×
27.02.2013
216.012.2a64

УДАЛЕНИЕ КРЕМНИЯ ИЗ РАССОЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002476379
Дата охранного документа
27.02.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для удаления соединений кремния из водных рассолов NaCl сначала в слабом рассоле соляной кислотой устанавливают рН ниже 3. В подкисленный рассол добавляют хлорид железа (III) или другие соединения трехвалентного железа. Подготовленный рассол непрерывно вводят в перемешиваемый реактор растворения, в котором кроме рассола находится также нерастворенная соль. В реактор порциями и периодически добавляют свежую соль. Образованный концентрированный рассол вводят в перемешиваемый буферный бак. Значение рН в буферном баке удерживают от 5 до 8. Из буферного бака непрерывно отбирают поток концентрированного рассола и фильтруют, фильтрат выгружают. Устройство для удаления соединений кремния из рассола содержит реактор растворения соли, перемешивающее устройство в нем, загрузочное устройство для подачи соли в реактор, точку питания для подачи слабого рассола в реактор, точки питания для подачи соляной кислоты и хлорида железа (III) в линию подачи слабого рассола, буферный бак для концентрированного рассола, перемешивающее устройство в буферном баке, гидродинамическое соединение между реактором растворения и буферным баком, фильтр и разгрузочное устройство для фильтровального осадка, выпускной канал и транспортный механизм для доставки концентрированного рассола из буферного бака в фильтр. Изобретение позволяет повысить скорость и упростить процесс очистки рассола, предназначенного для электролиза. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу, а также к подходящему для него устройству для удаления соединений кремния из рассола, который предназначен для электролиза. Кремний может извлекаться как сопутствующий элемент вместе с каменной солью или хлоридом натрия, какой находится в соляных месторождениях, или из морской соли, обычно в виде кремниевой кислоты. В соляном растворе она находится в мономерной или аморфной форме или в виде поликремниевой кислоты, а также в виде агломератов и мешает процессу электролиза.

Согласно традиционному уровню техники, как он описан, например, в документе US 4274929 A, кремний удаляют тем, что добавляют хлорид магния и повышают значение pH. Посредством требующего очень много времени способа с мешалкой-сепаратором можно отделить осажденный кремний и удалить из рассола.

В документе US 4946565 A также рассматривается способ удаления соединений кремния из рассола. Здесь используются Fe (II) или Fe (III), которые образуют комплекс с содержащимися в рассоле примесями кремния, осаждаемый в отстойном резервуаре. Здесь также работают при щелочных значениях pH.

Похоже обстоит дело в DE 2816772 A1. Там испрашивается защита на то, чтобы химический реагент, которым может быть гидроксид натрия, карбонат натрия, гидроксид кальция, хлорид кальция, хлорид бария, карбонат бария и/или хлорид железа (II), добавлять для осаждения и отделения примесей от раствора и одновременно вводить в раствор взвесь примесей, которые присутствуют вместе с реагентом, таким образом, диоксид кремния осаждается вместе с примесями. На время осаждения оксида диоксида кремния с примесями устанавливают pH от 8 до 11.

Недостатком указанного выше способа является то, что он требует много затрат, и осаждение соответствующих силикатов должно осуществляться при щелочном значении pH, а не в кислой среде, как может вводиться в последующем процессе электролиза.

Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать быстродействующий процесс, который представляет собой упрощенный и улучшенный способ действия, базирующийся на обычном уровне техники. Следующей задачей изобретения является создать устройство, которое без больших затрат можно интегрировать в имеющиеся установки хлорного электролиза.

Изобретение решает эту задачу способом удаления соединений кремния из водных рассолов NaCl, в котором:

- сначала в слабом рассоле соляной кислотой устанавливают pH ниже 3,

- в этот подкисленный слабый рассол добавляют хлорид железа (III) или другие трехвалентные ионы железа,

- подготовленный так слабый рассол непрерывно вводят в перемешиваемый реактор растворения, в котором кроме рассола находится также нерастворенная соль,

- в реактор растворения порциями и периодически добавляется свежая соль,

- образованный концентрированный рассол вводится в перемешиваемый буферный бак,

- этот буферный бак удерживается при значении pH от 5 до 8,

- из этого буферного бака непрерывно отбирается поток концентрированного рассола и фильтруется, и

- фильтровальный осадок, который содержит добавленное железо и кремний, выгружается.

