FI79474B - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN VATTENLOESNING SOM INNEHAOLLER KALIUMBIKARBONAT OCH KALIUMKARBONAT OCH SOM LAEMPAR SIG FOER TVAETT AV SURA GASER. - Google Patents
FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN VATTENLOESNING SOM INNEHAOLLER KALIUMBIKARBONAT OCH KALIUMKARBONAT OCH SOM LAEMPAR SIG FOER TVAETT AV SURA GASER. Download PDFInfo
- Publication number
- FI79474B FI79474B FI875638A FI875638A FI79474B FI 79474 B FI79474 B FI 79474B FI 875638 A FI875638 A FI 875638A FI 875638 A FI875638 A FI 875638A FI 79474 B FI79474 B FI 79474B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- potassium
- och
- som
- solution
- amine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D7/16—Preparation from compounds of sodium or potassium with amines and carbon dioxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
7947479474
Menetelmä happamien kaasujen pesuun sopivan kaliumbikarbo-naattia ja kaliumkarbonaattia sisältävän vesiliuoksen valmistamiseksiProcess for the preparation of an aqueous solution containing potassium bicarbonate and potassium carbonate suitable for washing acid gases
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä happamia, kaasumaisia yhdisteitä sisältävien kaasujen, kuten teollisuuden poistokaasujen, pesuun soveltuvan kaliumbikarbonaattia ja kaliumkarbonaattia sisältävän vesiliuoksen valmistamiseksi.The invention relates to a process according to the preamble of claim 1 for preparing an aqueous solution containing potassium bicarbonate and potassium carbonate suitable for washing acids containing gaseous compounds, such as industrial exhaust gases.
Tällaisen menetelmän mukaan karbonoidaan sopivan kaliumyh-disteen vesiliuos, minkä jälkeen reaktioseoksesta erotetaan kaliumbikarbonaattia ja -karbonaattia sisältävä vesifaasi.According to such a method, an aqueous solution of a suitable potassium compound is carbonized, after which the aqueous phase containing potassium bicarbonate and carbonate is separated from the reaction mixture.
Keksinnön avulla valmistettua liuosta voidaan käyttää teollisuuden poistokaasujen pesuun, jolloin lähtöaineina käytettävistä kaliumkloridista ja esimerkiksi rikkidioksidi-ja typpioksidipitoisista kaasuista saadaan kaliumsulfaatteja ja -nitraatteja.The solution prepared by the invention can be used for the purification of industrial exhaust gases, whereby potassium sulphates and nitrates are obtained from the potassium chloride used as starting materials and, for example, from gases containing sulfur dioxide and nitric oxide.
Happamien kaasujen kuten esim. savukaasujen puhdistamiseen käytettävien pesuliuosten tulee olla riittävän aikalisiä kaasujen neutraloimiseksi. Samalla on toivottavaa, että muodostuvilla reaktiotuotteilla olisi ainakin jonkinlainen hyö-tykäyttöarvo. Tänään käytetään tunnetusti mm. seuraavia aikalisiä reagensseja: ammoniakkivettä, natriumsulfiittia, -aluminaattia tai karbonaattia, kaliumsulfiittia, -fosfaattia tai asetaattia. Mikään näistä ei kuitenkaan ole kaikissa suhteissa täysin tyydyttävä.Acid gases, such as flue gas scrubbing solutions, should be of sufficient time to neutralize the gases. At the same time, it is desirable that the reaction products formed have at least some utility value. Today, e.g. the following time reagents: ammonia water, sodium sulfite, aluminate or carbonate, potassium sulfite, phosphate or acetate. However, none of these is completely satisfactory in all respects.
Na-karbonaattia ja Na-hydroksidia käytettäessä saadaan natriumsulfaattia, joka on arvoton jäte.The use of Na carbonate and Na hydroxide gives sodium sulphate, which is a worthless waste.
Kaliumyhdisteistä käytetään mm. K2S03:a ja K2C03-Na2C03~ seosta. Näillä menetelmillä taas on varjopuolena mm. se, että sulfiitti-bisulfiitti-S02~reaktio työntää tasapainoa reaktiossa 2SC>2 + K2SO3 + H2O -> 2KHSO3 vasemmalle.Potassium compounds are used e.g. K2SO3 and a mixture of K2CO3-Na2CO3. The downside of these methods is e.g. the fact that the sulfite-bisulfite-SO2 reaction pushes the equilibrium in the reaction 2SC> 2 + K2SO3 + H2O -> 2KHSO3 to the left.
Atomic International-menetelmässä joudutaan käyttämään korkeita lämpötiloja ja paineita, mikä puolestaan aiheuttaa 2 79474 pahoja korroosio-ongelmia.The Atomic International process has to use high temperatures and pressures, which in turn causes 2,779,474 severe corrosion problems.
