Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego wytwarzania weglanu sodowego kwasnego, z odpadów zwlaszcza bezposrednio z cieczy odprowadzanej z komory elektrolizera przeponowego po elektrolizie chlorku sodowego, ponadto przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ciaglego wytwarzania weglanu sodowego kwasnego, tym sposobem, z odpadów, zwlaszcza z cieczy pochodzacej z komory elektrolizera. Znane sa sposoby wytwarzania weglanu sodowego kwasnego z produktów pochodzacych z komór elektrolizera przeponowego. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 552955 podano sposób polegajacy na tym, ze przegrode katodowa elektrolizera zasila sie wodnym roztworem weglanu sodowego kwasnego, przegrode anodowa roztworem chlorku sodowego, który rozklada sie elektrolitycznie, po czym produkt pochodzacy z przegrody katodowej po przeksztalceniu w weglan sodowy, odprowadza sie do oddzielnego pojemnika, w którym produkt ten poddaje sie dzialaniu dwutlenku wegla, w takiej proporcji, ze roztwór weglanu sodowego przeksztalca sie w weglan sodowy kwasny, po czym roztwór ten zawraca sie do przegrody katodowej, a w tym oddzielnym pojemniku wytraca sie weglan sodowy kwasny, utrzymujac jednoczesnie stala cyrkulacje cieczy poprzez przegrode katodowa i pojemnik przy ciaglej elektrolizie soli, nastepnie ciecz poddaje sie dzialaniu bezwodnika weglowego po czym wytracony produkt oddziela sie od cieczy. Prowadzenie procesu w komorze elektrolizera ma jednakze zwlaszcza te niedogodnosc, ze nastepuje zaklócenie dzialania elektrolizera. Sadzono, ze korzystne bedzie oddzielenie obu procesów, tak jak podano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2383674, wedlug którego nienasycony roztwór zawierajacy wodorotlenek sodowy oraz chlorek sodowy pochodzacy z przegrody katodowej elektrolizera, przepuszcza sie przez zloze chlorku2 103 440 sodowego az do nasycenia chlorkiem sodowym oraz wodorotlenkiem sodowym, a nastepnie nasycony roztwór poddaje sie dzialaniu dwutlenku wegla zapewniajac mozliwie jak najpelniejsze przeksztalcenie wodorotlenku sodowego, to jest sody kaustycznej w weglan sodowy kwasny, po czym wytracony weglan sodowy kwasny odfiltrowuje sie. Sposób ten nie rozwiazuje jednak tego zadania, gdyz otrzymany produkt nie jest zadawalajacy i nie spelnia wymogów handlowych. We francuskim opisie patentowym nr 1188512 podano, ze czynnikami krytycznymi przy wytwarzaniu weglanu sodowego kwasnego sa; Zasadowosc roztworu, zawartosc chlorku sodowego w mieszaninie, temperatura procesu, predkosc przeplywu gazów oraz stezenie bezwodnika weglowego w gazie. Sposób podany w tym opisie charakteryzuje sie tym, ze karbonizacji poddaje sie roztwór zawierajacy 9,5%—11,25% wagowo weglanu ^sodowego oraz tT,T)—14,5% wagowo chlorku sodowego, strumieniem gazu zawierajacym 10—90% objetosciowo bezwodnika weglowego, w ilosci 12-240 cm3/min, dla 100 cm3 roztworu, w temperaturze 45-100°C. Sposób ten wykazuje jednak te niedogodnosc, ze jest scisle uzalezniony od poczatkowych warunków stezenia poszczególnych reagentów, a tym samym nie pozwala na wykorzystanie i obróbke roztworów pochodzacych bezposrednio z komór elektrolizera, w ich pierwotnej postaci. Ponadto, sposób ten zmusza do prowadzenia reakcji w okreslonej temperaturze, w reaktorze dzialajacym w sposób nieciagly, a z uwagi na