RU2203850C2 - Method of catalytic decomposition of hypochlorite - Google Patents
Method of catalytic decomposition of hypochlorite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2203850C2 RU2203850C2 RU2001107756/12A RU2001107756A RU2203850C2 RU 2203850 C2 RU2203850 C2 RU 2203850C2 RU 2001107756/12 A RU2001107756/12 A RU 2001107756/12A RU 2001107756 A RU2001107756 A RU 2001107756A RU 2203850 C2 RU2203850 C2 RU 2203850C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hypochlorite
- solution
- ions
- flow
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам обезвреживания водного раствора гипохлорита, образующегося в процессе очистки технологических газов от хлора. The invention relates to chemical technology, and in particular to methods of neutralizing an aqueous solution of hypochlorite formed in the process of purification of process gases from chlorine.
Известно большое число способов обезвреживания водного раствора гипохлорита с использованием всевозможных восстановителей, например лигносульфоната технического [патент РФ 2073637, кл. С 01 В 11/06, опубл. 20.02.97]. Такие варианты обезвреживания гипохлоритного раствора требуют значительного расхода восстановителей, сопряжены с вторичным загрязнением сточных вод продуктами окисления и хлорирования восстановителей. В случае использования лигносульфоната технического, являющегося отходом производства целлюлозы, не исключено образование ксенобиотиков типа диоксина. There are a large number of ways to neutralize an aqueous solution of hypochlorite using all kinds of reducing agents, for example, technical lignosulfonate [RF patent 2073637, cl. From 01 to 11/06, publ. 02/20/97]. Such options for the neutralization of the hypochlorite solution require a significant consumption of reducing agents, and are associated with secondary pollution of wastewater with oxidation and chlorination products of reducing agents. In the case of using technical lignosulfonate, which is a waste from the production of cellulose, the formation of xenobiotics such as dioxin is not ruled out.
Весьма перспективны методы каталитического обезвреживания водного раствора гипохлорита. Так, известен способ обезвреживания раствора гипохлорита путем разложения гипохлорита в присутствии катализатора. Раствор с катализатором нагревают до температуры 80÷100oС и пропускают через слой сыпучего материала, например кварцевого песка, содержащего 1÷5 г/л гидрокcида никеля или кобальта [авт. св. СССР 311867, кл. С 01 В 11/06, опубл. 19.08.71]. Способ требует периодической регенерации контактной массы. Для этого фильтрующий материал обрабатывают соляной кислотой, а из полученного раствора осаждают гидроксиды никеля или кобальта, которые возвращают обратно в процесс. Способ весьма трудоемок при оформлении непрерывного процесса.Very promising methods of catalytic neutralization of an aqueous solution of hypochlorite. Thus, a known method of neutralizing a solution of hypochlorite by decomposition of hypochlorite in the presence of a catalyst. The solution with the catalyst is heated to a temperature of 80 ÷ 100 o C and passed through a layer of bulk material, such as silica sand, containing 1 ÷ 5 g / l of Nickel hydroxide or cobalt [ed. St. USSR 311867, class From 01 to 11/06, publ. 08/19/71]. The method requires periodic regeneration of the contact mass. For this, the filter material is treated with hydrochloric acid, and nickel or cobalt hydroxides are precipitated from the resulting solution, which are returned to the process. The method is very time-consuming when designing a continuous process.
Другой известный способ обезвреживания и утилизации гипохлоритного раствора основан на разложении гипохлорита при нагревании до 90oС в присутствии в качестве катализатора раствора хлоридов тяжелых металлов (железа и никеля), взятого в объемном отношении к гипохлоритному раствору 1:500÷1:1000 [патент РФ 2091327, кл. С 02 F 1/72, С 01 F 11/24, опубл. 27.09.97].Another known method of neutralizing and disposing of a hypochlorite solution is based on the decomposition of hypochlorite when heated to 90 o C in the presence as a catalyst of a solution of heavy metal chlorides (iron and nickel), taken in volume ratio to a hypochlorite solution of 1: 500 ÷ 1: 1000 [RF patent 2091327, class C 02 F 1/72, C 01 F 11/24, publ. 09/27/97].