Käyttämällä kaliumbikarbonaattia saataisiin hyötykäyttöarvon omaavia tuotteita, kuten kaliumsulfaatteja ja -nitraatteja, joita voitaisiin käyttää esim. lannoitteina. Kaliumkarbonaatin ja rikki- ja typpioksidien reaktioista saadaan vastaavia tuotteita, ja kaliumkarbonaatin vesiliuos on kalium-bikarbonaatin vesiliuosta alkalisempi. Yhdistämällä kalium-bikarbonaatti ja kaliumkarbonaatti saataisiin siten tarpeeksi alkalinen pesuliuos, joka muiltakin osin vastaa yllä esitettyjä vaatimuksia.The use of potassium bicarbonate would provide useful products, such as potassium sulphates and nitrates, which could be used, for example, as fertilizers. Reactions of potassium carbonate with sulfur and nitrogen oxides give similar products, and aqueous potassium carbonate is more alkaline than aqueous potassium bicarbonate. The combination of potassium bicarbonate and potassium carbonate would thus give a sufficiently alkaline washing solution which otherwise meets the above requirements.
Kaliumbikarbonaattia on tavallisesti valmistettu kalium-karbonaatista johtamalla hiilidioksidia kaliumkarbonaatin kylläiseen liuokseen tai saattamalla kostea kaliumkarbonaatti kosketuksiin hiilidioksidikaasun kanssa kohtuullisissa paineissa. Kaliumkarbonaatti on taas saatu karbonoimalla elektrolyyttisesti valmistettua kaliumhydroksidia. Vaihtoehtoisesti on käytetty nk. Engel-prosessia, jossa neutraalin magnesiumkarbonaatin tai -oksidin ja kaliumkloridin tai -sulfaatin liuokseen johdetaan hiilidioksidikaasua paineen alla, minkä jälkeen kaliumkarbonaatti otetaan talteen hajottamalla muodostunut kaksoissuola.Potassium bicarbonate is usually made from potassium carbonate by introducing carbon dioxide into a saturated solution of potassium carbonate or by contacting moist potassium carbonate with carbon dioxide gas at moderate pressures. Potassium carbonate is again obtained by carbonizing electrolytically prepared potassium hydroxide. Alternatively, a so-called Engel process has been used, in which carbon dioxide gas is introduced under pressure into a solution of neutral magnesium carbonate or oxide and potassium chloride or sulphate, after which the potassium carbonate is recovered by decomposing the double salt formed.
Mikään näistä menetelmistä ei kuitenkaan tarjoa taloudellisesti mielenkiintoista vaihtoehtoa teollisuuden poistokaasujen pesunesteen valmistamiseksi.However, none of these methods offer an economically interesting alternative for the preparation of industrial exhaust scrubber.
Blumberg, R. et ai. (Proceedings of International Solvent Extraction Conference 1974) ovat esittäneet menetelmän natriumbikarbonaatin valmistamiseksi NaClistä nesteuutolla.Blumberg, R. et al. (Proceedings of the International Solvent Extraction Conference 1974) have disclosed a process for preparing sodium bicarbonate from NaCl by liquid extraction.
Reaktiot ovat tällöin: 3 79474The reactions are then: 3 79474
NaC1(aq) + C02(g) + «2° + ‘“(o)^ NaHC03(s) +NaCl (aq) + CO 2 (g) + «2 ° + '“ (o) ^ NaHCO 3 (s) +
AmHCl, v (c)AmHCl, v (c)
AmHCl, \ + iMg(OH) *MgCl9 + Am + Ho0 C°} 2(s)* 2(s) 2 iMgCl, + H90 *Mg(0H), + HC1, , 2(s) 2 2(s) (acl> jossa Am on veteen liukenematon primäärinen, sekundäärinen tai tertiäärinen amiini, ja aq tarkoittaa vesifaasia, g kaasufaasia, o orgaanista faasia ja s kiinteää faasia.AmHCl, + + MM (OH) * MgCl9 + Am + Ho0 C °} 2 (s) * 2 (s) 2 iMgCl, + H90 * Mg (0H), + HCl, .2 (s) 2 2 (s) (acl> where Am is a water-insoluble primary, secondary or tertiary amine, and aq denotes the aqueous phase, g the gas phase, o the organic phase and s the solid phase.
Blumberg et ai.:n menetelmä soveltuu hyvin natriumbikarbonaatin selektiiviseen valmistukseen. Koska natriumbikarbonaatin liukoisuus veteen on suhteellisen pieni, noin 16,4 g/1 60°C:ssa, natriumbikarbonaatti saostuu vesifaasista ja se on helposti eristettävissä.The method of Blumberg et al. Is well suited for the selective preparation of sodium bicarbonate. Because the solubility of sodium bicarbonate in water is relatively low, about 16.4 g / L at 60 ° C, sodium bicarbonate precipitates from the aqueous phase and is easily isolated.