narzucone stezenie, wymaga dodawania chlorku sodowego aby uzyskac zadowalajaca wydajnosc uzyskiwania weglanu sodowego kwasnego. Znane sa równiez inne sposoby wykorzystania lugów pochodzacych z elektrolizerów. W polskim opisie patentowym nr 68932 podany jest sposób otrzymywania kwasnego weglanu sodowego przez wprowadzanie dwutlenku wegla do roztworu wodorotlenku sodowego, jednak sposób ten dotyczy roztworu pochodzacego z procesu elektrolitycznego prowadzonego metoda amalgamatowa o zawartosci 40—50% NaOH. Sposób ten nie pozwala na bezposrednie wykorzystanie lugów z elektrolizera przeponowego o innej zawartosci wodorotlenku sodowego. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3751560 podany jest sposób otrzymywania weglanu sodowego to jest sody zwyczajnej przez wprowadzenie dwutlenku wegla do roztworów pochodzacych z procesu elektrolizy prowadzonej metoda amalgamatowa. Sposób ten wvmaga jednak prowadzenia miedzy operacyjnego zatezania roztworów oraz stosowania rozbudowanego urzadzenia uciazliwego w ruchu. W praktyce bezposrednie wytwarzanie z cieczy z komór elektrolizera weglanu sodowego kwasnego napotyka na szereg trudnosci wynikajacych zwlaszcza z kinetyki prowadzonych reakcji. Wystepuja bowiem trzy nastepujace reakcje: C02 + 2Na OH - Na2C03 +H20 (1) C02 + Na2C03 + H20 -? 2 NaHC03 rozpuszczony (2) NaHC03 rozpuszczony -? NaHC03wytracony (3) Pierwsza reakcja w porównaniu do nastepnych jest szybka i praktycznie calkowita, podczas gdy obie nastepne reakcje, w porównaniu z pierwsza, sa powolne. Zauwazono, ze przy prowadzeniu procesu w niskiej temperaturze, krytycznym staje sie czas niezbedny do osiagniecia równowagi, przy czym uzyskuje sie mieszanine weglanu kwasnego i weglanu, a otrzymane krysztalki maja male wymiary, sa trudne do dekantacji, odfiltrowania, przemywania i oddzielania, z czego wynika, ze niewielka jest wydajnosc uzyskiwania wodorotlenku sodowego podczas tego procesu. W przypadku natomiast gdy proces prowadzi sie w wysokiej temperaturze, wystepuje zjawisko krzepniecia, które powoduje zatykanie reaktora. Celem wynalazku, jest opracowanie sposobu umozliwiajacego ze wzgledów ekonomicznych, szybkie uzyskanie wysokiego wydatku produktu bezposrednio wprowadzanego do handlu, co prowadzi do przyjecia sposobu, w którym proces prowadzi sie praktycznie jako ciagly. Warunki te sa spelnione przy stosowaniu sposobu stanowiacego przedmiot wynalazku, polegajacego na ciaglym wytwarzaniu weglanu sodowego kwasnego w formie krystalicznej przez dzialanie dwutlenkiem wegla na lugi pozostale po elektrolizie chlorku sodowego, zwlaszcza w elektrolizerze przeponowym, zawierajace wodorotlenek sodowy i chlorek sodowy, charakterystycznego tym, ze sposób sklada sie z trzech etapów, przy czym w pierwszym etapie lugi z komory elektrolizera poddaje sie dzialaniu gazu zawierajacego dwutlenek wegla az do przeprowadzenia wodorotlenku sodowego w weglan sodowy pozostajacy w roztworze, w drugim etapie na roztwór weglanu sodowego dziala sie dalej gazem zawierajacym dwutlenek wegla w maksymalnej temperaturze nizszej od 70°C az do wytworzenia zawiesiny weglanu sodowego kwasnego, a nastepnie w trzecim etapie na zawiesine dziala sie w dalszym ciagu gazem zawierajacym dwutlenek wegla az do pelnego wydzielenia weglanu sodowego kwasnego, po czym mieszanine reakcyjna schladza sie do