RU2687455C1 - Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция - Google Patents
Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687455C1 RU2687455C1 RU2018120803A RU2018120803A RU2687455C1 RU 2687455 C1 RU2687455 C1 RU 2687455C1 RU 2018120803 A RU2018120803 A RU 2018120803A RU 2018120803 A RU2018120803 A RU 2018120803A RU 2687455 C1 RU2687455 C1 RU 2687455C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrochloric acid
- hypochlorite
- clarified
- solution
- calcium hypochlorite
- Prior art date
Links
- ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N Calcium hypochlorite Chemical compound [Ca+2].Cl[O-].Cl[O-] ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 165
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 124
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 56
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 27
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 25
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract description 12
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract description 12
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract description 12
- 239000008267 milk Substances 0.000 abstract description 12
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 abstract description 12
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 9
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 7
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YALMXYPQBUJUME-UHFFFAOYSA-L calcium chlorate Chemical compound [Ca+2].[O-]Cl(=O)=O.[O-]Cl(=O)=O YALMXYPQBUJUME-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 6
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 4
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M sodium hydrosulfide Chemical compound [Na+].[SH-] HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004117 Lignosulphonate Substances 0.000 description 1
- 229910021543 Nickel dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M chlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- -1 ion chlorate Chemical class 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000019357 lignosulphonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- MRHPUNCYMXRSMA-UHFFFAOYSA-N nickel(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[Ni++] MRHPUNCYMXRSMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
-
- 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
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
- C01B11/04—Hypochlorous acid
- C01B11/06—Hypochlorites
- C01B11/064—Hypochlorites of alkaline-earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/03—Preparation from chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в химической промышленности при обезвреживании пульпы гипохлорита кальция, образующейся в процессе очистки хлорсодержащих газов от хлора известковым молоком. Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция включает вывод отработанной пульпы гипохлорита кальция из системы циркуляции в емкость, обработку раствором соляной кислоты. В качестве раствора соляной кислоты используют абгазную соляную кислоту с концентрацией 10-15 мас.%, полученную при обезвреживании отходящих газов процесса хлорирования титановой шихты в титановых хлораторах. Отработанную пульпу гипохлорита кальция перед обработкой абгазной соляной кислотой разделяют на осветленный гипохлоритный раствор и осадок. В осветленном гипохлоритном растворе определяют содержание гипохлорита кальция. Осветленный гипохлоритный раствор подают в герметичную емкость и при перемешивании постепенно добавляют абгазную соляную кислоту. При этом количество хлористого водорода в добавляемой абгазной соляной кислоте поддерживают в 5-25% избытке от стехиометрически необходимого к содержанию гипохлорита кальция в осветленном гипохлоритном растворе. Затем выделившийся газообразный хлор компримируют и возвращают в производство титана для хлорирования титансодержащей шихты. Осадок утилизируют в очистных сооружениях. Изобретение позволяет снизить содержание активного хлора в промышленных сточных водах, уменьшить загрязнение окружающей среды, получить в процессе обезвреживания газообразный хлор. 2 з.п. ф-лы, 4 пр.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии и к химической промышленности, в частности к способу обезвреживания пульпы гипохлорита кальция, образующейся в процессе очистки хлорсодержащих газов от хлора известковым молоком.
Согласно общепринятой технологии отходящие газы (газы сантехнического отсоса, (катодные газы процесса электролиза), содержащие хлор и хлорид водорода, обычно направляют на газоочистные сооружения, где их обезвреживают известковым молоком (80-120 г/дм3 СаО) путем циркуляции известкового молока в системе циркуляционный бак-скруббер. При снижении концентрации СаО в пульпе до ≤20 г/дм3, образующиеся гипохлоритные пульпы, содержащие 80-100 г/дм3 Са(OCl)2, перекачивают на установку для обезвреживания. Известные установки для обезвреживания гипохлоритных пульп, например, в металлургии магния, представляют собой реактор для обезвреживания, снабженный мешалкой и соединенный с баком циркуляции известкового молока, системой подачи в реактор острого пара и баком для растворов химических реагентов - восстановителей, например раствора гидросульфида натрия (NaHS) для доразложения гипохлоритных пульп. В установке предусмотрены патрубки слива пульпы - после обезвреживания в канализацию. (Эйдензон М.А. Металлургия магния и других легких металлов.- М.: Металургия, 1974, с. 148-151).