Tekijät eivät ehdota menetelmän soveltamista kaliumbikarbo-naatin valmistukseen, eikä se puhtaan kaliumbikarbonaatin valmistukseen kovin hyvin sovellukaan. Kaliumbikarbonaatti liukenee näet hyvin veteen, mistä syystä sen erottaminen vesifaasista olisi huomattavan työlästä ja aikaavievää.The authors do not suggest the application of the method to the preparation of potassium bicarbonate, nor is it very well suited to the preparation of pure potassium bicarbonate. Potassium bicarbonate is highly soluble in water, which is why it would be considerably laborious and time-consuming to separate it from the aqueous phase.
Blumberg et al.:n menetelmässä käytetään edelleen amiinin regenerointiin magnesiumhydroksidia, jolloin tuloksena saadaan laimeaa suolahappoa. Tämän poistaminen kohtuullisen väkevänä prosessista vaatii korkeita C02-paineita, mikä puolestaan aiheuttaa mm. korroosioriskejä.The method of Blumberg et al. Further uses magnesium hydroxide to regenerate the amine to give dilute hydrochloric acid. Removing this from a reasonably concentrated process requires high CO2 pressures, which in turn causes e.g. corrosion risks.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen menetelmä happamien yhdisteiden talteenottamiseen soveltuvan kaliumbikarbonaatti- ja kaliumkarbonaattiliuoksen valmistamiseksi.It is an object of the present invention to provide a novel process for the preparation of potassium bicarbonate and potassium carbonate solutions suitable for the recovery of acidic compounds.
Keksinnössä käytetään lähtöaineena kaliumkloridia, joka liuotetaan veteen. Karbonointi suoritetaan nes.teuutolla, 4 79474 jolloin kaliumkloridin vesiliuos saatetaan kosketuksiin sellaisen uuttoliuottimena käytettävän veteen sekoittumatto-man orgaanisen liuottimen kanssa, joka sisältää orgaanisen amiinin ja hiilidioksidin reaktiotuotteen, amiinikarbonaa-tin. Muodostuvaa kaliumbikarbonaattia ei eristetä vesiliuoksesta, jolloin se myös osittain hajoaa kaliumkarbonaatiksi, hiilidioksidiksi ja vedeksi.The invention uses potassium chloride as a starting material, which is dissolved in water. The carbonation is carried out by liquid extraction, 4 79474, whereby an aqueous solution of potassium chloride is contacted with a water-immiscible organic solvent used as the extraction solvent, which contains the reaction product of an organic amine and carbon dioxide, amine carbonate. The potassium bicarbonate formed is not isolated from the aqueous solution, so it also partially decomposes into potassium carbonate, carbon dioxide and water.
Pitämällä vesifaasi kaliumionikonsentraatioltaan sopivan laimeana saadaan sekä kaliumbikarbonaatti että kaliumkarbonaatti pysymään liuoksessa. Kaliumbikarbonaatti-karbonaatti-liuoksen pH on noin 9 ja se soveltuu erinomaisesti mm. N0X ja S02~pitoisten kaasujen pesuun. Tällöin saadaan myös typen oksidit sidotuksi kaliumsuolana hyötykäyttöiseen muotoon.By keeping the aqueous phase at a suitably dilute potassium ion concentration, both potassium bicarbonate and potassium carbonate are maintained in solution. The pH of the potassium bicarbonate-carbonate solution is about 9 and it is excellently suitable e.g. For scrubbing gases containing N0X and SO2 ~. In this case, the nitrogen oxides are also bound as a potassium salt in a useful form.
Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method according to the invention is mainly characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.
Keksinnön mukaista reaktiosekvenssiä kuvaavat seuraavat yhtälöt: (1) KCl(aq) + Am(0) + CO2 + H2O -> KHC03(gq) + AmHCl^o) (2) 2KHC03(aq) -> K2C03(aqj + H20 + C02The reaction sequence according to the invention is described by the following equations: (1) KCl (aq) + Am (O) + CO2 + H2O -> KHCO3 (gq) + AmHCl2) (2) 2KHCO3 (aq) -> K2CO3 (aqj + H2O + CO2)
Reaktiossa suoritetaan amiinin regenerointi (3) uutta uutto-kierrosta (1) varten kalsiumhydroksidilla.In the reaction, the amine is regenerated (3) for a new extraction cycle (1) with calcium hydroxide.
