-s-triazinu, jako je 15 % roztok ve vodě (TMT 15®) .

Třetí alternativní forma spočívá v kombinaci těchto možností.

-12R · · · • · ·· • ··· · · • · · ·· ·· lze lze ·· ·· ·· <

• · ♦ · · · · • ·· · · · · • · · · · · ·®·· • •••·· ···· ·· ♦· ♦

Vodné roztoky chloridu sodného, jejichž stupeň čistoty upravit, lze využít v různých průmyslových postupech. Tak tyto roztoky použít při syntese uhličitanu sodného nebo hydrogenuhličitanu sodného (proces Solvay) nebo při přípravě roztoků hydroxidu sodného elektrolysou.

V případě, kdy kouřové plyny jsou na basi sloučenin typu S0_xz lze získané zbytky na basi převážně síranu sodného a rovněž obsahující kovy považované za toxické, výhodně po čištění regenerovat.

První stupeň opět spočívá v uvedení pevných zbytků ve styk s vodou nebo s recyklovaným vodným roztokem obsahujícím síran sodný.

Cílem druhého stupně je na jedné straně selektivně rozpustit sulfáty, popřípadě halogenové soli, kterými jsou obvykle chloridy. Na druhé straně je úkolem tohoto stupně zanechat v suspensi většinu kovů považovaných za toxické.

Tato selektivní rozpouštěcí operace se provádí kontrolováním pH prostředí tak, aby bylo v rozmezí minimální rozpustnosti kovů, které jsou zejména ve formě hydroxidů a/nebo uhličitanů.

Je jasné, že toto rozmezí závisí na povaze přítomných kovů a může být žádoucí udělat mezi nimi kompromis.

Obvykle se rozpouštění provádí v rozmezí pH mezi 3 a 10, včetně.

Podle první alternativní formy a v případě, že není přítomen hliník ve velkém množství vzhledem k ostatním kovům, representuje rozmezí pH ležící mezi 7 a 10, včetně, dobrý kompromis. Zejména se rozpouštění provádí při rozmezí pH mezi 7 a 9, včetně.

Podle druhé alternativní formy a v případě, že množství hliníku je vysoké, může být žádoucí provádět rozpouštění při pH mezi 3 a 7, včetně.

Použití dvou výše uvedených alternativních forem po sobě nepředstavuje odchýlení se od rozsahu předloženého vynálezu.

-13Tak rozpouštěcí stupeň může odpovídat dvěma postupným stupňům s prostředním stupněm dělení, první se provádí při pH mezi 7 a 10 a druhý při pH mezi 3 a 7, přičemž pořadí závisí na hodnotě pH výchozího roztoku.

Hodnota pH se kontroluje přidáváním buď kyseliny nebo base, voleným tak, aby nedocházelo ke kontaminaci směsi. Tak je výhodné použít kyselinu sírovou, uhličitan sodný nebo hydrogenuhličitan sodný.

Stupeň selektivního rozpouštění sulfátů se podle specifického provedení vynálezu provádí při teplotě mezi 15 a 80 °C, zejména mezi 2 0 a 60 °C. Výhodné provedení spočívá v provádění tohoto rozpouštění při teplotě v oblasti 30 až 40 °C.

Po rozpuštění a v případě zpracovávání kouřových plynů obsahujících sulfity nebo hydrogensulfity lze tyto oxidovat na sulfáty. Tato operace se obvykle provádí přidáváním alespoň jedné oxidující sloučeniny ke směsi, popřípadě kombinovaného se zahříváním. Jako příklady oxidačních sloučenin lze uvést vzduch, peroxid vodíku, persulfáty nebo sůl Carovy kyseliny.

Jakmile se síran sodný rozpustí, z roztoku se oddělí přítomné pevné látky filtrací nebo jinou běžnou metodou.

Pevné zbytky se potom zlikvidují na skládce. Bylo zjištěno, že množství odpadu, který se má zlikvidovat na skládce značně narůstá, pokud jde o běžný způsob neutralisace vápnem, využívá-li se jednoduchý postup.

Filtrát odpovídající vyčištěnému vodnému roztoku síranu sodného se následně zpracuje tak, že vykrystaluje daný sulfát.

Tato operace se provádí jakýmkoliv známým způsobem.