Этот способ решает проблему организации разложения гипохлорита в непрерывном варианте, но осложняется необходимостью последующей очистки пульпы от образующихся гидроксидов тяжелых металлов. This method solves the problem of organizing the decomposition of hypochlorite in a continuous form, but is complicated by the need for subsequent cleaning of the pulp from the resulting heavy metal hydroxides.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является известный способ каталитического разложения гипохлорита по патенту РФ 2091296, кл. С 01 В 11/06, С 02 F 1/70, опубл. 27.09.97. Этот способ включает контактирование потока жидкости, содержащей гипохлорит-ионы, со слоем катализатора в виде частиц, который разлагает гипохлорит-ионы с выделением газообразного кислорода, причем процесс ведут по крайней мере в двух последовательно соединенных слоях катализатора, которые расположены в каскаде со стояками, свободными от катализатора, между последовательными слоями, и поток жидкости, содержащей гипохлорит-ионы, течет вниз через по крайней мере первые два из последовательно соединенных слоев в противотоке к газообразному кислороду, выделившемуся при разложении гипохлорит-ионов, и вверх через стояки между последовательными слоями катализатора. Концентрация гипохлорит-ионов в потоке жидкости в пересчете на гипохлорит натрия равна по крайней мере 20 г/л. Поток жидкости по известному способу течет через слой катализатора в виде частиц с объемной скоростью 0,1÷10 ч-1 при температуре 10÷90oС. В приведенном примере концентрация гипохлорита натрия в растворе снижена с 97,42 до 0,146 г/л (степень очистки 99,85%), в другом опыте - с 69,03 до 0,088 г/л (степень очистки 99,87%).The closest set of essential features to the proposed is a known method of catalytic decomposition of hypochlorite according to the patent of the Russian Federation 2091296, class. C 01 B 11/06, C 02 F 1/70, publ. 09/27/97. This method involves contacting a fluid stream containing hypochlorite ions with a particulate catalyst layer that decomposes hypochlorite ions with the release of gaseous oxygen, the process being conducted in at least two series-connected catalyst layers that are arranged in a cascade with risers free from the catalyst, between successive layers, and a stream of liquid containing hypochlorite ions flows down through at least the first two of the series-connected layers in countercurrent to gaseous oxygen released during the decomposition of hypochlorite ions, and up through the risers between successive catalyst beds. The concentration of hypochlorite ions in the fluid stream in terms of sodium hypochlorite is at least 20 g / l. The fluid flow by a known method flows through the catalyst bed in the form of particles with a bulk velocity of 0.1 ÷ 10 h -1 at a temperature of 10 ÷ 90 o C. In the above example, the concentration of sodium hypochlorite in solution is reduced from 97.42 to 0.146 g / l ( the degree of purification is 99.85%), in another experiment, from 69.03 to 0.088 g / l (the degree of purification is 99.87%).
В известном способе использован специальный катализатор "Экструдат А" по опубл. EP 0397342 А с частицами диаметром около 3 мм. Использование отечественного никельсодержащего катализатора марки ГИАП-3-6Н сопровождается постепенным разрушением зерен катализатора с образованием мелкодисперсного нерастворимого осадка гидроксидов алюминия и никеля в количестве от 9 до 24 г на 1 л очищенного раствора. Разрушение и унос гидроксидов в процессе разложения водного раствора гипохлорита приводит к значительному расходу катализатора (9-24 г на литр очищаемого раствора). In the known method used a special catalyst "Extrudate A" publ. EP 0397342 A with particles with a diameter of about 3 mm. The use of a domestic nickel-containing catalyst of the GIAP-3-6N brand is accompanied by a gradual destruction of the catalyst grains with the formation of a finely dispersed insoluble precipitate of aluminum and nickel hydroxides in an amount of 9 to 24 g per 1 liter of purified solution. The destruction and entrainment of hydroxides during the decomposition of an aqueous solution of hypochlorite leads to a significant consumption of catalyst (9-24 g per liter of purified solution).
Технической задачей настоящего изобретения является уменьшение потерь катализатора с очищаемым раствором при разложении гипохлорита в водных растворах. An object of the present invention is to reduce the loss of a catalyst with a solution to be purified during the decomposition of hypochlorite in aqueous solutions.