Недостатком известного способа является малая производительность, что связано с большой продолжительностью (6-12 ч) процесса термического разложения гипохлоритной пульпы и значительные энергозатраты, обусловленные необходимостью нагрева - острым паром до 80-100°С и выдержкой при этой температуре (путем непрерывной подачи острого пара в пульпу) в течение весьма длительного времени до 6-12 ч.
Другим недостатком данной известной технологии является образование в процессе технического разложения гипохлоритной пульпы вторичных высокотоксичных отходов - хлората кальции по реакции:
концентрация хлората кальция 20-30 г/дм3 Са(ClO3)2. Пульпа после доразложения реагентами - восстановителями (например, гидросульфидом натрия) сбрасывается в канализацию, объединяется с другими стоками предприятия, разбавляется и поступает в открытые водоемы, при этом концентрация хлорат ионов во много раз превышает предельно допустимую концентрацию.
Известен способ обезвреживания гипохлоритных пульп (ав. св. СССР №998326, опубл. 23.02.1983, бюл. 7). Согласно способу обезвреживание пульпы гипохлорита кальция проводят путем обработки ее восстановителем, в качестве восстановителя используют раствор хлорида аммония, который подают под слой пульпы в количестве 0,5-0,7 г хлорида аммония на 1 г гипохлорита кальция с расходом 0,02-0,20 г хлорида аммония на 1 г гипохлорита кальция в минуту и процесс ведут при содержании окиси кальция в пульпе 0,25-0,50 г на 1 г гипохлорита кальция при рН 5-9 при начальной температуре 15-30°С.
Недостатком данного способа является ограниченность его применения из-за возможности образования взрывоопасных смесей. В зависимости от соотношения NH4 +:ClO-; ОН:ClO- могут выделяться взрывоопасные соединения ClO2; Cl2O, NCl3 и др.
Известен способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция (патент РФ №2073637, опубл. 20.02.1997). По способу на слой пульпы гипохлорита кальция при постоянном перемешивании вводят восстановитель. В качестве восстановителя используют раствор лигносульфоната технического - отхода производства целлюлозы.
Недостатком данного способа является значительный расход восстановителя и необходимость обезвреживания сточных вод от вторичных загрязнений.
Известен способ обезвреживания гипохлоритных пульп (патент РФ №2091327, опубл. 27.09.1997, бюл. 27). По известному способу разложение гипохлоритного раствора проводят при нагревании до 90°С в присутствии катализатора. В качестве катализатора применяют жидкие хлоридные растворы переработки ферроникеля или его лома, содержащие до 150 кг/м3 трихлорида железа и до 70 кг/м3 диоксида никеля при объемном отношении катализатор: гипохлоритный раствор, равном 1:500-1:1000, для нагревания используют тепло отходящих газов.
Недостатком данного способа является сложность технологии, высокая стоимость катализаторов.
Известен способ обезвреживания гипохлоритных пульп с получением товарного хлористого кальция (ст.Обессоливание сточных вод титано-магниевого производства. - Акимова Н.А., Корвацкая Р.А., Усачева Л.А., Пав люк Ю.С. в сб. Металлургия и химия титана. М.: Металлургия, 1970, с. 109-113). По способу гипохлоритные растворы с газоочистной установки магниевого производства, на которой производится очистка катодных газов от хлора хлористого водорода 10%-ным раствором известкового молока, и содержащие в среднем 103,8 г/л хлористого кальция, 49,9 г/л гипохлорита кальция, обрабатывают 10-20%-ным раствором соляной кислоты с последующим дополнительным обезвреживанием и концентрированием раствора хлористого кальция.
