CZ301196B6

CZ301196B6 - Zpusob zvýšení koncentrace zredeného solu v zarízeních pro elektrolýzu NaCl membránovým zpusobem

Info

Publication number: CZ301196B6
Application number: CZ20003717A
Authority: CZ
Inventors: Soppe@Alfred; Geisler@Klaus; Bressel@Bernd
Original assignee: Bayer Aktiengesellschaft
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2009-12-02
Also published as: PL342987A1; DE19948588A1; JP2001107276A; KR20010061931A; KR100727510B1; US6547948B1; EP1090883A2; ATE409169T1; JP4977290B2; DE50015370D1; EP1090883B1; EP1090883A3; PL194756B1; CZ20003717A3

Abstract

Rešení se týká zpusobu zvýšení koncentrace soli ve zredeném solu v zarízeních pro elektrolýzu NaCl membránovým zpusobem, pri kterém se potrebná sul NaCl skladuje v prutocném silu s presahem kapaliny a odtud se kontinuálne uvádí do rychlorozpouštecího zarízení, pricemž pri skladování vzniká vrstva soli, která je prekryta nasyceným solem nebo vodou.

Description

Při výrobě chloru a hydroxidu sodného membránovým způsobem se do elektrolyzérů uvádí téměř nasycený roztok NaCI (sol). V něm se pomocí stejnosměrného proudu vyrábí požadované produkty chlor, hydroxid sodný a vodík. Přitom se snižuje koncentrace soli v sólu o 80 až 130 g/1. io Při procesu elektrolýzy se kromě toho snižuje množství sólu nacházejícího se v elektrolyzační buňce o 3 až 4 moly H₂O na mol vyrobeného NaOH.

Dosavadní stav techniky

K udrženi řádného chodu procesu elektrolýzy se musí do buněk trvale doplňovat tolik koncentrovaného sólu, aby koncentrace soli v odcházejícím zředěném sólu (anolyt) neklesla pod minimální koncentraci stanovenou výrobcem membrány. Ta Činí asi 170 g NaCI na litr. Obvykle se vyčerpání sólu omezuje na 200 až 220 g NaCI na litr.

Množství soli uvedené sólem do elektrolyzačních buněk se tak využije asi na 40 %. Odtékající zředěný sol se z ekonomických a z ekologických důvodů recykluje, to znamená, že se po odstranění chloru posílí pevnou solí a po odpovídajícím vyčištění se znovu uvede do elektrolyzačních buněk. Před koncentrací krystalickou solí se dodá chybějící množství vody, aby se vyrovnalo množství kapaliny odvedené membránou,

V obvyklých zařízeních na zvyšování koncentrace sólu se obvykle sol vede zespoda vzhůru zásobníkem (rychlorozpouštěcím zařízením) s krystalickou solí. Při tom se sol posiluje, Sůl se přitom do zásobníku kontinuálně dodává mechanickým dávkovacím zařízením. Při alternativním io způsobu se zředěný sol uvádí do otevřeného skladu soli a tam se koncentruje (Ullmann Encyklopadie der technischen Chemie, kapitola Chlor a chlorid sodný, Scouce, Chloríne, Reinhold

Publishing Corp., USA, 1962).

Při tom se sůl odebírá zodpovídajícího suchého skladu soli buďto automatickým dopravníkem, nebo pomocí korečkového zařízení.

Při způsobu, popisovaném v dokumentu US 4 528 168, se suspenze soli v sólu stále čerpá v oběhu, aby se sůl udržovala ve vznosu. Při tom se súl záměrně neusazuje ve formě vrstvy.

Při způsobu podle US 4 459 188 se uvažuje pouze zakoncentrování roztoku soli, ovšem nijaká opatření pro vznik vrstvy soli NaCI v zásobní nádrži zde nejsou uvedena.

Způsoby známé podle stavu techniky jsou zatíženy řadou nevýhod.

Pokud je to možné, zásobuje se rychlorozpouštěcí zařízení přímo z transportní cesty soli, bez použití meziskladu. Při tom se musí použitá sůl z důvodů skladovatelnosti dotovat prostředky proti spékání (příkladně kaliumhexakyanoferát), což vede ke zhoršení využití proudu při procesu elektrolýzy (srovnej W. Versteegen, Bericht v. Akzo Nobel, Titul: Decomposition of Ironhexacyanides in alkaline Brine of Chorin-Caustic Plants during disolution and Brine treatment, autor:

J. H. G. van der Steegen, 26.03.1990).

Otevřená rozpouštěcí zařízení vedou ke tvorbě solné mlhy, která vyvolává na okolních zařízeních značné korozní škody. Kromě toho se zde při uvolňování par ztrácí příliš mnoho tepla, které se pak znovu musí dodávat ohřevem.

-1CZ 301196 B6

Kromě toho podléhají mechanická transportní zařízení k zásobování rychlorozpouštécích zařízení trvalému otěru, vyžadují vysoké udržovací náklady a odpovídající dohled a obsluhu náročnou na personál.

Podstata vynálezu

Cílem předloženého vynálezu je dát k dispozici způsob zvyšování koncentrace soli ve zředěném sólu, který nemá výše uvedené nevýhody a

- zvyšuje koncentraci zředěného sólu automaticky ze skladované zásoby (silo)

- není odkázán na přídavek prostředku proti spékání k zajištění skladovatelnost!