Поставленная задача решается тем, что в способе каталитического разложения гипохлорита, включающем контактирование потока жидкости, содержащей гипохлорит-ионы, с катализатором в виде частиц, который разлагает гипохлорит-ионы с выделением газообразного кислорода, в противотоке потока жидкости, содержащей гипохлорит-ионы, к газообразному кислороду, выделяющемуся при разложении гипохлорит-ионов, при температуре 20-90oС, согласно изобретению в качестве катализатора используют оксид никеля, диспергированный на оксиде алюминия, при этом поток жидкости после контактирования с катализатором дополнительно контактируют с зернистым фильтром, содержащим осколки частиц катализатора, образующиеся в процессе контактирования исходного потока жидкости с упомянутым катализатором.The problem is solved in that in a method for the catalytic decomposition of hypochlorite, comprising contacting a fluid stream containing hypochlorite ions with a particulate catalyst that decomposes hypochlorite ions with the release of gaseous oxygen, in countercurrent to a liquid stream containing hypochlorite ions, to a gaseous oxygen released by the decomposition of the hypochlorite ions at a temperature of 20-90 o C, according to the invention is used as catalyst nickel oxide dispersed on alumina, wherein at approx liquid after contacting with the catalyst is further contacted with a particulate filter comprising fragments of catalyst particles formed in the process of contacting a starting fluid stream to said catalyst.
В качестве зернистого фильтра могут использовать речной песок зернением 0,5-2 мм. As a granular filter can use river sand with a grain size of 0.5-2 mm.
В качестве катализатора могут использовать промышленные катализаторы ГИАП-3-6Н или ГИАП-8. As the catalyst can use industrial catalysts GIAP-3-6N or GIAP-8.
Способ проверен в лабораторных условиях. The method was tested in laboratory conditions.
Пример 1
Водно-щелочной раствор, содержащий 90 г/л гипохлорита натрия, направляют в стеклянный реактор, снабженный наружным электрообогревом. В реактор предварительно послойно загружают речной песок зернением 0,5÷2 мм в количестве 100 см3 (нижний слой) и промышленный никельсодержащий катализатор марки ГИАП-3-6Н (верхний слой), представляющий собой оксид никеля, диспергированный на оксиде алюминия, в количестве 50 см3. Разложение гипохлорита проводят при температуре 80oС в противотоке потока раствора потоку кислорода, выделяющегося при разложении гипохлорита. Раствор гипохлорита натрия подают в реактор сверху со скоростью 180 мл/ч. Этот раствор последовательно контактирует с катализатором ГИАП-3-6Н и с зернистым фильтром, содержащим осколки катализатора, представляющие собой частицы, состоящие из гидроксидов никеля и алюминия. Концентрация гипохлорита натрия в растворе на выходе из реактора составляет 0,01 г/л, концентрация катионов никеля в этом растворе - 2,8 мг/л. Степень разложения гипохлорита 99,99%. Продолжительность опыта - 16 ч. За это время очищено 2,9 л раствора. По окончании опыта нижний слой из реактора (слой песка с осколками частиц катализатора) обрабатывают раствором соляной кислоты с последующим анализом кислоты для определения содержания катализатора в этом слое. Найдено 2,3 г катионов никеля, т.е. концентрация никеля в материале зернистого фильтра - 23 г/дм3.Example 1
A water-alkaline solution containing 90 g / l sodium hypochlorite is sent to a glass reactor equipped with an external electric heating. River sand with a grain size of 0.5 ÷ 2 mm in an amount of 100 cm 3 (bottom layer) and GIAP-3-6N industrial nickel-containing catalyst (top layer), which is nickel oxide dispersed on alumina, in an amount 50 cm 3 . The decomposition of hypochlorite is carried out at a temperature of 80 o With in countercurrent flow of the solution to the flow of oxygen released during the decomposition of hypochlorite. The sodium hypochlorite solution is fed into the reactor from above at a rate of 180 ml / h. This solution is sequentially contacted with the GIAP-3-6N catalyst and with a granular filter containing fragments of the catalyst, which are particles consisting of nickel and aluminum hydroxides. The concentration of sodium hypochlorite in the solution at the outlet of the reactor is 0.01 g / l, the concentration of nickel cations in this solution is 2.8 mg / l. The degree of decomposition of hypochlorite is 99.99%. The duration of the experiment was 16 hours. During this time, 2.9 L of the solution was purified. At the end of the experiment, the lower layer from the reactor (a layer of sand with fragments of catalyst particles) is treated with a solution of hydrochloric acid followed by acid analysis to determine the content of the catalyst in this layer. Found 2.3 g of Nickel cations, i.e. the concentration of Nickel in the material of the granular filter is 23 g / DM 3 .