В одном варианте осуществления способа смешанный с хлоридом железа (III) слабый рассол при значении pH от 1 до 2 вводится в реактор растворения. Кроме того, реактор растворения может содержать также дополнительную точку питания для подачи хлорида железа (III) или других трехвалентных ионов железа. Например, можно сначала ввести 0,3 ч./млн ионов железа в слабый рассол, а затем дополнительно добавить еще 1 ч./млн ионов железа в реактор растворения.

В следующих воплощениях способа можно предусмотреть, чтобы реактор растворения, или буферный бак, или оба были выполнены с воздушными реактивными форсунками для перемешивания.

В следующем варианте осуществления способа можно предусмотреть, чтобы выгруженный фильтровальный осадок, который содержит добавленное железо и кремний, освобождать от рассола в фильтр-прессе, причем рассол возвращают в процесс.

Изобретение решает следующую задачу устройством для осуществления описанного способа, содержащим:

- реактор растворения для соли,

- перемешивающее устройство в реакторе растворения,

- загрузочное устройство для периодической подачи соли в реактор растворения,

- точку питания для ввода слабого рассола в реактор растворения,

- точки питания для ввода соляной кислоты и хлорида железа (III) или других трехвалентных ионов железа в линию подачи слабого рассола,

- буферный бак для концентрированного рассола,

- перемешивающее устройство в буферном баке,

- гидродинамическое соединение между реактором растворения и буферным баком,

- фильтр с выпуском для концентрированного рассола и разгрузочное устройство для фильтровального осадка,

- выпускной канал и транспортный механизм для проведения концентрированного рассола из буферного бака в фильтр.

В воплощениях способа предусматривается, чтобы реактор растворения и буферный бак образовывали единую конструкцию, которая разделяется через перепускное устройство. Эта единая конструкция реактора растворения и буферного бака предпочтительно выполнена как ванна. Подача слабого рассола в реактор растворения целесообразно вводится через линии, расположенные внизу реактора растворения, которые имеют направленные вверх отверстия в виде каналов или насадок. Благодаря этому ускоряется растворяющая способность устройства. Кроме того, воздушная реактивная форсунка или форсунка для рассола должны быть расположены и ориентированы в реакторе растворения таким образом, чтобы можно было обеспечить циркуляционный поток вокруг вертикальной оси.

Далее способ действия согласно изобретению подробнее поясняется на примерах. Фиг.1 показывает блок-схему способа с реактором растворения и буферным баком, загрузочными устройствами, а также с последующей фильтрацией концентрированного рассола.

Слабый рассол 1 с концентрацией соли 220 кг/м3 соляной кислотой 2 устанавливается на значение pH 2. Затем, в зависимости от концентрации кремния в свежей соли, в подкисленный слабый рассол добавляют в несколько ч./млн хлорида железа (III) 3. При этом важно, чтобы значение pH было достаточно низким, так как хлорид железа (III) является стабильным лишь при pH ниже 4. Если поставляемый слабый рассол уже имеет pH ниже 4, то дальнейшее подкисление можно осуществлять также добавлением хлорида железа (III).

Подкисленный и снабженный хлоридом железа (III) слабый рассол вводится в реактор растворения 4, в котором обычно всегда находится осадок нерастворенной соли. Через промежутки примерно 20 минут в реактор растворения 4 устройством подачи 5, которое может представлять собой ковшовый погрузчик, засыпают порцию свежей соли. При этом важно, чтобы эта подача происходила в течение короткого времени, то есть, например, однократно полный ковш.

В этой свежей соли наряду с хлоридом натрия как главной составляющей находятся также типичные примеси, например уже упомянутый кремний, а также соединения магния и карбонат натрия, а также гидроксид натрия, который действует как сильное основание. Вследствие этого в пределах нескольких минут времени после добавления свежей соли значение pH слабого рассола в реакторе растворения 4 быстро изменяется в процессе растворения с 2 до 11, после чего за несколько следующих минут оно снова опускается до первоначального значения pH 2.