(3) AmHCl(0) + fcCa(OH)2 -> Am(0) + ^CaCl2 Lähtöaineena käytetty kaliumkloridi on sinänsä hyvin tunnettu aine. Sen liukoisuus veteen on 56,7 g/100 g H2O 60*C:ssa. Kaliumkloridin ominaisuuksia ja valmistusta on selostettu alan kirjallisuudessa, ks. esim. Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer (1967) 388(3) AmHCl (O) + fcCa (OH) 2 -> Am (O) + ^ CaCl2 The potassium chloride used as starting material is per se a well-known substance. Its solubility in water is 56.7 g / 100 g H2O at 60 ° C. The properties and preparation of potassium chloride have been described in the literature, cf. e.g., Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer (1967) 388
Prosessissa kaliumbikarbonaatin valmistukseen käytetty amiini voi olla esim. sekundaarinen amiini, kuten di-iso-nonyyli-The amine used in the process for the preparation of potassium bicarbonate may be, for example, a secondary amine such as diisononyl
IIII
5 79474 amiini (DINA) tai tavaramerkillä "Amberlite LA-2" markkinoitava tuote. Sen yleiskaava on tällöin5 79474 amine (DINA) or a product marketed under the trademark "Amberlite LA-2". Its general formula is then
Ri^ NHo jossa kaavassa Ri ja R2 edustavat toisistaan riippumatta 1.. .10 hiiliatomia käsittävää suoraa tai haarautunutta alkyyliryhmää, ja amiinin molekyylipaino on sopivimmin 270.. .290.R 1 is NH 2 in which R 1 and R 2 independently represent a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the molecular weight of the amine is preferably 270 to 290.
Amiinina voidaan myös käyttää tertiääristä amiinia, jonka kaava on R2 - ^NH, R3 ^ jossa Ri, R2 ja R3 edustavat toisistaan riippumatta 1...10 hiiliatomia käsittävää alkyyliryhmää. Eräs edulliseksi havaittu tertiaarinen amiini on trioktyyliamiini, jonka kaava on: C8H13 C8H13—^NH c8h13^As the amine, it is also possible to use a tertiary amine of the formula R 2 to NH, R 3 in which R 1, R 2 and R 3 independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. One preferred tertiary amine is trioctylamine of the formula: C8H13 C8H13- ^ NH c8h13 ^
Amiini liuotetaan vedettömään liuottimeen, jonka kiehumispiste on riittävän korkea, edullisesti yli 120eC. Liuottimina tulevat kyseeseen alifaattiset hiilivedyt tai aromaattiset hiilivedyt, kuten tolueeni ja ksyleeni.The amine is dissolved in an anhydrous solvent having a sufficiently high boiling point, preferably above 120 ° C. Suitable solvents are aliphatic hydrocarbons or aromatic hydrocarbons, such as toluene and xylene.
Syöttämällä hiilidioksidi-kaasua amiiniliuokseen saadaan amiinivetykarbonaattia, jonka kaava käytetyn amiinin mukaan on joko 6 79474 R\ ^NH2HC03 (sek-amilnl) R^ tai R\ R——NHHCO3 (tert-amilnl) R^The introduction of carbon dioxide gas into the amine solution gives an amine bicarbonate of the formula according to the amine used is either 6 79474 R 1 -NH 2 HCO 3 (sec-amyl) R 1 or R 1 -NH-NH 3 CO 3 (tert-amyl)
Uuttamalla kalisuolaliuosta amiinivetykarbonaatilla saadaan kaliumvetykarbonaattia (kaliumbikarbonaatti), jolloin uutto-liuottimeen jää amiinivetykloridia. Amiini regeneroidaan sopivalla alkalilla, kuten sammuttamattomalla tai sammutetulla kalkilla (CaO tai vastaavasti Ca(0H)2)/ magnesiumoksi-dilla, -hydroksidilla tai -karbonaatilla sekä joko ammoniak-kivedellä, alkalihydroksidilla tai -karbonaatilla.Extraction of the potassium salt solution with amine bicarbonate gives potassium bicarbonate (potassium bicarbonate), leaving the amine hydrochloride in the extraction solvent. The amine is regenerated with a suitable alkali, such as quicklime or slaked lime (CaO or Ca (OH) 2) / magnesium oxide, hydroxide or carbonate, respectively, and either ammonia water, alkali hydroxide or carbonate.
Kaliumbikarbonaatti hajoaa vesiliuoksessa jossain määrin kaliumkarbonaatiksi.Potassium bicarbonate decomposes to some extent in potassium carbonate solution.
Edellä esitetyllä tavalla valmistettua kaliumbikarbonaatin ja kaliumkarbonaatin vesiliuosta voidaan käyttää teollisuuden poistokaasujen, savukaasujen jne. pesuun. Kaliumbikarbonaatti reagoi rikkidioksidin kanssa muodostaen kaliumsul-fiittia, kaliumbikarbonaatin ja rikkitrioksidin välisessä reaktiossa muodostuu kaliumsulfaattia ja kaliumbikarbonaatin ja erilaisten typpioksidien reaktiosta saadaan kaliumnit-raattia tai vastaavasti -nitriittiä.An aqueous solution of potassium bicarbonate and potassium carbonate prepared as described above can be used for scrubbing industrial exhaust gases, flue gases, etc. Potassium bicarbonate reacts with sulfur dioxide to form potassium sulfite, potassium sulfate is formed in the reaction between potassium bicarbonate and sulfur trioxide, and potassium nitrate or nitrite, respectively, is obtained from the reaction of potassium bicarbonate and various nitrogen oxides.