Пример 2
Водно-щелочной раствор, содержащий 102 г/л гипохлорита натрия, направляют сверху в реактор, заполненный послойно речным песком зернением 2÷3 мм в количестве 180 см3 (нижний слой) никельсодержащим промышленным катализатором марки ГИАП-8 (верхний слой), содержащим 6 мас.% оксида никеля на оксиде алюминия, зернением 2÷3 мм в количестве 180 см3. Разложение гипохлорита натрия проводят при температуре 80oС и подаче раствора со скоростью 90 мл/ч в противотоке потоку кислорода, выделяющегося при разложении гипохлорита. Концентрация гипохлорита в растворе на выходе из реактора составляет 0,07 г/л, что соответствует степени разложения гипохлорита 99,93%; концентрация катионов никеля в растворе - 2,8 мг/л.Example 2
A water-alkaline solution containing 102 g / l sodium hypochlorite is sent from above to a reactor filled with layer sand of river sand with a grain size of 2 ÷ 3 mm in an amount of 180 cm 3 (lower layer) with a GIAP-8 nickel-containing industrial catalyst (upper layer) containing 6 wt.% Nickel oxide on alumina, granulation 2 ÷ 3 mm in an amount of 180 cm 3 . The decomposition of sodium hypochlorite is carried out at a temperature of 80 o C and a solution is supplied at a rate of 90 ml / h in countercurrent to the flow of oxygen released during the decomposition of hypochlorite. The concentration of hypochlorite in the solution at the outlet of the reactor is 0.07 g / l, which corresponds to a degree of decomposition of hypochlorite of 99.93%; the concentration of nickel cations in solution is 2.8 mg / L.
Пример 3 (контрольный). Example 3 (control).
Водно-щелочной раствор, содержащий 70 г/л гипохлорита натрия, подвергают разложению в слое катализатора марки ГИАП-3-6Н зернением 1÷3 мм. Количество катализатора составляет 100 см3. Разложение проводят при температуре 80oС в противотоке потока раствора гипохлорита натрия потоку выделяющегося кислорода. Скорость подачи раствора составляет 120 мл/ч. Концентрация гипохлорита натрия после контакта с катализатором составляет 0,14 г/л, что соответствует степени очистки 99,8%. Выходящий из реактора раствор содержит взвесь гидроксидов никеля и алюминия, общее содержание осадка в растворе после очистки от гипохлорита составляет 9,4 г/л.A water-alkaline solution containing 70 g / l sodium hypochlorite is decomposed in a catalyst bed of the GIAP-3-6N grade with a grain size of 1 ÷ 3 mm. The amount of catalyst is 100 cm 3 . The decomposition is carried out at a temperature of 80 o In countercurrent flow of a solution of sodium hypochlorite to the flow of oxygen. The feed rate of the solution is 120 ml / h. The concentration of sodium hypochlorite after contact with the catalyst is 0.14 g / l, which corresponds to a purity of 99.8%. The solution exiting the reactor contains a suspension of nickel and aluminum hydroxides; the total sediment content in the solution after purification from hypochlorite is 9.4 g / l.
Из примеров 1 и 2 видно, что дополнительное контактирование очищаемого раствора с катализатором в мелкораздробленной форме, распределенном на зернистом материале, заметно повышает степень очистки. Это можно объяснить тем, что выделяющийся кислород не задерживается на мелких частицах катализатора и не препятствует контакту раствора с катализатором, что существенно при низкой остаточной концентрации гипохлорита в растворе. Зернистый материал является подходящим носителем для таких частиц, причем более эффективен материал с зернением 0,5÷2 мм (см. пример 1). Потери катализатора не превышают 2,8 мг на 1 л раствора. From examples 1 and 2 it is seen that the additional contacting of the solution to be purified with the catalyst in finely divided form, distributed on the granular material, significantly increases the degree of purification. This can be explained by the fact that the oxygen released does not linger on the fine particles of the catalyst and does not interfere with the contact of the solution with the catalyst, which is essential for a low residual concentration of hypochlorite in the solution. Granular material is a suitable carrier for such particles, moreover, a material with a grain size of 0.5 ÷ 2 mm is more effective (see example 1). Loss of catalyst does not exceed 2.8 mg per 1 liter of solution.