Недостатком данного способа обезвреживания гипохлоритных пульп является то, что для получения целевого продукта - товарного хлорида кальция, содержащего не менее 35% масс, хлористого кальция (требования ГОСТ 450-77 «Кальций хлористый технический») из слабоконцентрированных хлоркальциевых растворов требуются значительные затраты топлива. Кроме того, применение для разложения гипохлорита кальция соляной кислоты значительно удорожает процесс обезвреживания пульпы гипохлорита кальция, так как стоимость ее на рынке значительная. Поэтому данный способ не нашел промышленного применения.
Известен способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция (А.И. Иванов, М.Б. Ляндрес, О.В. Прокофьев. Производство магния. М.: Металлургия, 1979, 376 с), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип. Обезвреживание отходящих газов от хлора и хлороводорода осуществляют известковым молоком, содержащим 95-105 г/дм3 СаО. Известковое молоко циркулирует в системе бак-сборник -насос - скруббер до остаточного содержания СаО ~ 20 г/дм3 и затем выводится из системы. При этом протекают следующие реакции:
Образующееся известковое молоко содержит до 100 г/дм3 "активного" хлора (гипохлорита кальция), сброс которого в водоемы недопустим. Поэтому такие стоки перед сбросом подвергают обезвреживанию. Разложение пульпы гипохлорита кальция осуществляют 10-20%-ным раствором соляной кислоты. При этом выделяется хлор по реакции:
Недостатком данного способа является то, что при протекании процесса обезвреживания по реакции (4) при избытке гипохлорита кальция(щелочная среда) часть гипохлорита кальция превращается по реакции (1) в хлорат кальция, а при последующем разложении хлората кальция по реакции:
выделяется взрывоопасная двуокись хлора (взрывается при содержании ClO2>10% об.) и безопасность процесса полностью не гарантируется. Кроме того, применение для разложения пульпы гипохлорита кальция соляной кислоты значительно удорожает процесс обезвреживания пульпы гипохлорита кальция, так как стоимость ее на рынке значительная.
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет снизить содержание активного хлора (гипохлорита кальция) в промышленных сточных водах. Все это позволит уменьшить загрязнение окружающей среды и улучшить экологию. Кроме того, в процессе обезвреживания пульпы гипохлорита кальция появляется возможность получить концентрированный хлор (80 мас. %), пригодный для дальнейшего использования в производстве титана для хлорирования титансодержащей шихты.
Технический результат достигается тем, что предложен способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция, включающий вывод отработанной пульпы гипохлорита кальция из системы циркуляции в емкость, обработку раствором соляной кислоты, новым является то, что в качестве раствора соляной кислоты для обработки отработанной пульпы гипохлорита кальция используют абгазную соляную кислоту с концентрацией 10-15%, полученную при обезвреживании отходящих газов процесса хлорирования титановой шихты в титановых хлораторах, причем отработанную пульпу гипохлорита кальция перед обработкой абгазной соляной кислотой разделяют на осветленный гипохлоритный раствор и осадок, в осветленном гипохлоритном растворе определяют содержание гипохлорита кальция, затем осветленный гипохлоритный раствор подают в герметичную емкость и при перемешивании постепенно добавляют абгазную соляную кислоту, при этом количество хлористого водорода в абгазной соляной кислоте поддерживают в 5-25% избытке от стехиометрически необходимого к содержанию гипохлорита кальция в осветленном гипохлоритном растворе, затем выделившийся газообразный хлор компримируют и возвращают в производство титана для хлорирования титансодержащей шихты, а осадок утилизируют в очистных сооружениях. Кроме того, отработанную пульпу гипохлорита кальция перед обработкой абгазной соляной кислотой разделяют на осветленный гипохлоритный раствор и осадок отстаиванием.
Кроме того, перемешивание осветленного гипохлоритного раствора с абгазной соляной кислотой осуществляют сжатым воздухом в течение 10-40 минут при объемном расходе сжатого воздуха 60-100 м3/час на 1 м осветленного гипохлоритного раствора.
