В промышленности гипохлорит кальция получают натриевым методом, технологическая схема приведена на рисунке 3.1. Сырьем процесса является гашеная известь, едкий натр и хлор.
1 - аппарат для приготовления раствора едкого натра; 2 - бункер приема и подачи извести; 3, 4 - аппарат приготовления известкового молока; 5, 16 - шнек; 6 - центрифуга; 7, 8, 9 - хлораторы; 10, 11 - емкость; 12 - сушилка; 13 - циклон; 14 - рукавный фильтр; 15 - элеватор; 17 - гранулятор; 18 - гранулятор; 19 - вибросито; 20, 21 - абсорбционная колонна; 22, 24, 25 - емкость; 23 - дозировочный резервуар
Рисунок 3.1 - Принципиальная схема получения раствора гипохлорита кальция
Технологический процесс получения гранулированного гипохлорита кальция состоит из следующих стадий:
- получение раствора едкого натра с массовой долей 32%;
- получение известкового молока;
- первая стадия хлорирования - хлорирование 32%-ного раствора едкого натра и выделение раствора гипохлорита натрия.
Назначение первой стадии хлорирования - получение и осветление раствора гипохлорита натрия. При хлорировании раствора едкого натра в реакционной смеси накапливается хлорид натрия, который после достижения насыщения, частично выкристаллизовывается из раствора в виде осадка. После хлорирования смесь подается в центрифугу, где происходит осветление раствора и отделение влажного осадка хлорида натрия. В осветленном растворе контролируется содержание активного хлора. Полученный осадок хлорида натрия (содержащий небольшое количество гипохлорита натрия и кальция) направляется на переработку. Осветленный раствор гипохлорита натрия - на третью стадию.
- Вторая стадия хлорирования - хлорирование известкового молока (40%-ный раствор гидроксида кальция) и выделение осадка двуосновной соли гипохлорита кальция.
Назначение второй стадии хлорирования - получение и выделение осадка двуосновной соли гипохлорита кальция . Реакционная смесь, полученная при хлорировании известкового молока, перекачивается в промежуточную емкость. Из промежуточной емкости смесь подается в центрифугу, где происходит разделение влажного осадка двуосновной соли и маточного раствора (содержит хлориды кальция и натрия и небольшое количество гипохлорита кальция). Влажный осадок двуосновной соли гипохлорита кальция направляется на третью стадию хлорирования, а маточный раствор направляется на переработку.
- Получение реакционной смеси для третьей стадии хлорирования (раствора двуосновной соли гипохлорита кальция) - смешение гипохлорита натрия и пасты двуосновной соли гипохлорита кальция.
- Третья стадия хлорирования - хлорирование раствора двуосновной соли гипохлорита кальция с последующим выделением осадка нейтральной соли гипохлорита кальция.
Назначение третьей стадии хлорирования - получение и выделение кристаллического нейтрального гипохлорита кальция . Влажный осадок двуосновной соли гипохлорита кальция суспендируется в осветленном растворе гипохлорита натрия и подается в реакторы хлорирования. После хлорирования смесь перекачивается в промежуточную емкость. Из промежуточной емкости смесь подается в центрифугу. На центрифуге происходит разделение маточного раствора и пасты гипохлорита кальция. Маточный раствор собирается в сборнике, откуда в виде сырья возвращается в процесс (в реакторы хлорирования первой и второй стадии). Паста гипохлорита кальция направляется на четвертую стадию - сушка и гранулирование нейтрального гипохлорита кальция.
- Стадия сушки выделенного осадка нейтральной соли гипохлорита кальция с получением товарного гипохлорита кальция, гранулирование и фасовка гипохлорита кальция (выполнена в 3 технологические линии).
Назначение стадии сушки - получение товарного гипохлорита кальция. Паста гипохлорита кальция, полученная на третьем этапе, высушивается в сушилке в потоке горячего воздуха. Высушенный гипохлорит кальция отделяется в циклонах, подвергается гранулированию, рассеву и расфасовывается в металлические барабаны. Воздух после сушилки, содержащий пыль гипохлорита кальция и следы хлора очищается в рукавном фильтре и абсорбционной колонне.
- Абсорбционная очистка абгазов стадий хлорирования и узлов центрифугирования.
Назначение узла очистки газовых выбросов со стадий хлорирования и центрифугирования - постоянное улавливание хлора и хлористого водорода, содержащихся в абгазах данных стадий. Утилизация газовых выбросов осуществляется методом абсорбционного поглощения хлора.
- Абсорбционная очистка абгазов стадии сушки.
Для каждой из трех линий сушки предусматривается своя система поглощения газовых выбросов, содержащих хлор и пыль гипохлорита кальция. Утилизация указанных газовых выбросов осуществляется методом абсорбционного поглощения хлора.