Как только будет достигнуто значение pH 4, хлорид железа (III) начнет разлагаться и будет реагировать с образованием гидроксида железа, который выпадает из раствора. Чисто визуально это изменение растворенного, зеленоватого и прозрачного хлорида железа (III) в гидроксид железа дает себя знать тем, что рассол слегка окрашивается в коричневый цвет. Выпавший в осадок гидроксид железа связывает на себе кремниевую кислоту и прочие соединения кремния. При этом предполагается, что это может быть процесс адсорбции, однако изобретение не связывает себя верностью этого предположения.

Из-за реакции осаждения гидроксида железа важно, чтобы добавление соли происходило быстро, так как смешанный с хлоридом железа (III) слабый рассол имеет мало времени, чтобы равномерно распределиться в реакторе растворения 4, и только если равномерное распределение было достигнуто, можно принять имеющийся кремний во всем объеме реактора растворения 4. По этой причине может также иметь смысл облегчить быстрое распределение поступающего слабого рассола эффективной смесительной системой.

Из реактора растворения 4 концентрированный рассол течет при содержании соли примерно 300 кг/м3 через перепускное устройство 6 в буферный бак 7, размеры которого рассчитаны так, чтобы с надежностью избежать значений pH, при которых гидроксид железа снова мог бы прореагировать до хлорида железа (III). На практике оправдала себя область pH от 5 до 8, выше значения pH 9 наблюдалось, что осажденный совместно кремний снова переходит в раствор. Буферный бак 7 также должен перемешиваться, так как в некоторые периоды времени процесса растворения концентрированный рассол перетекает из реактора растворения 4 в буферный бак 7 при значении pH ниже 4. На этих временных интервалах в буферном баке 7 имеет место реакция осаждения железа и одновременное связывание кремния, и равновесное распределение по объему должно обеспечиваться также и в буферном баке 7.

Из буферного бака 7 концентрированный рассол 9 отбирается с помощью насоса 8 для рассола и фильтруется на фильтре 10. Фильтровальный осадок 11 состоит преимущественно из гидроксида железа и кремниевой кислоты. Этот фильтровальный осадок 11 можно отжать в фильтр-прессе (не показан) и регенерированный там концентрированный рассол можно вернуть в буферный бак. Очищенный концентрированный рассол 12 по существу не содержит соединений железа и кремния и может, при необходимости после дополнительных этапов обработки, использоваться для хлорного (NaCl) электролиза.

Далее конструкция устройства согласно изобретению поясняется посредством фиг. 2, которая показывает реактор растворения и буферный бак с оснащением. Реактор растворения 4 и буферный бак 7 объединены в одной ванне, которая разделяет оба резервуара перепускным устройством 6. Ванна открыта сверху.

Для слабого рассола 1 предусматривается подводящая линия, к которой также присоединены подачи для соляной кислоты 2 и хлорида железа (III), которые ведут в находящийся прямо на дне реактора растворения или сразу над ним распределитель 15 слабого рассола. Распределитель 15 слабого рассола состоит из закрытой на одном конце трубы, в которой сделаны отверстия 16. Отверстия 16 идут вертикально вверх, но могут быть ориентированы и так, чтобы они поддерживали циркуляционное течение в реакторе растворения 4. Реактор растворения 4 в качестве перемешивающего устройства содержит воздушную реактивную струю или струю с рассолом 13, которая соединена с воздуходувкой или другим устройством повышения давления и располагает насадкой, из которой воздух может выходить с высокой скоростью ниже поверхности жидкости. Буферный бак 7 также имеет в распоряжении такую воздушную струю или струю рассола 14. Кроме того, он содержит отвод 17 для концентрированного рассола, который соединен с насосом 8 для рассола, подающим концентрированный рассол 9 к фильтру 10, который содержит выпуск для очищенного концентрированного рассола 12 и выпуск для фильтровального осадка 11.