Предложенный способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция с применением новой последовательности действий, а именно: отделение от пульпы гипохлорита кальция осадка отстаиванием позволяет более полно отделить твердые частицы, поступившие в пульпу гипохлорита кальция, в результате очистки хлорсодержащих газов от хлора известковым молоком и тем самым снизить количество вредных компонентов в осветленном гипохлоритном растворе. Постепенное добавление в герметичную емкость с осветленным гипохлоритным раствором, при перемешивании сжатым воздухом, абгазной соляной кислоты с концентрацией 10-15%, полученной при обезвреживании отходящих газов процесса хлорирования титановой шихты в титановых хлораторах, и поддерживая при этом количество хлористого водорода в абгазной соляной кислой в 5-25% избытке от стехиометрически необходимого к содержанию гипохлорита кальция в осветленном гипохлоритном растворе, позволяет одновременно удалить растворенный хлор из осветленного гипохлоритного раствора и получить газообразный хлор, который после компримирования вернуть в производство титана для хлорирования титансодержащей шихты, а осадок утилизировать в очистных сооружениях, тем самым исключить сброс пульпы гипохлорита кальция, содержащий токсичные вещества и растворенный хлор в сточные воды. Все это позволит уменьшить загрязнение окружающей среды и улучшить экологию, исключить негативные эффекты - образование хлората кальция и двуокиси хлора. Кроме того, использование абгазной соляной кислоты, полученной при обезвреживании отходящих газов процесса хлорирования титановой шихты в титановых хлораторах, позволит снизить затраты на приобретение соляной кислоты. Введение абгазной соляной кислоты в осветленный гипохлоритный раствор при избытке менее 5% не обеспечивает полное протекание реакции (4) и возможен проскок активного хлора в промышленную канализацию, так же при этом создаются условия протекания процесса в щелочной среде с образованием хлората кальция и выделением взрывоопасной двуокиси хлора, а при избытке более 25% повышается расход абгазной соляной кислоты, и соответственно требуется привлечение стороннего источника кислоты, что затратно.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе обезвреживания пульпы гипохлорита кальция изложенных в пунктах формулы изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. В результате поиска не было обнаружено новых источников и заявленный объект не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".
Промышленную применимость предлагаемого изобретения подтверждают следующие примеры осуществления способа обезвреживания пульпы гипохлорита кальция.
Пример 1.
Отходящие газы санитарно-технического отсоса процесса производства магния электролизом возвратного хлорида магния в количестве 120000 м3/час, содержащие хлор (4,5 г/м3) и хлорид водорода (0,05 г/м3) подвергают обезвреживанию известковым молоком путем циркуляции в газоочистной системе бак-скруббер с коэффициентом полезного действия очистки газов от хлора и хлороводорода 99-100%. При этом 50% хлора (0,27 т/час) переходит в гипохлорит кальция по реакции (6):
Отработанное известковое молоко содержит гипохлорит кальция, такой раствор запрещается выводить в канализацию, он подлежит дополнительной обработке с целью разложения Са(OCl)2 на безвредные вещества. Отработанную пульпу гипохлорита кальция выводят из системы циркуляции, для этого отработанную пульпу гипохлорита кальция перекачивают насосом из баков циркуляции в бак отстойник для разделения на осветленный гипохлоритный раствор и осадок. Отстаивают в течение 10-12 часов. Из бака отстойника с отработанной пульпой гипохлорита кальция пробоотборником, через верхний люк, отбирают пробы, и определяют содержание активного хлора (гипохлорита кальция). После отстаивания осветленный гипохлоритный раствор перекачивают погружным насосом типа ПН-64 в герметичный бак