Способ приготовления рассолов щелочных и щелочноземельных металлов и установка для его осуществления

(504 В 01 1100 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Одесский технологический институтхолодильной промышленности(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАССОЛОВ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ И УСТАНОВКА ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способам приготовления рассолов щелочных и шелочноземельных металлов и установкам для их осуществления, Оно может найти применение вхимической промышленности, например,при производстве хлора, едкого натра, едкого кали, хлоратов щелочных и щелочно-земельных металлов по методу электролиза. Целью изобретения является интенсификация процесса растворения с одновременным получением холода. Способ приготовления рассолов осуществляют путем прокачивания растворителя через слой соли, при этом в качестве растворителя используют водную суспензию гидратов газа, выбранного из ряда: хлор, сероводород, фреон. Установка содержит бак с ложным днищем, на которое насыпают слой соли, рециркуляционный трубопровод, на котором установлен теплообменник, трубопровод подачи воды в кристаллизатор, трубопровод ввода гидратообразую щего агента в кристалл иза тор, соединенный с верхней частью бака. Кристаллизатор имеет трубопровод отвода водной суспензии гидратов газа, подсоединенный Я к баку под ложным днищем. При попадании в бак гидраты газа начинают плавиться с образованием воды и газообразного продукта, который интенсивно перемешивает раст- С вор, при этом температура рассола понижается. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.аае50 форму.га изобретения Изобретение относится к способам и устройствам приготовления рассолов путем растворения соли и может найти применение в химической промышленности, например, при производстве хлора, едкого натра, едкого калия, хлоратов щелочных и щелочно-земельных металлов по методу электролиза.Цель изобретения - интенсификация процесса растворения с одновременным получением холода.На чертеже представлена схема установки для приготовления рассолов.Установка для приготовления рассолов состоит из цилиндрического с коническим днищем герметичного бака 1 с ложным днищем 2, люком 3 для загрузки соли, кристаллизатора 4 со змеевиком 5, насоса 6, теплообменникаи трубопроводов подачи воды в кристаллизатор 8, отвода водной суспензии гидратов газа 9 (соединенного с баком под ложным днищем) соединяющего верхнюю часть бака с кристаллизатором по газу 1 О, вывода насыщенного рассола из установки 11, подачи газообразного гидратообразующего агента в систему 12. Теплообменник 7 установлен на рециркуляционном трубопроводе 13.Установка работает следующим образом (для примера рассмотрим работу установки с использованием в качестве гидратообразующего вещества хлора, а в качестве рассола - рассола МаС 1).Пресная вода, подаваемая по трубопроводу 8, контактирует с газообразным хлором, подаваемым по трубопроводу 10 из верхней части бака в кристаллизатор 4, при охлаждении холодной водой, циркулирующей через змеевик 5, образует гидраты хлора при температуре - 287 К и давлении 200 КПа, Разность температур - 1 К между равновесной температурой гидрообразования при давлении 200 кПа и температурой в кристаллизаторе достаточна для проведенния процесса гидратообразования с технически приемлемой скоростью.Водную суспензию гидратов газа (15 - 20% гидратов, остальное вода) по трубопроводу 9 направляют в нижнюю часть бака 1 под ложное днище 2, где она смешивается с циркуляционным насыщенным рассолом ЫаС 1. При контактировании гидратов с насыщенным рассолом происходит плавление гидратов с образованием воды и газообразного хлора с поглощением тепла, в результате чего температура рассола понижается до - 273 К, концентрация рассола понижается. Рассол циркулирует в верхнюю часть бака через слой рассолосолевой суспензии, находящейся над ложным днищем, при этом часть соли растворяется, доводя концентрацию рассола до насыщения.Согласно предлагаемому способу смещение гидратов с рассолом высокой концентрации приводит к состоянию, в котором гид 5 10 15 20 25 30 35 40 45 раты находятся вдали от равновесных условий (из опытов известно, что повышение концентрации рассола на 1 О/О приводит к понижению равновесной температуры существования гидратов на 0,5 - 0,6 градуса), а это вызывает интенсивный распад гидратов, сопровождающийся микровзрывами при освобождении гидратообразующего агента из каркасной решетки молекул воды, гидраты распадаются на разлетающиеся мелкие кристаллики, которые, в свою очередь, продолжают интенсивно разлагаться даже в потоке подымающегося вверх рассола через нижнюю часть насыпного слоя твердой фазы. Рассол находится в состоянии, похожем на кипение. Все это (микровзрывы и подымающиеся пузырьки газа, освободившегося при разложении гидратов) способствует конвекции в диффузном слое, образованию в жидкости вихрей, приводящих к интенсивному перемешиванию ее, разрушению диффузного слоя у поверхности кристаллов соли, в результате чего скорость переноса вещества (соли) от твердого тела в раствор значительно выше, чем за счет молекулярной диффузии.Для поддержания соли на ложном днище на определенном уровне ее добавляют в бак через люк 3. Охлажденный рассол при 273 К прокачивается через теплообменник 7, производя охлаждение, в результате чего его температура повышается до 276 К. Выходя из теплоооменника 7, рассол делится на два потока: один по трубопроводу 11 выводится из системы, а другой сжимается насосом 6 до давления, несколько превышающего давление в баке 1 (для компенсации гидравлических потерь при циркуляции рассола) и рециркулирует в нижнюю часть бака 1 под ложное днище 2. Масса гидратообразующего агента, уходящего из системы в растворенном виде с рассолом по трубопроводу 11, компенсируется подачей такого же количества газа в систему по трубопроводу 12.Как показывает расчет, при приготовлении 1 кг рассола Ма( 1 может быть получен холод на уровне 273 - 276 К в количестве 16,57 кДж/кг раствора без учета теплоты растворения соли.В качестве гидратооб разую щего газа могут быть использованы также сероводород, фреон - 40. 1. Способ приготовления рассолов щелочных и щелочно-земельных металлов путем прокачивания растворителя через слой соли, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса растворения с одновременным получением холода, в качестве растворителя используют водную суспензию гид1284590 Составитель Т. КруглТехред И. ВересТираж 565омитета СССР по деламЖ - 35, Раушская наческое предприятие, г. Уж оваКорректор В. БутягаПодписноеизобретений и открытийб., д. 4/5город, ул. Проектная, 4 ратов газа, выбранного из ряда: хлор, сероводород, фреон.2. Установка для приготовления рассолов щелочных и щелочно-земельных металлов, содержащая бак с ложным днищем и люком для загрузки соли, трубопроводы подачи воды и вывода рассола и установленный на баке рециркуляционный трубопровод, отличающаяся тем, что с целью интенсификации процесса растворения с одновреРедактор О. Бугир Заказ 7480/7 ВНИИПИ Государственного к 113035, Москва Производственно-полиграфименным получением холода, она снабжена кристаллизатором, установленным на трубопроводе ввода воды, и теплообменником, установленным на рециркуляционном трубопроводе, при этом кристаллизатор имеет трубопровод ввода гидратообразующего агента, соединенный с верхней частью бака, и трубопровод отвода водной суспензии гидратов газа, соединенный с баком под ложным днищем.