temperatury koncowej nie wyzszej niz 45°C, a wytracony osad kwasnego weglanu sodowego oddziela sie od roztworu. Obrabiane lugi stanowia roztwór odpadowy pochodzacy bezposrednio z komory elektrolizera przeponowego. Najkorzystniej roztwór taki zawiera 160—210 g/l chlorku sodowego oraz 100—200 g/l wodorotlenku sodowego.103 440 3 Korzystnie, gaz uzyty do przeprowadzenia reakcji w drugim etapie zawiera co najmniej 35% objetosciowo dwutlenku wegla, pozwala to pracowac za pomoca urzadzenia wydalajacego gaz w atmosfere. W przypadku gdy gaz ma mniejsza zawartosc dwutlenku wegla pracuje sie pod zwiekszonym cisnieniem. Temperatura maksymalna osiagana w drugim etapie jest najkorzystniej nizsza od 70°Cf jednak nieoczekiwanie odkryto, ze temperatura ta moze byc obnizona przez wykonanie recyrkulacji czesci zawiesiny pobieranej w co najmniej jednym punkcie trzeciego etapu i podawanej do co najmniej jednego punktu usytuowanego nad miejscem punktu wystepowania temperatury maksymalnej w drugim etapie. Korzystne jest równiez jednoczesne wykonanie recyrkulacji lugów koncowych, czesc zawiesiny zawraca sie na czolo etapu trzeciego. Zaobserwowano, ze dzieki recyrkulacji zawiesiny, stosowany sposób daje bardzo dobre rezultaty przy temperaturze maksymalnej w drugim etapie korzystnie 40-60°C. Zauwazono, ze w tych warunkach otrzymany produkt posiada znacznie wyzsza srednia srednice krysztalów, odczytana z krzywej przesiewu. Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie w którym prowadzi sie ciagle wytwarzanie weglanu sodowego sposobem wedlug wynalazku z odpadów pochodzacych z komory elektrolizera przeponowego po elektrolizie chlorku sodowego. Urzadzenie charakteryzuje sie tym, ze w pierwszej czesci zawiera elementy sluzace do kontaktu gaz—ciecz, w drugiej czesci elementy do kontaktu gaz—ciecz oraz wydzielania cial stalych, a w trzeciej czesci elementy do kontaktu gaz—ciecz oraz wydzielania cial stalych a ponadto elementy chlodnicze. Elementy sluzace do kontaktu gaz—ciecz sa zestawione jako kolumny z wyposazeniem. Elementy do kontaktowania gaz—ciecz oraz do wydzielania cial stalych sa korzystnie zestawione jako kolumny, zawierajace wewnetrzny koncentryczny pierscien w postaci kryzy stozkowej i umieszczony nad nim dzwon. Elementy schladzajace sa zestawione w sposób prosty z elementów chlodniczych takich jak spirala, w której przeplywa ciecz chlodzaca. Urzadzenie sklada sie z co najmniej dwóch odrebnych kolumn,z których pierwsza zawiera elementy do kontaktu gaz—ciecz, a nastepna kolumna zawiera elementy do kontaktowania gaz—ciecz oraz wydzielania cial stalych, dalsze kolumny zawieraja elementy sluzace do kontaktu gaz—ciecz i wydzielania cial stalych, polaczone z elementami chlodniczymi. Ze wzgledów praktycznych urzadzenie jest zbudowane z kolumn zanurzonych. Korzystnie jest aby elementy sluzace do kontaktu gaz—ciecz w pierwszej kolumnie byly takie same jak elementy sluzace do kontaktu gaz—ciecz i wytracania cial stalych w drugiej kolumnie. Pierwsza kolumna stanowi pluczke, a weglan sodowy kwasny w postaci osadu zostaje rozpuszczony, pozostala kolumna, na kolumny, pracuje jako reaktor. Ponadto urzadzenie wedlug wynalazku korzystnie zawiera elementy do recyrkulacji czesci zawiesiny pobieranej z co najmniej jednego punktu drugiego etapu i podnoszonej do co najmniej jednego punktu