разложения, емкостью 42 м3. Для обезвреживания осветленного гипохлоритного раствора, в количестве 34 м3, используют абгазную соляную кислоту, полученную при обезвреживании отходящих газов в процессе хлорирования титановой шихты на скрубберах титановых хлораторов, с массовой долей HCl от 10% до 15%. Хлорирование титансодержащей шихты хлором с получением тетрахлорида титана проводят в титановых хлораторах. Отходящие газы титановых хлораторов после оросительного конденсатора, содержащие CO2, СО, SO2, N2, Cl2, TiCl4, SiCl4, HCl, очищают в орошаемом санитарном скруббере водным циркуляционным раствором, и по газоходу частично обезвреженные газы с помощью вентилятора поступают на газоочистку, где происходит окончательная очистка газов с использованием известкового молока. Каждый хлоратор снабжен санитарным скруббером. Количество газов поступающих с хлоратора на санитарный скруббер 1000 нм /час. Температура отходящих газов перед санитарным скруббером от минус 15°С до 0°С. Расход циркуляционного раствора на санитарный скруббер 20-40 м /час. Температура циркуляционного раствора от 20°С до 50°С. Время от начала циркуляции до наработки абгазной соляной кислоты концентрацией 15% HCl 1,5-3,0 часа. Концентрация в отходящих газах основных примесей до санитарного скруббера, г/нм3: HCl - 100-170; Cl2- 0-12; TiCl4 - 3-10, после санитарного скруббера, г/нм3: HCl - 3-12; Cl2 - 0-9; TiCl4 - 0-3,5. При этом при работе в режиме циркуляции на санитарных скрубберах получают 15%-ную абгазную соляную кислоту. Количество абгазной соляной кислоты (в пересчете на 15% HCl), составляет с одного санитарного скруббера при наработке в периодическом режиме 8 тыс.т /год (в пересчете на 100% HCl - 1,2 тыс.т). Абгазную соляную кислоту в емкостях 1 м3 доставляют в бак-сборник емкостью 40 м3. Из бака-сборника абгазную соляную кислоту периодически центробежным насосом типа АХ 125 в титановом исполнении перекачивают в бак-мерник, емкостью 1 м3, из которого осуществляют дозировку абгазной соляной кислоты непосредственно в герметичную емкость - бак разложения с осветленным гипохлоритным раствором. Порядок проведения процесса разложения следующий. После получения результатов химического анализа по содержанию активного хлора (гипохлорита кальция) в осветленном гипохлоритном растворе рассчитывают стехиометрически необходимое для реакции (7) количество абгазной соляной кислоты. Затем через барботер, установленный сверху бака разложения с осветленным гипохлоритным раствором, подают сжатый воздух (ТУ 05785388-99). При интенсивном перемешивании барботажем сжатого воздуха, при объемном расходе сжатого воздуха 60 м3/час на 1 м3 осветленного гипохлоритного раствора, постепенно из бака мерника добавляют абгазную соляную кислоту, при этом количество хлористого водорода в абгазной соляной кислоте поддерживают в 5% избытке от стехиометрически необходимого к содержанию гипохлорита кальция в осветленного гипохлоритном растворе. При добавлении 1,835⋅1,05=1,927 т/час 15-ти % абгазной соляной кислоты с избытком от стехиометрии 5% к осветленному гипохлоритному раствору происходит выделение хлора по реакции:
При этом количество, выделившегося хлора в 2 раза больше, чем в гипохлорите кальция за счет хлора из абгазной соляной кислоты, а именно 0,27⋅2=0,54 т/час. Перемешивают в течение 10 минут. После отбирают пробу для определения содержания активного хлора. При концентрации в растворе активного хлора более 0,004 мг/дм3 добавляют дополнительное количество абгазной соляной кислоты, и перемешивают. Содержание активного хлора контролируют каждый раз после добавления очередного количества абгазной соляной кислоты. Выделившийся газообразный хлор компримируют, и возвращают в производство титана для хлорирования титансодержащей шихты. Выход полученного газообразного хлора в товарный составляет ~ 93%. Осадок из бака разложения извлекают, и утилизируют в очистных сооружениях. Пример 2.
