MXPA97008190A

MXPA97008190A - Metodo para tratar dioxido de cloro

Info

Publication number: MXPA97008190A
Application number: MXPA/A/1997/008190A
Authority: MX
Inventors: D Tenney Joel
Original assignee: Eka Chemicals Inc
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 1998-04-01

Abstract

La invención se relaciona con un método para destruir el dióxido de cloro que comprende los pasos de:(a) irradiar el dióxido de cloro para efectuar la convesión del dióxido de cloro;y (b) hacer reaccionar por lo menos parte del cloro del paso (a), para rendir esencialmente cloruro.

Description

"MÉTODO PARA TRATAR DIÓXIDO DE CLORO" CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un método para destruir el dióxido de cloro.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los procesos para deslignificar o blanquear la pasta, por lo general incluyen por lo menos un paso de tratar la pasta con dióxido de cloro. Asimismo el cloro es un agente blanqueador de pasta común y aún cuando la planta blanqueadora no incluya un paso de cloro, el dióxido de cloro frecuentemente contiene cantidades pequeñas de cloro como una impureza. Los gases residuales de las plantas blanqueadoras frecuentemente contienen bajas 'concentraciones de dióxido de cloro así como de cloro. Por razones ambientales, tanto el dióxido de cloro como el cloro deben destruirse o removerse, y esto se lleva a cabo comúnmente depurándose con diferentes medios. Muchos reactivos son eficientes para el cloro, por ejemplo, la sosa caustica, pero es difícil encontrar un medio depurador económico que sea efectivo tanto como para el cloro como para el dióxido de cloro, sin ocasionar problemas de funcionamiento tales como la precipitación de los sólidos o la formación de otros sub-productos indeseados. Chemical Abstracts 94(4): 17082, el resumen de invención de la Solicitud de Patente JP, Publicación Número 55098965, da a conocer el tratamiento de gases residuales del blanqueado textil o de madera con hidróxido de sodio, en presencia de peróxido de hidrógeno y silicato de sodio para la conversión del dióxido de cloro en clorito de sodio. La Patente Número WO 94/02680 da a conocer un proceso para remover los compuestos de color u orgánicos clorados de los efluentes de la planta blanqueadora utilizando luz ultravioleta y oxígeno, ozono, peróxido de hidrógeno o dióxido de cloro. Sin embargo, hay una necesidad para un proceso eficiente para remover o destruir el dióxido de cloro y de preferencia también el cloro, en los gases residuales que no adolece de los problemas de funcionamiento o costos elevados para los compuestos químicos usados.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Se ha encontrado ahora que el dióxido de cloro puede destruirse de manera efectiva, convirtiéndolo primero en cloro y oxígeno mediante irradiación electromagnética, y luego haciendo reaccionar el cloro en cloruro, con un oxidante apropiado. Luego también, cualquier cloro presente originalmente se destruye de manera efectiva sin ninguna operación unitarias adicional y cuando se selecciona un oxidante, no es necesario tomar en cuenta la eficiencia para el dióxido de cloro. De esta manera, la invención se relaciona con un método para destruir el dióxido de cloro que comprende los pasos de: (a) someter el dióxido de cloro a irradiación electromagnética para efectuar la conversión de dióxido de cloro en cloro; y (b) hacer reaccionar por lo menos parte del cloro del paso (a) para rendir esencialmente iones de cloruro. La conversión del dióxido de cloro sigue la fórmula: hv C102 > 1/2 Cl2 + 02 La irradiación electromagnética se lleva a cabo apropiadamente con luz ultravioleta (UV) , que tiene de preferencia una longitud de onda dentro de la escala de aproximadamente 200 a aproximadamente 500 nanómetros, de mayor preferencia de aproximadamente 300 a aproximadamente 400. La temperatura no es crítica y por ejemplo, puede ser de alrededor de -20°C a aproximadamente +150°C, de preferencia de aproximadamente 20°C a aproximadamente 80°C. La cantidad de energía de luz ultravioleta requerida varía con la cantidad de dióxido de cloro que vaya a destruirse y con la eficiencia de la lámpara. Suponiendo que la lámpara tiene una eficiencia de energía de aproximadamente 25 por ciento y que se aplica un orden de cero de cinética, los requisitos mínimos de energía serán de aproximadamente 4 kw por hora por kilogramo de CIO2 que va a destruirse. De esta manera, la dosificación de luz ultravioleta apropiada será de aproximadamente 4 a aproximadamente 200 kW horas por kilogramo de C102, de preferencia de aproximadamente 4 a aproximadamente 8 kw horas por kilogramo de CIO2, y de mayor preferencia de aproximadamente 4 a aproximadamente 6 kw horas por kilogramo de CIO2. El dióxido de cloro irradiado normalmente se incluye en una corriente gaseosa, por ejemplo, de una planta blanqueadora de pasta, cuya corriente contiene también opcionalmente cloro. Una corriente gaseosa está constituida normalmente de aire que contiene apropiadamente de casi 0 a aproximadamente 2000 partes por millón en peso, de preferencia de aproximadamente 50 a aproximadamente 500 partes por millón en peso de dióxido de cloro, y opcionalmente también cloro, por ejemplo, en una cantidad de casi 0 a aproximadamente 20000 partes por millón en peso, de preferencia de aproximadamente 50 a aproximadamente 500 partes por millón en peso. El gas puede también contener impurezas diferentes, tales como sulfuro de hidrógeno o subtancias orgánicas de peso ligero. La conversión del cloro puede efectuarse mediante tratamiento con cualquier reactivo efectivo tal como soluciones acuosas que contienen cualesquiera de hidróxido de metal alcalino, dióxido de azufre, peróxido de hidrógeno, licor blanco, líquido de lavar débil (composición semejante al líquido blanco pero más diluida) filtrado E (filtrado de una etapa E en una blanqueadora de pasta) o mezcla de los mismos. El reactivo más favorable que se ha encontrado que es el peróxido de hidrógeno en solución alcalina, de preferencia una mezcla de peróxido de hidrógeno e hidróxido de metal alcalino en una solución acuosa que reacciona con el cloro muy rápidamente y no rinde ningunos sub-productos tóxicos, solamente se forman oxígeno y cloruro de conformidad con la siguiente fórmula: 2 NaOH + H202 + Cl2 > 2 NaCl + 2 H20 + 02 Una solución acuosa preferida contiene de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5 gramos por litro, de preferencia de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1 gramo por litro de peróxido de hidrógeno. El pH preferido es de aproximadamente 7 a aproximadamente 12, de preferencia de aproximadamente 10 a aproximadamente 11. La conversión del cloro puede efectuarse en cualquier equipo normal apropiado tal como torres empacadas o justamente rociando el reactivo hacia la corriente de gas después de que se ha completado la conversión en cloro. La temperatura por ejemplo puede ser de aproximadamente 0°C a aproximadamente 100°C.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA MODALIDAD PREFERIDA USe describirá ahora una modalidad preferida de la invención en relación con la Figura adjunta que muestra esquemáticamente un proceso de la invención. Sin embargo, la invención no se limita a la modalidad que se describirá a continuación. Una corriente de gas 1, de una planta blanqueadora de pasta que contiene dióxido de cloro y opcionalmente cloro, fluye a través de un bulbo de luz ultravioleta 2 que, por ejemplo, puede contener de 1 a aproximadamente 100 lámparas. El efecto del bulbo de luz ultravioleta 2 se controla sobre la base del contenido de dióxido de cloro en la corriente de gas que se mide con un analizador 3 de gas, y normalmente el efecto total es suficiente para convertir de aproximadamente 50 por ciento a aproximadamente 100 por ciento del dióxido de cloro en cloro. En el bulbo de luz ultravioleta 2, el dióxido de cloro se convierte en cloro y la corriente de gas luego fluye hacia una torre 4 empacada en la cual el gas se depura en contraflujo con una solución 5 acuosa de hidróxido de sodio y peróxido de hidrógeno. En la torre 4, el cloro se hace reaccionar a cloruro y sale de la torre 4 con la corriente 6 líquida que a través de una bomba 7 se remuieve del sistema, aún cuando es posible hacer reciclar parte de la misma a través de la línea 8. La corriente 9 de gas que sale de la torre 4 está esencialmente exenta de cloro y dióxido de cloro. El suministro de hidróxido de sodio 10 se controla sobre la base del pH de la corriente líquida que sale de la torre 4 que se mide con un instrumento 11, mientras que el suministro de peróxido de hidrógeno 12 se controla sobre la base del potencial redox en la corriente que se mide con un instrumento 13. De preferencia, el potencial redox se mantiene de aproximadamente -300 a aproximadamente +800 mV contra calomel como el electrodo de referencia.