Список позиций для ссылок

1 слабый рассол

2 соляная кислота

3 хлорид железа (III)

4 реактор растворения

5 устройство подачи

6 перепускное устройство

7 буферный бак

8 насос для рассола

9 концентрированный рассол

10 фильтр

11 фильтровальный осадок

12 очищенный концентрированный рассол

13 струйное перемешивающее устройство реактора растворения

14 струйное перемешивающее устройство буферного бака

15 распределитель слабого рассола

16 отверстия

17 отвод концентрированного рассола


УДАЛЕНИЕ КРЕМНИЯ ИЗ РАССОЛА
УДАЛЕНИЕ КРЕМНИЯ ИЗ РАССОЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 32.
10.02.2013
№216.012.2307

Устройство и способ для каталитических газофазных реакций, а также их применение

Изобретение относится к способу проведения каталитических экзотермических газофазных реакций и реактору для его осуществления. Реактор включает, если смотреть в направлении потока сырьевого газа, входную зону (1), реакционную зону (2), содержащую по меньшей мере один катализатор (4), и зону...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474469
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.03.2013
№216.012.2dd6

Регенерация катализаторов дегидрирования алканов

Изобретение относится к способу дегидрирования алканов, по которому смесь, содержащую углеводороды, в частности алканы, которая может содержать водяной пар, подают непрерывно через слой катализатора при обычных условиях дегидрирования. Сразу вслед за многочасовой стадией дегидрирования идет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477265
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.04.2013
№216.012.32e1

Уплотнение no-компрессора и расширителя остаточного газа в установке для получения азотной кислоты

Изобретение относится к способу, а также к соответствующему устройству для уплотнения NO-компрессора и расширителя остаточного газа с помощью остаточного газа в установке для получения азотной кислоты по технологии двойного давления. Установка включает ступень (1) низкого давления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478568
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.05.2013
№216.012.40cb

Стационарное исполнительное устройство для управления стационарными дверями коксовой печи

Изобретение относится к устройству и способу для вертикального открывания и закрывания стационарных дверей горизонтальных камер коксовых печей. Устройство содержит трос или цепь (4) или тяговое устройство, которые открывают и закрывают двери (2) коксовой печи, направляющие ролики (5),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482157
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.07.2013
№216.012.53d9

Устройство для выгрузки твердого вещества из резервуара

Изобретение относится к устройствам для выгрузки, прежде всего очень мелкозернистого твердого вещества или смеси твердого вещества, из резервуара с разгрузочной воронкой в направлении силы тяжести под основной частью резервуара. Устройство содержит разгрузочную воронку (2), одна часть (3)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487068
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.10.2013
№216.012.7627

Устройство для выталкивания кокса с низким теплообменом из камеры коксовой печи

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для выталкивания коксового пирога из камеры коксовой печи. Устройство содержит штангу коксовыталкивателя, имеющую смонтированную со стороны печи головку, окруженную смонтированными на ней направленными назад защитными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495907
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.762c

Реактор газификации и способ газификации в потоке

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Получение синтез-газа газификацией жидкого или тонкоизмельченного твердого топлива кислородсодержащими газообразными агентами газификации происходит под давлением от 0,3 до 8 МПа в диапазоне температур от 1200 до 2000°C в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495912
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.78ad

Очистка горячего газа

В заявке описаны способ и установки для обработки горячего неочищенного газа, генерируемого установкой газификации во взвешенном потоке. В установке последовательно по направлению потока горячего газа за газификатором подключено обессеривание, за ним подключено отделение твердых веществ, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496555
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.11.2013
№216.012.824d

Способ и устройство для обработки потоков текучей среды, полученных во время сгорания

Изобретение относится к способу и устройству для обработки потоков текучей среды, получаемых при газификации топлива. Способ включает понижение давления в выведенной из смесительного резервуара суспензии по меньшей мере на одной последующей стадии при испарении по меньшей мере части воды и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499033
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.02.2014
№216.012.a234