То же, что и в примере 1, но для обезвреживания осветленного гипохлоритного раствора, в количестве 34 м3, используют абгазную соляную кислоту с концентрацией 10%, полученную при обезвреживании отходящих газов в процессе хлорирования титансодержащей шихты на скрубберах титановых хлораторов. Хлорирование титансодержащей шихты хлором с получением тетрахлорида титана проводят в титановых хлораторах. Отходящие газы титановых хлораторов после оросительного конденсатора, содержащие CO2, СО, SO2, N2, Cl2, TiCl4, SiCl4, HCl, очищают в орошаемом санитарном скруббере водным циркуляционным раствором, и по газоходу частично обезвреженные газы с помощью вентилятора поступают на газоочистку, где происходит окончательная очистка газов с использованием известкового молока. Каждый хлоратор снабжен санитарным скруббером. Количество газов поступающих с хлоратора на санитарный скруббер 1000 нм3/час. Температура отходящих газов перед санитарным скруббером от минус 15°С до 0°С. Расход циркуляционного раствора на санитарный скруббер 20-40 м /час. Температура циркуляционного раствора от 20°С до 50°С. Время от начала циркуляции до наработки абгазной соляной кислоты с концентрацией 10% HCl 1,0-2,0 часа. Абгазную соляную кислоту в емкостях 1 м3 доставляют в бак-сборник емкостью 40 м3. Из бака-сборника абгазную соляную кислоту периодически центробежным насосом типа АХ 125 в титановом исполнении перекачивают в бак-мерник, емкостью 1 м3, из которого осуществляют дозировку абгазной соляной кислоты непосредственно в герметичную емкость - бак разложения с осветленным гипохлоритным раствором. Порядок проведения процесса разложения следующий. После получения результатов химического анализа по содержанию активного хлора (гипохлорита кальция) в осветленном гипохлоритном растворе рассчитывают стехиометрически необходимое для реакции (7) количество абгазной соляной кислоты. Затем через барботер, установленный сверху бака разложения с осветленным гипохлоритным раствором, подают сжатый воздух (ТУ 05785388-99). При интенсивном перемешивании барботажем сжатого воздуха, при объемном расходе сжатого воздуха 100 м3/час на 1 м3 осветленного гипохлоритного раствора, постепенно из бака мерника добавляют абгазную соляную кислоту, при этом количество хлористого водорода в абгазной соляной кислоте поддерживают в 5% избытке от стехиометрически необходимого к содержанию гипохлорита кальция в осветленном гипохлоритном растворе. При добавлении 2,891⋅1,05=3,035 т/час 10-ти % абгазной соляной кислоты с избытком от стехиометрии 5% к осветленному гипохлоритному раствору выделилось 0,54 т/час хлора. Перемешивают в течение 40 минут. После отбирают пробу для определения содержания активного хлора. При концентрации в растворе активного хлора более 0,004 мг/дм3 добавляют дополнительное количество абгазной соляной кислоты, и перемешивают. Содержание активного хлора контролируют каждый раз после добавления очередного количества абгазной соляной кислоты. Выделившийся газообразный хлор компримируют, и возвращают в производство титана для хлорирования титансодержащей шихты. Выход полученного газообразного хлора в товарный составляет ~ 93%. Осадок из бака разложения извлекают, и утилизируют в очистных сооружениях.
Пример 3.
То же, что и в примере 1, но после получения результатов химического анализа по содержанию активного хлора (гипохлорита кальция) в осветленном гипохлоритном растворе рассчитывают стехиометрически необходимое для реакции (7) количество абгазной соляной кислоты. Затем через барботер, установленный сверху бака разложения с осветленным гипохлоритным раствором, подают сжатый воздух (ТУ 05785388-99). При интенсивном перемешивании барботажем сжатого воздуха, при объемном расходе сжатого воздуха 60 м3/час на 1 м3 осветленного гипохлоритного раствора, постепенно из бака мерника добавляют абгазную соляную кислоту, при этом количество хлористого водорода в абгазной соляной кислоте поддерживают в 25% избытке от стехиометрически необходимого к содержанию гипохлорита кальция в осветленного гипохлоритном растворе. При добавлении 1,927⋅1,25=2,409 т/час 15-ти % абгазной соляной кислоты с избытком от стехиометрии 25% к осветленному гипохлоритному раствору выделилось 0,54 т/час хлора. Перемешивают в течение 10 минут. После отбирают пробу для определения содержания активного хлора. При концентрации в растворе активного хлора более 0,004 мг/дм3 добавляют дополнительное количество абгазной соляной кислоты, и перемешивают. Содержание активного хлора контролируют каждый раз после добавления очередного количества абгазной соляной кислоты. Выделившийся газообразный хлор компримируют, и возвращают в производство титана для хлорирования титансодержащей шихты. Выход полученного газообразного хлора в товарный составляет ~ 93%. Осадок из бака разложения извлекают, и утилизируют в очистных сооружениях.