usytuowanego w górze urzadzenia przed miejscem, w którym wystepuje temperatura maksymalna. Urzadzenie bedace przedmiotem wynalazku przedstawione jest w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie zlozone z dwu kolumn, pluczacej oraz stanowiacej wlasciwy reaktor, fig. 2 — urzadzenie zlozone z kolumny reakcyjnej oraz umieszczonego za nia osadnika do dekantacji, a fig. 3— urzadzenie zlozone z dwu kolumn, w którym druga kolumna zawiera elementy do recyrkulacji czesci zawiesiny w kolumnie stanowiacej reaktor. Przedstawione na fig. 1 urzadzenie, do otrzymywania weglanu sodowego kwasnego zawiera kolumne 1, stanowiaca kolumne do przemywania oraz kolumne 2 stanowiaca reaktor. Obie kolumny maja identyczna wewnetrzna strukture, zawieraja elementy do zwiekszania kontaktu gazu z ciecza i do odprowadzania cial stalych, skladajace sie z kryzy 3, nad która umieszczony jest dzwon 4. Kolumne 1 zasilano przez przewód 5 lugiem pierwotnym a gaz zawierajacy dwutlenek wegla doprowadzano przewodem 6, nadmiar dwutlenku wegla oraz gazy obojetne odprowadzano przewodem 7. Po przejsciu przez kolumne 1, roztwór odprowadzano przewodem 8 do górnej czesci kolumny 2. Dwutlenek wegla wprowadzano do kolumny 2 przewodami 10 i 11, a przewód 12 sluzy do odprowadzania nadmiaru dwutlenku wegla oraz gazów obojetnych. Kolumna 2 w swej dolnej czesci zawiera chlodnice 13 oraz przewód 14 do odprowadzania zawiesiny. Do urzadzenia, jak na fig. 1, skladajacego sie z dwu kolumn o srednicy wewnetrznej 1,80 m i wysokosci m wprowadzono roztwór o skladzie* 190 g/l NaCI oraz 120 g/l NaOH, z predkoscia przeplywu 15 m3/godz. po czym roztwór ten poddano dzialaniu gazu zawierajacego 40% objetosciowo dwutlenku wegla. Kazdorazowo przewodami 6, 10 i 11 doprowadzano jedna trzecia calkowitej ilosci dwutlenku wegla, którego temperatura wynosila 28°C. Maksymalna temperatura osiagnieta w etapie wytracania weglanu sodowego kwasnego wynosila 58°C. Temperatura zawiesiny odbieranej w dolnej czesci kolumny 2 wynosila 25°C. Uzyskana wydajnosc weglanu sodowego wynosila 89,9%. Odbierana zawiesina stanowila zawiesine weglanu sodowego kwasnego, latwo nadajaca sie do dekantacji i filtrowania, pozbawiona chlorku sodowego oraz weglanu sodowego. Otrzymano krysztaly o przecietnej srednicy 180/u odczytanej na krzywej odsiewania.4 103 440 Urzadzenie przedstawione na fig. 2, zawiera kolumne 15 stanowiaca reaktor oraz pojemnik stanowiacy osadnik 16 do dekantacji produktu w sposób ciagly. Kolumna 15 o srednicy 150 mm i wysokosci 9 m zaopatrzona jest w elementy wewnetrzne (nie pokazane na fig. 2) identyczne jak kolumna 2 przedstawiona na fig. 1. Pojemnosc osadnika do dekantacji 16 wynosi 50 I. Przewodem 17 wprowadzany jest lug pochodzacy z elektrolizy z predkoscia przeplywu 50 l/godz. zawierajacy 126g/l NaOH oraz 183g/l NaCI. Gaz karbonizujacy zawierajacy 68% objetosciowo C02 wprowadzany jest przewodem 18 w dolnej czesci kolumny 15. Maksymalna temperatura osiagnieta podczas wytracania wynosila okolo 55°C. Odbierana w strefie chlodzenia 19 zawiesina, o temperaturze 45°C, doprowadzana jest przewodem 20 do osadnika do dekantacji 16. Krysztaly utworzonego weglanu sodowego kwasnego odbierane sa z dolnej czesci osadnika do dekantacji 16 przewodem 21, ponadto dokonuje sie recyrkulacji lugów koncowych, pompa 22 sluzy do zawracania przewodem 