Podle první alternativní formy se filtrát ochladí až na teplotní rozdíl 15 až 20 °C mezi rozpouštěcí teplotou a krystalisační teplotou.

V tomto případě se získají krystaly v dehydratované formě.

Podle druhé alternativní formy vykrystaluje síran sodný odpařením alespoň části vody roztoku.

Vzniklé krystaly jsou v bezvodé formě.

·««········ • · · · ··· ····

-y. ···········

- _L4 ~ ·· ··· ······ ···· · ······ ··· ···»·· ·· · « · « «

Kapalinu vzniklou z krystalisace lze výhodně recyklovat do stupně rozpouštění pevných látek vzniklých ve stupni zpracovávání kouřových plynů.

Před recyklováním může být výhodné odstranit část kapaliny, aby se předešlo obohacení kapalin kovy považovanými za toxické nebo popřípadě tuto kapalinu zpracovat.

I když je tento stupeň pouze fakultativní, je zde možno provést před krystalisací síranu sodného další čištění roztoku tak, aby se odstranily kovy považované za toxické zbývající v roztoku.

První metoda spočívá v přidávání alespoň jednoho příslušného srážecího činidla k roztoku, přičemž toto činidlo se volí zejména z hydroxidů alkalických kovů, uhličitanu sodného nebo silikátů, přičemž je možno použít tato srážecí činidla samotná nebo ve směsi.

Je také třeba zmínit, že činidla tohoto typu se prodávají jako produkty pod názvy Profix⁸, Max Flow* a Low Ash®.

Druhá metoda spočívá v uvedení roztoku do styku s alespoň jedním anorganickým sulfidem, alespoň jednou organickou sloučeninou obsahující síru nebo jejich směsí. Ty, které byly zmíněny pro alternativní formu, kdy se zpracovávají kouřové plyny obsahující kyseliny vzorce HX, jsou též vhodné a není to zde nutno opakovat.

Třetí vhodná metoda spočívá v uvedení roztoku do styku s iontoměničovou pryskyřicí. Odkazy byly uvedeny výše, kde bylo popisováno další čištění roztoků vzniklých při zpracovávání kouřových plynů obsahujících hlavně kyseliny vzorce HX.

Čistota těchto krystalů je taková, že jsou ekonomicky cenné, přímo nebo po sušení nebo granulaci.

Síran sodný může být ekonomicky vhodný například pro použití u sklářských pecí.

Prostředek podle vynálezu může být také použit jako základní složka, jako plnidlo, v detergentech a ve zvířecí potravě.

-15V případě detergentů lze porositu získanou tímto způsobem zlepšit vzhledem k porositě komerčního hydrogenuhličitanu a tak je možno zvýšit množství organických produktů, které se absorbuje, například neionogenními povrchově aktivními sloučeninami.

Prostředek podle vynálezu může také obsahovat amoniak ve formě amoniového iontu. Tento produkt umožňuje kombinovat s tímto prostředkem zdroj dusíku pro tvorbu aminokyselin u zvířat.

Předložený vynález je dále blíže objasněn následujícími příklady, které jej však neomezují.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1 g amoniakálního hydrogenuhličitanu, obsahujícího 74,1 % hmotnostních hydrogenuhličitanu sodného, 9 % hmotnostních uhličitanu sodného, 1 % hmotnostní amoniumkarbamátu a 1 až 2 % hmotnostní hydrogenuhličitanu amonného a uhličitanu amonného , přičemž zbytek tvoří voda se zanedbatelným množstvím chloridu sodného, se zpracovává na vzduchu při teplotě 30 °C.

Amoniakální hydrogenuhličitan se zahřívá ve skleněném reaktoru opatřeném pláštěm termostaticky kontrolovaným na 30 °C. Reaktor se otevře a propláchne se vzduchem.

Výsledky jsou shrnuty v následující tabulce.

trvání (hodiny)	ztráta hmoty (% hmot.)	celkově NH₃* (% hmot.)
1	5,4	0,7
2	10,1	0,6

*: Celkově NH₃ (% hmot.) vyjádřené ve formě amoniového iontu

Hodnota vztahující se na celkový přítomný amoniak, vyjádřená ve formě obsahu amoniového iontu, odpovídá všem amonným sloučeninám schopným uvolňovat amoniak.