Пример 4.
То же, что и в примере 2, но после получения результатов химического анализа по содержанию активного хлора (гипохлорита кальция) в осветленном гипохлоритном растворе рассчитывают стехиометрически необходимое для реакции (7) количество абгазной соляной кислоты. Затем через барботер, установленный сверху бака разложения с осветленным гипохлоритным раствором, подают сжатый воздух (ТУ 05785388-99). При интенсивном перемешивании барботажем сжатого воздуха, при объемном расходе сжатого воздуха 100 м3/час на 1 м3 осветленного гипохлоритного раствора, постепенно из бака мерника добавляют абгазную соляную кислоту, при этом количество хлористого водорода в абгазной соляной кислоте поддерживают в 25% избытке от стехиометрически необходимого к содержанию гипохлорита кальция в осветленном гипохлоритном растворе. При добавлении 2,409⋅1,25=3,613 т/час 10-ти % абгазной соляной кислоты с избытком от стехиометрии 25% к осветленному гипохлоритному раствору выделилось 0,54 т/час хлора. Перемешивают в течение 40 минут. После отбирают пробу для определения содержания активного хлора. При концентрации в растворе активного хлора более 0,004 мг/дм3 добавляют дополнительное количество абгазной соляной кислоты, и перемешивают. Содержание активного хлора контролируют каждый раз после добавления очередного количества абгазной соляной кислоты. Выделившийся газообразный хлор компримируют, и возвращают в производство титана для хлорирования титансодержащей шихты. Выход полученного газообразного хлора в товарный составляет ~ 93%. Осадок из бака разложения извлекают, и утилизируют в очистных сооружениях.
Таким образом, предложенный способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция позволяет снизить содержание активного хлора (гипохлорита кальция) в промышленных сточных водах. Все это позволит уменьшить загрязнение окружающей среды и улучшить экологию, исключить негативные эффекты - образование хлората кальция и двуокиси хлора. Кроме того, в процессе обезвреживания пульпы гипохлорита кальция появляется возможность получить концентрированный хлор (80 мас. %), пригодный для дальнейшего использования в производстве титана для хлорирования титансодержащей шихты.
Claims (3)
1. Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция, включающий вывод отработанной пульпы гипохлорита кальция из системы циркуляции в емкость, обработку раствором соляной кислоты, отличающийся тем, что в качестве раствора соляной кислоты для обработки отработанной пульпы гипохлорита кальция используют абгазную соляную кислоту с концентрацией 10-15 мас.%, полученную при обезвреживании отходящих газов процесса хлорирования титановой шихты в титановых хлораторах, причем отработанную пульпу гипохлорита кальция перед обработкой абгазной соляной кислотой разделяют на осветленный гипохлоритный раствор и осадок, в осветленном гипохлоритном растворе определяют содержание гипохлорита кальция, затем осветленный гипохлоритный раствор подают в герметичную емкость и при перемешивании постепенно добавляют абгазную соляную кислоту, при этом количество хлористого водорода в добавляемой абгазной соляной кислоте поддерживают в 5-25% избытке от стехиометрически необходимого к содержанию гипохлорита кальция в осветленном гипохлоритном растворе, затем выделившийся газообразный хлор компримируют и возвращают в производство титана для хлорирования титансодержащей шихты, а осадок утилизируют в очистных сооружениях.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанную пульпу гипохлорита кальция перед обработкой абгазной соляной кислотой разделяют на осветленный гипохлоритный раствор и осадок отстаиванием.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемешивание осветленного гипохлоритного раствора с абгазной соляной кислотой осуществляют сжатым воздухом в течение 10-40 минут при объемном расходе сжатого воздуха 60-100 м3/ч на 1 м3 осветленного гипохлоритного раствора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120803A RU2687455C1 (ru) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120803A RU2687455C1 (ru) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2687455C1 true RU2687455C1 (ru) | 2019-05-13 |