23, klarownej cieczy z osadnika 16 do górnej czesci kolumny 15 z predkoscia przeplywu 50 l/godz. Stwierdzono calkowite przeksztalcenie wodorotlenku sodowego w weglan sodowy kwasny oraz wydajnosc wytracania 84%. Wytworzone krysztalki weglanu sodowego kwasnego dobrze ulegaja dekantacji i latwo sa filtrowane i przemywane. W przykladzie tym wykorzystano lug pochodzacy bezposrednio z elektrolizy, przy czym, tak jak w przykladzie poprzednim mozna równiez zastosowac druga kolumne jako dodatkowa kolumne do przemywania. Urzadzenie przedstawione na fig. 3 jest takie same jak urzadzenie przedstawione na fig. 1, z tym, ze kolumna 2 zawiera ponadto przewód 24 do recyrkulacji zawiesiny pobieranej przez otwór 25 z co najmniej jednego miejsca trzeciego etapu i podawanej otworem 26 do co najmniej jednego miejsca usytuowanego w górze kolumny 2 powyzej punktu,w którym wystepuje temperatura maksymalna. Do urzadzenia posiadajacego dwie kolumny 1 oraz 2 o srednicy równej 1,80 m i wysokosci 20 m, wprowadzono do kolumny 1 przewodem 5 lug o skladzie 192 g/l NaCI oraz 112 g/l NaOH w ilosci 14 m3/h po czym roztwór ten poddano dzialaniu gazu zawierajacego objetosciowo 40% dwutlenku wegla wprowadzonego do kolumny 1 przewodem 6 w takiej iloscif ze stezenie weglanu sodowego odprowadzanego przewodem 8 do kolumny 2 bylo co najmniej równe 22 g/litr, nastepnie do kolumny 2 wprowadzono przewodem 11 gaz zawierajacy objetosciowo 80% dwutlenku wegla. Temperatura gazu wprowadzanego przewodami 6 i 11 wynosila 30°C. Ponadto przewodem 24 przeprowadzono recyrkulacje zawiesiny w kolumnie 2 pobierajac otworem 25 w ,koncu trzeciego etapu otrzymywania kwasnego weglanu oraz chlodzenia 30m3/h zawiesiny, która ponownie przesylano przez otwór 26 w górze kolumny 2 do drugiego etapu formowania i stracania weglanu sodowego kwasnego. Temperatura maksymalna w drugim etapie w okolicy otworu 26 byla równa 48°C. Temperatura roztworu odbieranego z kolumny 2 otworem 25 wynosila 30°C. Wydajnosc odzysku kwasnego weglanu sodowego wynosila 88,4%. Roztwór odbierany przewodem odprowadzajacym stanowil zawiesine weglanu sodowego kwasnego odsaczonego i dawal sie z latwoscia filtrowac. Otrzymane na siatce krysztaly posiadaly srednice przecietna równa 100ju, Stwierdzono, ze cykl produkcyjny bez zatkania aparatury trwa trzy dni, przy dobrej elastycznosci dzialania. Taka sama operacja prowadzona bez recyrkulacji przebiegala w temperaturze maksymalnej 58°C i powodowala zatykanie aparatury juz po cyklu trwajacym niecale dwa dni. Uzywajac tego samego urzadzenia jak przedstawiono na fig. 3 przeprowadzano dwie próby porównawcze, jedna z recyrkulacja a druga bez niej. Warunki prowadzenia operacji byly nastepujace. Sklad lugu: NaCI 200 g/l, NaOH 104 g/l, wydatek lugu 10 m3/h. Gaz zawierajacy objetosciowo 40% dwutlenku wegla o temperaturze 30°C wprowadzano do kolumny 1 przewodem 6 a do kolumny 2 przewodami 10 i 11. Temperatura maksymalna osiagana w kolumnie 2 w obszarze drugiego etapu wynosila 51°C. Temperatura roztworu odbieranego z kolumny 2 wynosila 30°C. Wydajnosc odzysku weglanu sodowego kwasnego wynosila 88,2%. Stwierdzono, ze przy procesie z recyrkulacja krysztaly odebranego kwasnego weglanu posiadaja srednice 170HK, podczas gdy przecietna srednica krysztalków otrzymanych po operacji bez recyrkulacji nie byla wieksza niz 155/z. PL