- vykazuje nepatrné ztráty tepla

- udržuje velká množství soli

- není odkázán na mechanická transportní zařízení.

Suchá nebo téměř suchá sůl chloridu sodného se zbytkovou vlhkostí 1 až 3 % však není skladovatelná, má sklon ke tvorbě můstků a spékání a vylučuje spolehlivé dávkování.

Překvapivě bylo objeveno, že se sůl chloridu sodného může být přídavku prostředku proti spékání skladovat v silu a odtud bez problému dávkovat, jestliže se sůl chloridu sodného smísí s vodou tak, že je vždy zaručen přebytek kapaliny. Přebytek kolísá podle velikosti sila a jeho geometrického tvaru. Volí se tak, aby sůl nikdy nevyschnula. Případně se během dávkovacího procesu voda dodává.

Předložený vynález se tedy týká způsobu zvýšení koncentrace zředěného sólu v zařízeních pro elektrolýzu NaCl membránovým způsobem, při kterém se potřebná sůl NaCl skladuje v průtočném silu s přesahem kapaliny a odtud se kontinuálně uvádí do rychlorozpouštěcího zařízení, přičemž při skladování vzniká vrstva soli, kteráje překryta nasyceným sólem nebo vodou a odtud se výhodně kontinuálně uvádí do rychlorozpouštěcího zařízení nebo s výhodou přímo do proudu zředěného sólu.

V předloženém vynálezu se sůl skladuje tak, že je vrstva soli překryta nasyceným sólem nebo vodou. Protože se při odběru směsi voda/sůl NaCl zmenšuje přebytek kapaliny, musí být zajiště35 no doplňování vody, aby zůstal zachován minimální přebytek 20 cm.

Přebývající sol slouží k tomu, aby potlačil tvorbu můstků a vymyl krystalickou sůl z výpustného hrdla sila. Přitom k vynesení soli postačí relativně malá množství kapaliny.

Při tom se silo dimenzuje tak, aby filtrační odpor vyvolaný solí umožnil takový průtok kapaliny, aby bylo možné dávkovat požadované množství soli. Jako sila se s výhodou použijí průtočná sila. Obecně mají sila tohoto druhu následující rozměry : průměr 5 až 12 m, výška 10 až 25 m.

Množství kapaliny prosakující obsahem sila je možné stanovit při odběru pevné látky ze sila příkladně s pomocí známých výpočetních podkladů příkladně pro proudění spodní vody a řádově stanovit její množství.

Matematický výpočet ukazuje, že v obvyklém průtočném silu i v případě jemnozmné soli je k dispozici dostatečné množství protečené kapaliny k vynesení požadovaného množství soli pro membránovou elektrolýzu.

Na druhé straně pokusy ukazují, že podíl kapaliny ve vynášené směsi je menší než množství přídavné vody pro oběh sólu. To je pro membránový proces NaCl výhodné, protože přídavek vody se tímto způsobem může řídit podle potřeby.

-2νζ. JVU7V υυ

Příklady provedení vynálezu

Příklad

Do zásobníku o obsahu 20 m³ s kónickým dnem a výpustním hrdlem se naplní 20 t kuchyňské soli bez prostředku proti spékání a tak dlouho se naplňuje zcela odsolenou vodou, dokud nečiní přebývající vrstva vody asi 20 cm.

io Z výpustního hrdla se odvádí sol obsahující asi 250 g/1 soli a pomocí čerpadla přes měření množství a radiometrické měření hustoty se vytlačuje do dalšího procesního kroku (filtrace sólu).

S pomocí radiometrického měření hustoty se řídí regulační ventil, který dávkuje do proudu sólu tolik solné brečky, že vzniká téměř nasycený sol s hustotou 1,198 g/m³.

Po rozdělení množství zředěného sólu na polovinu, ve které se má zvýšit koncentrace, se asi po 90 sekundách opět upraví výše uvedená hodnota na 1,198 g/m³.

Pokud se výkon čerpadla opět zvýší, upraví se předem daná hodnota hustoty znovu v průběhu 20 60 sekund.

Pri středním proudu sólu asi 2,1 m³/h je sůl po 83 hodinách ze sila zcela vyčerpána, zatímco přebývající kapalina ještě vyplňuje třetinu výšky výpustního kónusu.

Claims

1. Způsob zvýšení koncentrace zředěného sólu v zařízeních pro elektrolýzu NaCI membránovým způsobem, pri kterém se potřebná sůl NaCI skladuje v průtočném silu s přesahem kapaliny a odtud se kontinuálně uvádí do rychlorozpouštěcího zařízení, vyznačující se tím, že při skladování vzniká vrstva soli, která je překryta nasyceným sólem nebo vodou.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se směs sůl/voda dávkuje přímo do proudu zředěného sólu.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se sůl do sila dopravuje mecha40 nickým transportním zařízením.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se sůl do sila dopravuje hydraulickým transportním zařízením.

45 5. Způsob skladování soli NaCI v silu bez přídavku protispékacích prostředků, pri kterém se potřebná sůl NaCI skladuje s přesahem kapaliny, který je volen tak, aby sůl NaCI nevyschnula a kiystalická sůl se při odvodu z výpustního hrdla vyplachovala, vyznačující se tím, že pri skladování vzniká vrstva soli, která je překryta nasyceným sólem nebo vodou.