Описание технологического процесса приведено в таблице 3.3, перечень основного оборудования - в таблице 3.4.
Таблица 3.3 - Описание технологического процесса производства гипохлорита кальция
Входной поток | Подпроцесс | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Эмиссии |
Едкий натр | Приготовление раствора едкого натра с массовой долей 32% | 32% мас. раствор едкого натра | Дозировочный бак, центробежный насос | - |
Возвратный маточный раствор 32% мас. раствор едкого натра | Получение реакционной смеси для первой стадии хлорирования - смешение возвратного маточного раствора с 3 стадии и 32%-ного раствора едкого натра | Реакционная смесь | - | - |
32% мас. раствор едкого натра | Хлорирование 32%-ного раствора едкого натра | Реакционная жидкость после 1 стадии реакции | Реактор | Хлор |
Реакционная жидкость после 1 стадии реакции | Разделение суспензии - реакционной жидкости после 1 стадии реакции, выделение раствора гипохлорита натрия | Раствор гипохлорита натрия | Центрифуга | - |
Гидроксид кальция | Приготовление известкового молока | Известковое молоко | Шнек, самовсасывающий насос, промежуточный бак | - |
Известковое молоко | Получение реакционной смеси для второй стадии хлорирования - смешение возвратного маточного раствора с 3 стадии и раствора известкового молока | Реакционная смесь | Центробежный насос | - |
Известковое молоко | Хлорирование известкового молока | Реакционная жидкость после 2 стадии реакции | Реактор, насос, расширительный бак | Хлор |
Реакционная жидкость после 2 стадии реакции | Разделение суспензии - реакционной жидкости после 2 стадии реакции, выделение осадка двуосновной соли гипохлорита кальция | Осадок двуосновной соли гипохлорита кальция | Центрифуга, сборник маточного раствора, шнек | - |
Гипохлорит натрия | Получение реакционной смеси для третьей стадии хлорирования (раствора двуосновной соли гипохлорита кальция) - смешение гипохлорита натрия и пасты двуосновной соли гипохлорита кальция | Реакционная смесь | Дозировочный резервуар, насос | - |
Раствор двуосновной соли гипохлорита кальция | Хлорирование раствора двуосновной соли гипохлорита кальция | Реакционная жидкость после 3 стадии реакции | Реактор, насос | Хлор |
Реакционная жидкость после 3 стадии реакции | Разделение суспензии - реакционной жидкости после 3 стадии реакции, выделение пасты нейтрального гипохлорита кальция | Паста нейтрального гипохлорита кальция | Резервуар, насосы, центрифуга | - |
Осадок нейтральной соли гипохлорита кальция | Сушка выделенного осадка нейтральной соли гипохлорита кальция | Высушенный осадок нейтральной соли гипохлорита кальция | Шнек для сухой смеси, сушилка, циклонный сепаратор, рукавный фильтр, питатель, шнек для возврата порошка из рукавного фильтра, воздуходувка для сушки | Оксид азота, диоксид азота, бензапирен, оксид углерода |
Высушенный осадок нейтральной соли гипохлорита кальция | Гранулирование гипохлорита кальция | Гранулированный гипохлорит кальция (готовый продукт) | Шнек дозировки и гранулятор, дробилка | - |
Гранулированный гипохлорит кальция | Фасовка готового продукта | Товарный гипохлорит кальция | Вибросито | - |
Едкий натр | Приготовление раствора едкого натра с массовой долей 18% | 32% мас. раствор едкого натра | Куб колонны | - |
32% мас. раствор едкого натра | Абсорбция отходящих газов со стадии хлорирования | Раствор гипохлорита натрия | Абсорбционная колонна | Хлор, хлористый водород |
32% мас. раствор едкого натра | Абсорбция отходящих газов со стадии центрифугирования и сушки | Раствор гипохлорита натрия | Резервуар щелочного раствора, абсорбционная колонна, циркуляционный насос, вытяжной вентилятор | Хлор |
Усредненный раствор солей | Подготовка усредненного раствора солей к выпариванию | Усредненный раствор солей | Дехлораторы | - |
Раствор солей | Выпарка воды из раствора солей хлоридов кальция и натрия | Суспензия солей | Выпарной аппарат | - |
Суспензия солей | Фильтрование суспензии с выделением товарного хлористого кальция и растворение хлористого натрия | Хлористый кальций | Центрифуга | - |
Отпаренный хлор | Улавливание отпаренного хлора с получением раствора гипохлорита натрия | Раствор гипохлорита натрия | Реактор гипохлорита натрия, фильтр грубой очистки, фильтр тонкой очистки | Хлористый водород |
Таблица 3.4 - Перечень основного оборудования производства гипохлорита кальция