Po dvou hodinách bylo zjištěno, že hodnota celkového amoniaku nevykazuje žádní další změny, i když po zpracování uběhlo přibližně deset hodin.

Konečný produkt, a to po zpracovávání po dobu 2 hodin, obsahuje 83,7 % hmotnostních hydrogenuhličitaňu sodného a 10 % hmotnostních uhličitanu sodného, zbytek do 100 % je tvořen vodou se zanedbatelným množstvím chloridu sodného

Příklad 2

Zpracovávání stejného amoniakálního hydrogenuhličitaňu jako v příkladu 1 se provádí ve skleněném reaktoru vybaveném termostaticky kontrolovaným pláštěm.

Atmosféra, ve které se tepelné zpracovávání provádí je následující (celkový tlak = 0,1 MPa abs.):

- parciální tlak vody 2 % molární

- parciální tlak oxidu uhličitého 98 % molárních

Teplota se kontinálně zvyšuje a druh sloučenin, které jsou vylučovány, se analysuje.

Bylo zjištěno, že složky obsahující amoniak se rozkládají a voda se vylučuje od 25 °C.

Naopak hydrogenuhličitan sodný se nerozkládá až do teploty 113 °C.

Tento příklad dokazuje, že za kontrolované atmosféry s ohledem na vodu a oxid uhličitý lze složky obsahující amoniak odstranit, aniž by se rozkládal přítomný hydrogenuhličitan sodný.

Příklad 3 • · · · • · · · • ·· · • · · · • · · · Λ • ·

-17Tepelné zpracování amoniakálního hydrogenuhličitanu prostředkem stejným jako v příkladu 1 se provádí v pícce, jejíž atmosféra je kontrolována, čímž má následující složení (celkový tlak = 0,1 MPa abs):

parciální tlak vody parciální tlak oxidu uhličitého % molární % molárních

Teplota se zvyšuje po 0,5 ⁰ C za minutu, až se dosáhne teploty 80 °C. Potom se teplota udržuje na této hodnotě po dobu 6 a půl hodiny.

Získá se směs následujícího složení:

- 88,2 % hmotnostních hydrogenuhličitanu sodného,

8,7 % hmotnostních uhličitanu sodného,

0,4 % hmotnostních složek obsahujících amoniak (vyjádřeno jako amoniový ion),

- doplněk do 100 % hmotnostních voda se zanedbatelným množstvím chloridu sodného.

Claims

PATENTOVÉ ?/ • ·· •· · •· •· · • · · · · · · • · · · • · · · · • ······ · • · · · · · · • · · ·

NÁROKY

1. Prostředek, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň hydrogenuhličitan sodný, alespoň uhličitan sodný a alespoň amoniak ve formě amoniových solí s obsahem mezi 0,2 až 0,7 % hmotnostního amoniaku, vyjádřeno jako amoniový ion.
2. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň 70 % hmotnostních hydrogenuhličitanu sodného, s výhodou alespoň 80 % hmotnostních a ještě výhodněji mezi 80 a 95 % hmotnostními.
3. Prostředek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje méně než 3 0 % hmotnostních uhličitanu sodného, s výhodou méně než 20 % hmotnostních a ještě výhodněji mezi 5 a 15 % hmotnostními.
4. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje hydrogenuhličitan sodný, uhličitan sodný, amoniak ve formě amoniových solí, jako jsou hydrogenuhličitan, uhličitan a/nebo karbamát, a vodu.
5. Prostředek podle nároku 4, vyznačující se tím, že obsahuje méně než 0,1 % hmotnostní amoniumkarbamátu a s výhodou mezi 0,01 a 0,06 % hmotnostních.
6. Prostředek podle nároku 4, vyznačující se t í m', že obsahuje méně než 10 % hmotnostních vody.
7. Způsob výroby prostředku podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se provádí tepelné zpracování amoniakálního hydrogenuhličitanu při teplotě mezi 20 a 150 °C pro účely sušení a selektivního rozkladu přítomných amoniových solí.