Шлаковый желоб в горелках для защиты от осаждающегося шлака

Изобретение относится к газификации зольных мелкодисперсных видов топлива внутри газификатора. Устройство содержит шлаковый желоб, расположенный внутри газификатора, образованный несколькими промываемыми охлаждающей средой трубными коленами, которые в монтажном положении образуют направленную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507239
Дата охранного документа: 20.02.2014
Показаны записи 1-10 из 18.
10.02.2013
№216.012.2307

Устройство и способ для каталитических газофазных реакций, а также их применение

Изобретение относится к способу проведения каталитических экзотермических газофазных реакций и реактору для его осуществления. Реактор включает, если смотреть в направлении потока сырьевого газа, входную зону (1), реакционную зону (2), содержащую по меньшей мере один катализатор (4), и зону...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474469
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.03.2013
№216.012.2dd6

Регенерация катализаторов дегидрирования алканов

Изобретение относится к способу дегидрирования алканов, по которому смесь, содержащую углеводороды, в частности алканы, которая может содержать водяной пар, подают непрерывно через слой катализатора при обычных условиях дегидрирования. Сразу вслед за многочасовой стадией дегидрирования идет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477265
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.04.2013
№216.012.32e1

Уплотнение no-компрессора и расширителя остаточного газа в установке для получения азотной кислоты

Изобретение относится к способу, а также к соответствующему устройству для уплотнения NO-компрессора и расширителя остаточного газа с помощью остаточного газа в установке для получения азотной кислоты по технологии двойного давления. Установка включает ступень (1) низкого давления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478568
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.05.2013
№216.012.40cb

Стационарное исполнительное устройство для управления стационарными дверями коксовой печи

Изобретение относится к устройству и способу для вертикального открывания и закрывания стационарных дверей горизонтальных камер коксовых печей. Устройство содержит трос или цепь (4) или тяговое устройство, которые открывают и закрывают двери (2) коксовой печи, направляющие ролики (5),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482157
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.07.2013
№216.012.53d9

Устройство для выгрузки твердого вещества из резервуара

Изобретение относится к устройствам для выгрузки, прежде всего очень мелкозернистого твердого вещества или смеси твердого вещества, из резервуара с разгрузочной воронкой в направлении силы тяжести под основной частью резервуара. Устройство содержит разгрузочную воронку (2), одна часть (3)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487068
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.10.2013
№216.012.7627

Устройство для выталкивания кокса с низким теплообменом из камеры коксовой печи

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для выталкивания коксового пирога из камеры коксовой печи. Устройство содержит штангу коксовыталкивателя, имеющую смонтированную со стороны печи головку, окруженную смонтированными на ней направленными назад защитными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495907
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.762c

Реактор газификации и способ газификации в потоке

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Получение синтез-газа газификацией жидкого или тонкоизмельченного твердого топлива кислородсодержащими газообразными агентами газификации происходит под давлением от 0,3 до 8 МПа в диапазоне температур от 1200 до 2000°C в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495912
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.78ad

Очистка горячего газа

В заявке описаны способ и установки для обработки горячего неочищенного газа, генерируемого установкой газификации во взвешенном потоке. В установке последовательно по направлению потока горячего газа за газификатором подключено обессеривание, за ним подключено отделение твердых веществ, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496555
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.11.2013
№216.012.824d

Способ и устройство для обработки потоков текучей среды, полученных во время сгорания

Изобретение относится к способу и устройству для обработки потоков текучей среды, получаемых при газификации топлива. Способ включает понижение давления в выведенной из смесительного резервуара суспензии по меньшей мере на одной последующей стадии при испарении по меньшей мере части воды и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499033
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.891f

Устройство для подачи воздуха для сжигания или газа, влияющее на коксование каменного угля, в верхнюю зону печей

Изобретение относится к устройству для подачи воздуха в батарею коксовых печей. Заявлено устройство для подачи воздуха для сжигания газа коксовой печи в камеру коксования коксовой печи «без утилизации теплоты» или «с утилизацией теплоты», при этом коксовая печь в верхней части снабжена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500785
Дата охранного документа: 10.12.2013
+ добавить свой РИД