Keksintöön liittyy huomattavia etuja. Niinpä lähtöaineena voidaan käyttää helposti saatavissa olevaa vuorisuolaa. Saadun pesuliuoksen pesukyky on parempi kuin K2SO3-KHSO3-liuoksen. Pesussa saadaan typen oksidit talteen nitraateina, ja ne kelpaavat sellaisenaan lannoitteeksi prosessissa saadun kaliumsulfaatin ohella.The invention has considerable advantages. Thus, a readily available rock salt can be used as a starting material. The washing ability of the obtained washing solution is better than that of the K2SO3-KHSO3 solution. Nitrogen oxides are recovered in the wash as nitrates and are suitable as a fertilizer in addition to the potassium sulphate obtained in the process.
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin selostamaan oheisen piirustuksen avulla, joka periaatekuvantona esittää keksinnön mukaisen prosessin virtauskaavion.The invention will now be described in more detail with the aid of the accompanying drawing, which shows in principle a flow diagram of the process according to the invention.
7 794747 79474
Prosessissa käytettävä kalisuola syötetään säiliöön 3.1.2, johon samanaikaisesti syötetään vettä kalisuolan liuottamiseksi.The potassium salt used in the process is fed to tank 3.1.2, to which water is simultaneously fed to dissolve the potassium salt.
Amiinikarbonaatti valmistetetaan puolestaan sekoitusastiassa 3.4 lisäämällä hiilidioksidia amiiniliuokseen, jolloin tapahtuu reaktio 4 (4) Am(o) + C02(g) + H20(g) ->AmHC03(o).The amine carbonate is in turn prepared in a mixing vessel 3.4 by adding carbon dioxide to the amine solution, whereby the reaction 4 (4) Am (o) + CO 2 (g) + H 2 O (g) -> AmHCO 3 (o) takes place.
Kalisuolaliuos suodatetaan suodatuslaitteessa 3.2 ja syötetään välisäiliön 3.1.3 kautta mixeri-settleri-tyyppiseen uuttokolonniin 3.3.5. Tähän syötetään samanaikaisesti amiini-karbonaattia, jolloin uuttokolonnissa 3.3.5 tapahtuu reaktio 5 (5) AmHC03(O) + KCl(aq) + H20 -> AmHCl(0) + KHC03(aq)The potassium salt solution is filtered in a filter apparatus 3.2 and fed through an intermediate tank 3.1.3 to a mixer-settler-type extraction column 3.3.5. Amine carbonate is fed simultaneously to this, whereupon reaction 5 (5) takes place in the extraction column 3.3.5 AmHCO 3 (O) + KCl (aq) + H 2 O -> AmHCl (0) + KHCO 3 (aq)
Kun uutossa halutaan päästä noin 99 %:n saantoon tarvitaan 2-10 uuttovaihetta. Käyttämällä riittävän suurta vaihe-suhdetta, edullisesti Eo/Ro = 1,5-4, erityisen edullisesti 2 - 3, voidaan uuttovaiheiden lukumäärä pitää viitenä. Vaihe-suhteen osoittaja Eo tarkoittaa uuttoliuottimen virtaamaa ja vastaavasti nimittäjä Ro vesivaiheen virtaama.When it is desired to achieve a yield of about 99% in the extraction, 2-10 extraction steps are required. By using a sufficiently high phase ratio, preferably Eo / Ro = 1.5-4, particularly preferably 2-3, the number of extraction steps can be kept to five. The phase ratio indicator Eo denotes the extraction solvent flow and the denominator Ro the aqueous phase flow, respectively.
Uutosta poistuva uuttoliuotin syötetään edelleen regeneroin-tia varten sekoittajalla varustettuun säiliöön 3.7, jossa amiini regeneroidaan esim. sammutetulla kalkilla.For extraction, the extraction solvent leaving the extraction is fed to a tank 3.7 equipped with a stirrer, in which the amine is regenerated, e.g. with slaked lime.
Prosessiolosuhteet vaihtelevat; uutossa lämpötila on noin 40...50°C, regeneroinnissa 60...80°C. Paine on uutossa alle 0,5 aty.Process conditions vary; in extraction the temperature is about 40 ... 50 ° C, in regeneration 60 ... 80 ° C. The pressure in the extraction is less than 0.5 aty.