Ejemplo: El gas que consiste esencialmente de aire y que contienen 11000 partes por millón en peso de dióxido de cloro y 10 partes por millón en peso de cloro fluyó a razón de aproximadamente 500 mililitros por minuto a través de un recipiente de reacción en donde se irradió con luz ultravioleta a 350 nanómetros. El tiempo de permanencia fue de aproximadamente 50 segundos. Todo el dióxido de cloro y el cloro luego se removió de la corriente de gas en un aparato de burbujeo Kl y se analizó. Se encontró que la descomposición del dióxido de cloro se completó aún cuando solamente se usó una lámpara de 4W.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S:

1. El método para destruir dióxido de cloro que comprende los pasos de: (a) irradiar el dióxido de cloro para efectuar la conversión de dióxido de cloro en cloro; y (b) hacer reaccionar por lo menos parte del cloro del paso (a) para rendir esencialmente cloruro.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la irradiación electromagnética del dióxido de cloro en el paso (a) se lleva a cabo con luz ultravioleta que tiene una longitud de onda dentro de la escala de aproximadamente 200 a aproximadamente 500 nanómetros.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la irradiación electromagnética del dióxido de cloro en el paso (a) se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 20°C a aproximadamente 80°C.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el dióxido de cloro en el paso (a) se incluye en una corriente gaseosa.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, en donde el dióxido de cloro en el paso - lu ¬ ía) se incluye en una corriente gaseosa desde una planta blanqueadora de pasta.

6. El método de conformidad con la reivindicación 4, en donde el dióxido de cloro en el paso (a) incluyen una corriente gaseosa que contiene también cloro.

7. El método de conformidad con la reivindicación 4, en donde la corriente gaseosa contiene de 0 a aproximadamente 2000 partes por millón en peso de dióxido de cloro.

8. El método de conformidad con la reivindicación 6, en donde la corriente gaseosa contiene de 0 a aproximadamente 20000 partes por millón en peso de cloruro.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la reacción del cloro en el paso (b) se efectúa mediante tratamiento con una solución acuosa que contiene cualquiera de hidróxido de metal alcalino, dióxido de azufre, peróxido de hidrógeno, un líquido de lavado débil, líquido blanco, filtrado E, o mezclas de los mismos.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, en donde la reacción de cloro en el paso (b) se efectúa mediante tratamiento con peróxido de hidrógeneo en una solución alcalina. - li ¬ li. El método de conformidad con la reivindicación 10, en donde la reacción de cloro en el paso (b) se efectúa mediante tratamiento con una mezcla de peróxido de hidrógeno e hidróxido de metal alcalino en una solución acuosa. 12. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la reacción de cloro en el paso (b) se efectúa a un pH de aproximadamente. 7 a aproximadamente 12.