-198. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že se tepelné zpracování provádí za kontrolované atmosféry, která může obsahovat vodu a/nebo oxid uhličitý.
9. Způsob podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že amoniakální hydrogenuhličitan, vzniklý reakcí plynného amoniaku rozpuštěného ve vodném roztoku chloridu sodného a oxidu uhličitého, tvoří prostředek, obsahující hydrogenuhličitan sodný, uhličitan sodný, amoniak ve formě amoniových solí, jako jsou hydrogenuhličitan, uhličitan a/nebo karbamát, a vodu.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že amoniakální hydrogenuhličitan obsahuje 70 až 90 % hmotnostních hydrogenuhličitanu sodného, 2 až 20 % hmotnostních uhličitanu sodného, 0,2 až 1,0 % hmotnostní amoniaku, vyjádřeno jako amoniový ion, 0,3 až 2,0 % hmotnostních amoniumkarbamátu a 5 až 20 % hmotnostních vody.
11. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že tepelné zpracování se provádí při teplotě mezi 20 a 130 °C.
12. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 7 až 11, vyznačující se tím, že tepelné zpracování se provádí v přítomnosti atmosféry s obsahem vodní páry mezi 0 a 10 % molárními.
13. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 7 až 12, vyznačující se tím, že tepelné zpracování se provádí v přítomnosti atmosféry s obsahem oxidu uhličitého mezi 0 a 100 % molárními.

• * • ·
14. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 7 až 13, vyznačující se tím, že tepelné zpracování se provádí za atmosféry obsahující vzduch nebo jakýkoliv jiný inertní plyn, jako jsou vzácné plyny nebo dusík.
15. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 7 až 14 , vyznačující se tím, že tepelné zpracování se provádí v přítomnosti vodní páry a oxidu uhličitého.
16. Prostředek získatelný podle způsobu popsaného v kterémkoliv z nároků 7 až 15.
17. Prostředek podle nároku 16, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň hydrogenuhličitan sodný, alespoň uhličitan sodný a alespoň amoniak ve formě amoniových solí.
18. Prostředek podle nároku 16 nebo 17, vyznaču- jící se tím, že obsahuje alespoň 70 % hmotnostních hydrogenuhličitanu sodného, méně než 30 % hmotnostních uhličitanu sodného a méně než 1 % hmotnostní amoniaku, vyjádřeno jako amoniový ion.
19. Prostředek podle kteréhokoliv z nároků 16 až 18, vyznačující se tím, že obsahuje hydrogenuhličitan sodný, uhličitan sodný, amoniak ve formě amoniových solí, jako jsou hydrogenuhličitan, uhličitan a/nebo karbamát, a vodu.
20. Prostředek podle kteréhokoliv z nároků 16 až 19, vyznačující se tím, že obsahuje od 80 do 95 % hmotnostních hydrogenuhličitanu sodného, od 5 do 15 % hmotnostních uhličitasnu sodného, od 0,2 do 0,7 % hmotnostních amoniaku, vyjádřeno jako amoniový ion, od 0,01 do 0,06 % • · 4 · • · • · • · • 4 · · hmotnostních amoniumkarbamátu a méně než 10 % hmotnostních vody.
21. Použití prostředku podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 nebo prostředku získatelného podle kteréhokoliv z nároků 7 až 15 pro zpracování kouřových plynů, které obsahují hlavně kyseliny typu HX, kde X znamená atom halogenu, nebo hlavně sloučeniny typu SO_X, přičemž tyto sloučeniny jsou bud' samotné nebo jako směs, a kovy považované za toxické.
22. Použití podle nároku 21 pro zpracování kouřových plynů, vyznačující se tím, že kouřové plyny se zpracovávají polomokrou cestou nebo suchou cestou.
23. Použití podle nároku 22 pro zpracování kouřových plynů, vyznačující se tím, že stechiometrický poměr reakčního činidla ke sloučeninám typu S0_xje mezi 1,02 a 2 a/nebo stechiometrický poměr reakčního činidla ke kyselinám typu HX je mezi 1,02 a 2.
24. Použití podle nároku 23 pro zpracování kouřových plynů, vyznačující se tím, že pevné látky vznikající při zpracování kouřových plynů se čistí použitím prvního stupně rozpouštění ve vodě, načež následuje stupeň oddělování kovů považovaných za toxické, které jsou v nich obsaženy.
25. Použití prostředku podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 nebo prostředku získatelného podle kteréhokoliv z nároků 7 až 15 jako základní složky, jako plniva pro detergentní prostředky.
26. Použití prostředku podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 nebo prostředku získatelného podle kteréhokoliv z nároků 7 až

15 jako základní složky ve zvířecí potravě.