Uutosta poistuva, pääasiassa KHCC>3:a sisältävä vesiliuos syötetään nyt välisäiliön 2.5 kautta pesuriin 1.4, jossa S02-, SO3— ja NOx-pitoiset kaasut pestään KHC03:n vesiliuoksella. Tällöin tapahtuvat mm. seuraavat reaktiot: 8 79474 (6) KHCO. + SO. -> ^K.SO. + CO. + H.O, .The aqueous solution leaving the extraction, mainly containing KHCO3, is now fed via intermediate tank 2.5 to scrubber 1.4, where the gases containing SO2, SO3 and NOx are washed with an aqueous solution of KHCO3. In this case, e.g. the following reactions: 8 79474 (6) KHCO. + SO. -> ^ K.SO. + CO. + H.O,.
3(aq) 2(g) 2 3(aq) 2(g) 23 (aq) 2 (g) 2 3 (aq) 2 (g) 2
(7) KHCO. + SO. -» *K SO, + CO. + H.O, N(7) KHCO. + SO. - »* K SO, + CO. + H.O, N
. 3(aq) 3<g) 2 \aq) 2(g) 2<*) (8) KHCO. + N.O. -> KNO. + CO. + Ηο0, ·.. 3 (aq) 3 <g) 2 \ aq) 2 (g) 2 <*) (8) KHCO. + N.O. -> KNO. + CO. + Ηο0, ·.
J(aq) 2 5(g) 3(aq) 2(g) 2 <8) (9) KHCO. + NO. -> KNO. + CO. + H.O, , J(aq) 2(g) 2(aq) 2(g) 2J (aq) 2 5 (g) 3 (aq) 2 (g) 2 <8) (9) KHCO. + NO. -> KNO. + CO. + H.O,, J (aq) 2 (g) 2 (aq) 2 (g) 2
Pesuliuosta kierrätetään pesurissa säiliöiden 1.4.1 kautta.The washing solution is circulated in the scrubber through the tanks 1.4.1.
Menetelmässä käytettävä pesuri 1.4 voi olla mitä tahansa tavallista tyyppiä, eli esim. yläpäästään sumutus- tai ruisku-tussuuttimilla varustettu tyhjä tai täytekappaleilla täytetty torni. Pesuri voi myös olla tyyppiä, jossa torniin on sovitettu välilevyjä, joiden avulla aikaansaadaan kaasuvirran äkillisiä, aineensiirtoa tehostavia suunnanmuutoksia. Eräs edullinen pesurityyppi on myötävirtaperiaatteella toimiva nk. Venturi-skrubberi.The scrubber 1.4 used in the method can be of any usual type, i.e. e.g. an empty tower with spray or spray nozzles at its upper end or filled with filling pieces. The scrubber can also be of the type in which spacers are arranged in the tower, by means of which sudden changes in the direction of the gas flow, which enhance the transfer of matter, are effected. One preferred type of scrubber is the so-called venturi scrubber operating on the co-current principle.
Pesurista poistuva K2S03-K2S04-KN02“KN03~pitoinen vesiliuos voidaan nyt haihduttaa ja kiteyttää haihdutus- ja kiteytys-laitteistossa 2.1 - 2.4. Kiteiden erottamisen jälkeen saatu kidemassa kuivataan ja siinä olevat K2SO3 ja KNO2 hapetetaan K2S04iksi ja Kiliksi puhaltamalla kuivausrumpuun ilmaa.The aqueous solution K2SO3-K2SO4-KN02 leaving the scrubber can now be evaporated and crystallized in the evaporation and crystallization equipment 2.1 to 2.4. The crystalline mass obtained after separation of the crystals is dried and the K2SO3 and KNO2 in it are oxidized to K2SO4 and Kili by blowing air into the dryer.
Esimerkki 1:Example 1:
Esimerkkitapauksessa valmistettiin käytettävä kaliumbikarbo-naatti-kaliumkarbonaatti-liuos seuraavasti: 6,3 kg kaliumkloridia syötettiin tuntia kohti säiliöön 3.1.2, jolloin veden syöttö oli 21,2 kg/h. Uuttokolonnissa uutettiin 40°C:ssa kaliumkloridiliuoksella amiiniliuosta, 9 79474 joka oli valmistettu johtamalla hiilidioksidikaasua triok-tyyliamiinln 2-molaariseen tolueeniliuokseen. Noin 99 %:n saannolla saatiin tällöin kaliumbikarbonaatin 4-molaarinen vesiliuos. Amiinin tolueeniliuos regeneroitiin kalsiumhyd-roksidilla 60*C:ssa ja kierrätettiin sekoitusastiaan 3.4.In the example case, the potassium bicarbonate-potassium carbonate solution to be used was prepared as follows: 6.3 kg of potassium chloride were fed per hour into tank 3.1.2, giving a water supply of 21.2 kg / h. In the extraction column, an amine solution, 9,79,474 prepared by introducing carbon dioxide gas into a 2-molar toluene solution of trioctylamine, was extracted at 40 ° C with potassium chloride solution. A 4 molar aqueous solution of potassium bicarbonate was then obtained in about 99% yield. The toluene solution of the amine was regenerated with calcium hydroxide at 60 ° C and recycled to the mixing vessel 3.4.