Family
ID=66578960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018120803A RU2687455C1 (ru) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2687455C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4196140A (en) * | 1978-09-28 | 1980-04-01 | Olin Corporation | Recovery of waste streams containing recoverable chlorine |
| SU998377A1 (ru) * | 1981-02-05 | 1983-02-23 | Усть-Каменогорский Ордена Трудового Красного Знамени Титано-Магниевый Комбинат Им.50-Летия Октябрьской Революции | Способ обезвреживани гипохлоритсодержащих сточных вод |
| JPS61171526A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理方法 |
| RU2073637C1 (ru) * | 1994-09-16 | 1997-02-20 | Акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция |
| RU2172716C1 (ru) * | 2000-05-10 | 2001-08-27 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Способ обезвреживания гипохлоритного раствора |
| RU2636082C1 (ru) * | 2016-10-10 | 2017-11-20 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция |
-
2018
- 2018-06-05 RU RU2018120803A patent/RU2687455C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4196140A (en) * | 1978-09-28 | 1980-04-01 | Olin Corporation | Recovery of waste streams containing recoverable chlorine |
| SU998377A1 (ru) * | 1981-02-05 | 1983-02-23 | Усть-Каменогорский Ордена Трудового Красного Знамени Титано-Магниевый Комбинат Им.50-Летия Октябрьской Революции | Способ обезвреживани гипохлоритсодержащих сточных вод |
| JPS61171526A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理方法 |
| RU2073637C1 (ru) * | 1994-09-16 | 1997-02-20 | Акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция |
| RU2172716C1 (ru) * | 2000-05-10 | 2001-08-27 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Способ обезвреживания гипохлоритного раствора |
| RU2636082C1 (ru) * | 2016-10-10 | 2017-11-20 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ИВАНОВ А.И. и др., Производство магния, Москва, Металлургия, 1979, сс. 357-362. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002348580A (ja) | アセチレンの製造装置及びその製造方法 | |
| JP4954131B2 (ja) | ホウフッ化物含有水の処理方法 | |
| RU2687455C1 (ru) | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция | |
| KR101910635B1 (ko) | 전기분해장치를 이용한 배연탈황폐수의 처리 방법 | |
| RU2636082C1 (ru) | Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция | |
| JP2021053620A (ja) | シアン含有廃水の処理方法 | |
| UA125671C2 (uk) | Спосіб обробки стічних вод | |
| CN113620492B (zh) | 一种氯化钛白产生高盐水中toc的去除方法 | |
| JP5990717B1 (ja) | シアン含有廃水用処理剤およびそれを用いるシアン含有廃水の処理方法 | |
| CZ2014457A3 (cs) | Způsob neutralizace odpadních oplachových vod z moříren nerezových ocelí | |
| KR20140138173A (ko) | 시안 함유 배수의 처리 방법 | |
| KR20100096692A (ko) | 암모니아 폐수의 처리방법 | |
| SU943207A1 (ru) | Способ очистки сточных вод производства двуокиси титана | |
| SU998377A1 (ru) | Способ обезвреживани гипохлоритсодержащих сточных вод | |
| RU2243024C1 (ru) | Способ очистки абгазов магниевого производства от хлора и хлористого водорода | |
| RU2707362C1 (ru) | Способ получения треххлористого титана | |
| RU2746731C1 (ru) | Способ получения биоцида, оксида цинка и кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств | |
| EP0432250A1 (en) | PROCESS FOR REDUCING THE CYANIDE CONTENT OF A SOLUTION. | |
| RU2571767C2 (ru) | Способ очистки отходящих газов титано-магниевого производства | |
| RU81963U1 (ru) | Технологическая линия для переработки титанового сырья | |
| RU2296101C1 (ru) | Способ разрушения гипохлорита натрия в водных растворах | |
| RU2711226C1 (ru) | Способ получения треххлористого титана | |
| KR19990046414A (ko) | 불소를함유한산업폐수처리제 | |
| AU2003243853B2 (en) | Removal of carbonaceous materials and magnesium from zinc silicate flotation concentrate by treatment in autoclave with zinc-bearing spent solution | |
| RU2230601C1 (ru) | Способ комплексной переработки отходов титано-магниевого производства |