Таким образом, дополнительное контактирование раствора гипохлорита со слоем речного песка, в котором диспергированы осколки никельсодержащего катализатора, позволяет повысить эффективность разложения гипохлорита, сокращает потери катализатора и устраняет необходимость дополнительной фильтрации раствора от осадка, образующегося в результате разрушения катализатора. Thus, the additional contacting of the hypochlorite solution with a layer of river sand in which fragments of a nickel-containing catalyst are dispersed improves the efficiency of decomposition of hypochlorite, reduces catalyst losses and eliminates the need for additional filtration of the solution from the precipitate resulting from the destruction of the catalyst.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107756/12A RU2203850C2 (en) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | Method of catalytic decomposition of hypochlorite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107756/12A RU2203850C2 (en) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | Method of catalytic decomposition of hypochlorite |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001107756A RU2001107756A (en) | 2003-02-20 |
RU2203850C2 true RU2203850C2 (en) | 2003-05-10 |
Family
ID=20247488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001107756/12A RU2203850C2 (en) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | Method of catalytic decomposition of hypochlorite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2203850C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2601450C1 (en) * | 2015-06-16 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки , Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) | Method for catalytic decomposition of hypochlorite ions |
CN115818741A (en) * | 2022-11-28 | 2023-03-21 | 攀枝花钢企欣宇化工有限公司 | Method for decomposing free chlorine in brine |
-
2001
- 2001-03-22 RU RU2001107756/12A patent/RU2203850C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2601450C1 (en) * | 2015-06-16 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки , Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) | Method for catalytic decomposition of hypochlorite ions |
CN115818741A (en) * | 2022-11-28 | 2023-03-21 | 攀枝花钢企欣宇化工有限公司 | Method for decomposing free chlorine in brine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100231916B1 (en) | Waste water treating catalyst and treatment of waste water using the catalyst | |
US4029578A (en) | Catalytic process for ozonation of water containing organic contaminants | |
US4141828A (en) | Process for treating waste water | |
CA1269361A (en) | Effluent treatment | |
JP2003260461A (en) | Manufacturing method of highly reactive reagent for water purification | |
Salla et al. | Humic acids adsorption and decomposition on Mn2O3 and α-Al2O3 nanoparticles in aqueous suspensions in the presence of ozone | |
US4824576A (en) | Process for removal, separation and recovery of heavy metal ions from solutions using activated alumina including acid treated activated alumina | |
Galangashi et al. | Removing iron, manganese and ammonium ions from water using greensand in fluidized bed process | |
US20090200207A1 (en) | Absorption Composition and Process for Removing Mercury | |
CA2016206C (en) | Catalyst comprising nickel or cobalt oxides and a calcium aluminate cement | |
RU2203850C2 (en) | Method of catalytic decomposition of hypochlorite | |
CA2262620C (en) | Calcium aluminate based catalyst and use of the catalyst | |
CA1254680A (en) | Method for treating fluids | |
Singh et al. | Preparation and properties of hydrous bismuth oxides for nitrate removal from aqueous solutions | |
JPH11239796A (en) | Catalyst method, and device for decreasing hazardous compound in water | |
JPH07214081A (en) | Method for purifying water for breeding marine living things | |
JPH01164418A (en) | Method for removing carbon dioxide | |
JPH0523678A (en) | Waste water treatment | |
RU2091296C1 (en) | Method for catalytic decomposition of hypochlorite | |
JPH07232063A (en) | Catalyst for treating waste water, its preparation and method for treating waste water using its catalyst | |
JPH07185569A (en) | Treatment of nitrate radical-containing waste water | |
JP2005095784A (en) | Cleaning method of nitrate nitrogen-containing wastewater | |
RU2601450C1 (en) | Method for catalytic decomposition of hypochlorite ions | |
RU26548U1 (en) | FILTER FOR SEWAGE CLEANING FROM HEAVY METAL IONS | |
TW200909057A (en) | A system for removing impurities from solids |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20050315 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060511 |
|
QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20050315 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160323 |