Valmistettua kaliumbikarbonaattiliuosta voidaan tarvittaessa laimentaa vedellä esim. noin 2-molaariseksi, jolloin se sisältää noin 200 g KHC03/1.If necessary, the prepared potassium bicarbonate solution can be diluted with water, e.g. to about 2 molar, in which case it contains about 200 g of KHCO 3 / l.
Kaliumbikarbonaattiliuoksen käyttö savukaasujen pesuun:Use of potassium bicarbonate solution for flue gas cleaning:
Kivihiilivoimalaitoksen savukaasua, joka sisälsi 3000 mg/m3 SO2 ja jonka lämpötila oli 140*C, johdettiin venturi-pesuriin 1.4, jossa virtasi kaliumbikarbonaattiliuosta, jonka pitoisuus oli 200 g KHCO3/I.The flue gas of the coal-fired power plant, which contained 3000 mg / m3 SO2 and had a temperature of 140 ° C, was passed to a venturi scrubber 1.4, where a potassium bicarbonate solution with a concentration of 200 g KHCO3 / I flowed.
Virtausnopeudet olivat: - kaasu 50 000 m3/h - pesuliuos 10 m3/h.The flow rates were: - gas 50,000 m3 / h - washing solution 10 m3 / h.
Pesurista poistuvan kaasun rikkipitoisuus oli alle 140 mg/m3. Pesurista saatu liuos sisälsi nyt kaliumsulfiittia, -nitriittiä ja -nitraattia.The sulfur content of the gas leaving the scrubber was less than 140 mg / m3. The solution from the scrubber now contained potassium sulfite, nitrite and nitrate.
Pesuliuoksen pitoisuudet olivat riittävän (n. 9 h:n) kierrä-tysajan jälkeen: - K+: 80 g/1 - SO3: 816 g/1The concentrations of the washing solution after a sufficient circulation time (approx. 9 h) were: - K +: 80 g / l - SO3: 816 g / l
Kiteet erotettiin ja kaliumsulfiitti ja - nitriitti hapetettiin kaliumsulfaatiksi ja vastaavasti -nitraatiksi.The crystals were separated and the potassium sulfite and nitrite were oxidized to potassium sulfate and nitrate, respectively.
Vertailuesimerkki:Comparative Example:
Seuraavassa esimerkissä vertaillaan bikarbonaattiyhdisteen valmistusta natriumkloridista sekä keksinnön mukaan kalium-kloridista.The following example compares the preparation of a bicarbonate compound from sodium chloride and, according to the invention, from potassium chloride.
Valmistettiin liuos di-iso-nonyyliamiinista (DINA) tolueenissa. Liuoksen pitoisuus oli 500 g dina/1.A solution of diisononylamine (DINA) in toluene was prepared. The concentration of the solution was 500 g dina / l.
10 7947410 79474
Dina karbonoitiin nyt johtamalla siihen C02-kaasua 15 minuutin ajan koko ajan sekoittaen.The dina was now carbonized by introducing CO 2 gas into it for 15 minutes with constant stirring.
NaCl:sta valmistettiin tämän jälkeen liuos, jonka väkevyys oli 95 g/1. Tätä liuosta ravistettiin nyt yllä valmistetun dina-bikarbonaattiliuoksen kanssa.A solution of 95 g / l was then prepared from NaCl. This solution was now shaken with the dinicarbonate solution prepared above.
vaihesuhde eo/ro oli 2:1 (eo orgaaninen vaihe, ro = vesi-vaihe). Ravistusaika 15 min., selkeytysaika 30 min.the phase ratio eo / ro was 2: 1 (eo organic phase, ro = water phase). Shaking time 15 min., Clarification time 30 min.
Analyysitulokset: pH Cl- g/1 ro 6,8 57,1 rr 8,4 5,2 rr poistuva vesivaihe KClrstä valmistettiin 4-m liuos ja sitä ravistettiin kuten yllä dina-bikarbonaatin kanssa.Analysis results: pH Cl- g / 1 ro 6.8 57.1 rr 8.4 5.2 rr leaving aqueous phase A 4-m solution was prepared from KCl and shaken as above with dinicarbonate.
Analyysitulokset: pH Cl- g/1 ro 6,2 139,9 rr 8,7 20,2 Jälkimmäisessä kokeessa rr oli kirkas, ts. kaikki syntynyt KHCO3 oli liuennut vesivaiheeseen. Koska NaHC03:n liukoisuus on vain noin 40 g/1, saostui sensijaan osa muodostuneesta NaHC03:sta omaksi vaiheekseen.Analysis results: pH Cl- g / 1 ro 6.2 139.9 rr 8.7 20.2 In the latter experiment, rr was clear, i.e. all the KHCO3 formed had dissolved in the aqueous phase. Since the solubility of NaHCO 3 is only about 40 g / l, part of the formed NaHCO 3 precipitated in its own step.
