ПОЛУЧЕНИЕ БЕЗВОДНОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ИЗВЕСТНЯКА

ПОЛУЧЕНИЕ БЕЗВОДНОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ИЗВЕСТНЯКА. Получение хлорида кальция этим методом заключается в растворении известняка в соляной кислоте, в очистке образующегося «сырого» (неочищенного) раствора СаС12 от примесей и в обезвоживании его. Продукт получается более чистым, чем из отходящих жидкостей содового или хлоратного производства.

Растворение известняка (куски не больше 50 мм) производят в стальных баках, футерованных двумя слоями диабазовой плитки.

В нижней части растворителя имеется решетка ив диабазовых плиток, поддерживающая загружаемый известняк. Соляную кис¬лоту, разбавленную до 14% НС1, подают из напорного бака. Обра¬зующийся раствор СаС12, вытекающий из растворителя через шту¬цер в нижней его части по винипластовой трубе, должен содержать не больше 14 г/л свободной кислоты. Этого достигают, поддержи¬вая определенную высоту слоя известняка. Выделяющиеся из растворителей газы, содержащие СО2 и НС1, протягиваются вентилятором через керамическую башню, запол¬ненную известняком и орошаемую разбавленным раствором хло¬рида кальция.

Вытекающий из башни раствор, содержащий 300 – 350 г/л СаС12, примешивают к основному раствору. Получающийся сырой раствор, содержащий 450 – 600 г/л СаС12, очищают от примесей соединений Fe, Mg, A1 и. Очистку про¬изводят в стальном, футерованном диабазовой плиткой реакторе с пропеллерной мешалкой (30 об/мин). Вначале раствор очищают от сульфатов. В реактор заливают ~10 м3 сырого раствора и вво¬дят в него в сухом виде при перемешивании ~15 кг хлористого бария.

Осаждение сульфата бария заканчивается в течение 20 – 25 мин. Затем раствор подогревают острым паром до 70 – 75°С и добавляют к нему известь-пушонку для осаждения гидроокисей железа, магния и алюминия. После 40 – 50-минутного отстаивания раствор профильтровывают. Количество примесей в нем не должно превышать: 0,003 г/л Fe, 0,03 г/л , 0,025 г/л Mg. Раствор содержит немного Са(ОН)2 (в пересчете на СаО 2,8 – 3,5 г/л). Для получения безводного продукта в распылительной сушилке раствор должен иметь нейтральную или слабощелочную реакцию: при значительной щелочности раствор вспенивается, что затрудняет ра¬боту разбрызгивающей форсунки.

Нейтрализацию избыточной ще¬лочности осуществляют, добавляя при перемешивании соляную кис¬лоту в сборник очищенного раствора. Затем очищенный раствор проходит через пенный аппарат, где его концентрация повышается до 700 г/л СаС12, и поступает на обезвоживание. Обезвоживание хлорида кальция производят, распыляя раствор в потоке горячего газа. Стальная сушильная башня изнутри выло¬жена листом из стали 1Х18Н10Т и имеет диаметр 5,5 и высоту 11 метров с коническими верхней и нижней частями.

Вокруг нижнего основанья верхнего конуса с наружной стороны расположен желоб высотой около 0,5 м, из которого раствор СаС12 подается в фор¬сунку. Распыление раствора производят предварительно высушен¬ным сжатым воздухом (3 ат). В верхнюю часть сушильной башни поступает топочный газ, получаемый сжиганием природного газа, разбавленный воздухом для понижения его тем¬пературы до 500°С. Распыленный раствор и горя¬чий газ движутся в сушилке прямотоком сверху вниз. При этом вода из раствора выпаривается и образуется почти безводный продукт в виде сухого порошка. Часть СаС12 оседает внизу баш¬ни и скапливается в конусном бункере.

Большая часть продукта уносится потоком воздуха и улав¬ливается в двух параллельно работающих цикло¬нах. Продукт выгружают как из циклонов, так и из башни и упаковывают в барабаны из оцин¬кованного железа.

Газ, выходящий из циклонов, уносит значи¬тельное количество хлорида кальция(2 – 2,5г/м3). Для его улавливания применяют пенные аппа¬раты, служащие одновременно и пылеуловите¬лями и утилизаторами тепла газа; это тепло ис¬пользуется для выпарки раствора перед его поступлением в сушильную башню. Пенные аппараты, применяемые в разных отраслях промышленности позволяют осуществлять очистку газов, теплопередачу и другие процес¬сы, происходящие при контакте газов с жидкостями с весьма большой интенсив¬ностью.

Пенный аппарат (рис. 1), диаметром 2,2 м и высотой 4,1 м, имеет горизонтально располо¬женную решетку с отверстиями 6 мм. Живое сечение перфорированной части решетки составляет 21%. Раствор подается на решетку с одной стороны, течет по ней в виде слоя пены и отводится с решетки с другой стороны. Газ поступает в ап¬парат снизу и, пройдя через отверстия решетки, вспенивает на¬ходящуюся на ней жидкость.

При скорости газа в полном сече¬нии аппарата 1,6 – 3,5 м/сек создается высокая турбулентность газо-жидкостной системы, обеспечивающая интенсивное протека¬ние процессов в этой системе, в данном случае улавливания пыли хлорида кальция и теплообмена. Схема установки для очистки газа от хлорида кальция показана на рис. 1. Очищенный раствор СаС12 предварительно проходит через пенный аппарат. Выходя¬щий из него подогретый и выпаренный раствор концентрацией СаС12 до 700 г/л подают в сушильную башню.

Выпарку раствора осуществляют отработанным газом, температура которого сни¬жается от 150—160°С до 80—90°С. Улавливание брызг раствора, уносимых газом из пенного аппарата, производится в специальной ловушке. Рис. 1. Схема установки для очистки воздуха от хлорида кальция: 1– шильная башня; 2– пенный аппарат; 3–сборник раствора; 4– промежуточный бак; 5– насос. Твердый гранулированный хлорид кальция можно получать смешением в барабане порошкообразных отходов безводного и ча¬стично обезвоженного СаС12 с не¬прерывно распыляемым раство¬ром, содержащим более 50% СаС12. Смешение производят в по¬токе газа с температурой 200 – 500°С. Если температура массы 150 – 180°С, то в результате высушивания массы при такой темпе¬ратуре получается продукт, содержащий от 3 до 13% Н2О. Даль¬нейшей сушкой при 260 – 500°С получают безводный продукт.

В зависимости от требований к продукту производят дробление и рассеивание массы, полученной при первой или второй сушке, с возвратом отходов в производственный цикл. Запатентован способ гранулирования СаС12 пропусканием расплава через узкое сопло под давлением, превышаю¬щим в 1,4 – 2,9 раз давление насыщенного пара над расплавом.