IlIl
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI875638A FI79474C (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Process for preparing an aqueous solution containing potassium bicarbonate and potassium carbonate and suitable for washing acid gas |
PCT/FI1988/000201 WO1989005777A1 (en) | 1987-12-21 | 1988-12-21 | Process for preparing an aqueous solution containing potassium bicarbonate and potassium carbonate suitable for washing acid gases |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI875638 | 1987-12-21 | ||
FI875638A FI79474C (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Process for preparing an aqueous solution containing potassium bicarbonate and potassium carbonate and suitable for washing acid gas |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI875638A0 FI875638A0 (en) | 1987-12-21 |
FI875638A FI875638A (en) | 1989-06-22 |
FI79474B true FI79474B (en) | 1989-09-29 |
FI79474C FI79474C (en) | 1990-01-10 |
Family
ID=8525600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI875638A FI79474C (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Process for preparing an aqueous solution containing potassium bicarbonate and potassium carbonate and suitable for washing acid gas |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI79474C (en) |
WO (1) | WO1989005777A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102139893B (en) * | 2011-04-15 | 2013-04-10 | 太仓沪试试剂有限公司 | Method for preparing potassium carbonate |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3347623A (en) * | 1966-11-03 | 1967-10-17 | Kali Chemie Ag | Preparation of potassium bicarbonate |
US4010243A (en) * | 1975-11-28 | 1977-03-01 | Owens-Illinois, Inc. | Preparation for potassium bicarbonate from potassium halide |
DE2940614C2 (en) * | 1979-10-06 | 1982-09-16 | Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl | Process for the production of sodium hydrogen carbonate and hydrogen chloride |
-
1987
- 1987-12-21 FI FI875638A patent/FI79474C/en not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-12-21 WO PCT/FI1988/000201 patent/WO1989005777A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1989005777A1 (en) | 1989-06-29 |
FI875638A0 (en) | 1987-12-21 |
FI79474C (en) | 1990-01-10 |
FI875638A (en) | 1989-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4385039A (en) | Process for removal of sulfur oxides from waste gases | |
RO118384B1 (en) | PROCESS FOR DRY OR SEMIWET TREATMENT OF FLUE GASES CONTAINING SULPHUR COMPOUNDS OF THE SOx TYPE | |
KR101433780B1 (en) | Method for the production of fertilizer and co2 | |
US4481172A (en) | Process for removal of sulfur oxides from waste gases | |
US4044101A (en) | Method of treating exhaust gases containing nitrogen oxides and sulfurous acid gas | |
FI79474B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN VATTENLOESNING SOM INNEHAOLLER KALIUMBIKARBONAT OCH KALIUMKARBONAT OCH SOM LAEMPAR SIG FOER TVAETT AV SURA GASER. | |
US3832444A (en) | Recovery of so{11 {11 and so{11 {11 from flue gases | |
KR100522227B1 (en) | Process for the preparation of fertilizers and sulfur compounds | |
US5562890A (en) | Production of alkali metal carbonates | |
US5618511A (en) | Process for producing ammonium sulfate from flue-gas scrubber waste liquor | |
US4139597A (en) | Removal and recovery of sulfur oxides from gas streams with melamine | |
ES2211782T3 (en) | PROCEDURE FOR PURIFYING WATER TAMPON SOLUTIONS. | |
US4167578A (en) | Method for removing sulfur and nitrogen compounds from a gas mixture | |
US5230879A (en) | Reduction of metal halates and recovery of metal halides | |
CA1171242A (en) | Process for removal of oxides from waste gases | |
CA1181928A (en) | Process for removal of oxides from waste gases | |
RU2789134C1 (en) | Method for producing ammonium bromide | |
JPS5825492B2 (en) | Iousankabutsunojiyokiyohouhou | |
CA1152726A (en) | Process for forming calcium nitrite | |
WO2000066516A1 (en) | Method and apparatus for producing fertilizer from flue gas containing sulfur oxides | |
FI84434C (en) | Process and plant for the recovery of sulfur and / or nitrogen oxides from gases containing these | |
Nii et al. | Regeneration of CO2 absorbent, DEA-carbonate solution by NaHCO3 precipitation with Na2CO3 addition | |
PL179244B1 (en) | Method of obtaining magnesium sulphate | |
PL100019B1 (en) | METHOD OF TREATING OUT GASES CONTAINING NITROGEN COMPONENTS | |
US3974257A (en) | Process for removing sulfur dioxide contained in a gas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: CATENA OY |