Спосіб спільного одержання продукту, що містить оксид сірки, та добрива
Формула / Реферат
1. Спосіб спільного одержання продукту, що містить оксид сірки, й добрива, вибраного із групи, що містить нітрат амонію, фосфати амонію і їх комбінації, шляхом непрямої нейтралізації аміаку кислотою, вибраною із групи, що містить азотну кислоту, фосфорну кислоту та їх комбінації, який включає: а) контактування осаду, що містить сульфіт кальцію, з розчином азотної кислоти і розчином аміаку у двох окремих стадіях, з одержанням зазначеного добрива, зазначеного продукту, що містить оксид сірки, і осаду, що містить гідроксид кальцію, у якому зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, одержують або при контактуванні димового газу, що містить оксид сірки і діоксид вуглецю і що одержують при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з основним потоком, що містить сполуку, вибрану з групи, що включає СаО, Са(ОН)2, СаСО3, цемент та їх комбінацію, при цьому одержують сульфіт кальцію, а газ, який виділяють, має знижений вміст SO2, або шляхом: і) контактування димового газу, що містить оксид сірки і діоксид вуглецю і який одержують при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з першим основним потоком, що містить сполуку, вибрану з групи, що включає NaOH, КОН, NaHCO3 або їх комбінацію, при цьому одержують сульфіт, а газ, який виділяють, має знижений вміст SO2, іі) контактування зазначеного сульфіту, одержаного на стадії і), із другим основним потоком, вибраним з групи, що містить СаО, Са(ОН)2, СаСО3, цемент або їх комбінацію, з одержанням сульфіту кальцію та зазначеної першої основи, вибраної з групи, що містить NaOH, КОН, NaHCO3 або їх комбінацію, ііі) повернення зазначеної першої основи, яку одержують на стадії іі), назад на стадію і), і б) розділення принаймні частини зазначеного добрива, зазначеного оксиду сірки і зазначеного гідроксиду кальцію на три окремих потоки.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, одержують при контактуванні димового газу, що містить оксид сірки і діоксид вуглецю, який одержують при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з основним потоком, що містить сполуку, вибрану із групи, що включає СаО, Са(ОН)2, СаСО3, цемент і їх комбінацію, при цьому одержують сульфіт кальцію, а газ, який виділяють, має знижений вміст SO2.
3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що зазначений основний потік містить сполуку, вибрану із групи, що включає NaOH, КОН, NaHCO3 або їх комбінацію.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, одержують шляхом і) контактування димового газу, що містить оксид сірки і діоксид вуглецю, який одержують при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з першим основним потоком, що містить сполуку, вибрану із групи, що містить NaOH, КОН, NaHCO3 або їх комбінацію, при цьому одержують сульфіт, а газ, який виділяють, має знижений вміст SO2, іі) контактування зазначеного сульфіту, який одержують на стадії і), із другим основним потоком, вибраним із групи, що містить СаО, Са(ОН)2, СаСО3, цемент або їх комбінацію, з одержанням сульфіту кальцію та зазначеної першої основи, вибраної із групи, що містить NaOH, КОН, NaHCO3 або їх комбінацію, ііі) повернення зазначеної першої основи, яку одержують на стадії іі), назад на стадію і).
5. Спосіб за будь-яким із пп. 2 або 4, який відрізняється тим, що зазначений основний потік, що містить гідроксид кальцію, одержують на стадії а).
6. Спосіб за будь-яким із пп. 2 або 4, який відрізняється тим, що зазначений основний потік додатково містить сполуку, вибрану із групи, що включає воду й морську воду.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначене добриво додатково містить сульфат амонію.
8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контакт зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію, спочатку здійснюють з розчином азотної кислоти з одержанням зазначеного оксиду сірки і розчину нітрату кальцію, відповідно до чого контакт зазначеного розчину нітрату кальцію здійснюють потім з розчином аміаку з одержанням зазначеного добрива - продукту, що містить нітрат амонію, і осаду, що містить гідроксид кальцію.
9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контакт зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію, спочатку здійснюють з розчином аміаку з одержанням зазначеного осаду, що містить гідроксид кальцію, і розчином сульфіту амонію, потім контакт зазначеного сульфіту амонію здійснюють з азотною кислотою з одержанням зазначеного оксиду сірки і добрива - продукту, що містить нітрат амонію.
10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контакт зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію, спочатку здійснюють з розчином аміаку з одержанням зазначеного осаду, що містить гідроксид кальцію, і розчином сульфіту амонію, потім контакт зазначеного сульфіту амонію здійснюють зі сполукою, вибраною із групи, що включає фосфорну кислоту, фосфат амонію і їх комбінацію, з одержанням зазначеного оксиду сірки і добрива, що містить фосфат амонію.
11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, містить карбонат кальцію.
12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що зазначений розчин азотної кислоти додають двома порціями до зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію і карбонат кальцію, першу порцію для заміщення карбонат-іону, а другу порцію для заміщення сульфіт-іону, у такий спосіб одержують два окремих потоки зазначеного оксиду сірки та діоксиду вуглецю.
Текст
1. Спосіб спільного одержання продукту, що містить оксид сірки, й добрива, вибраного із групи, що містить нітрат амонію, фосфати амонію і їх комбінації, шляхом непрямої нейтралізації аміаку кислотою, вибраною із групи, що містить азотну кислоту, фосфорну кислоту та їх комбінації, який включає: а) контактування осаду, що містить сульфіт кальцію, з розчином азотної кислоти і розчином аміаку у двох окремих стадіях, з одержанням зазначеного добрива, зазначеного продукту, що містить оксид сірки, і осаду, що містить гідроксид кальцію, у якому зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, одержують або при контактуванні димового газу, що містить оксид сірки і діоксид вуглецю і що одержують при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з основним потоком, що містить сполуку, вибрану з групи, що включає СаО, Са(ОН)2, СаСО3, цемент та їх комбінацію, при цьому одержують сульфіт кальцію, а газ, який виділяють, має знижений вміст SO2, або шляхом: і) контактування димового газу, що містить оксид сірки і діоксид вуглецю і який одержують при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з першим основним потоком, що містить сполуку, вибрану з групи, що включає NaOH, КОН, NaHCO3 або їх комбінацію, при цьому одержують сульфіт, а газ, який виділяють, має знижений вміст SO2, іі) контактування зазначеного сульфіту, одержаного на стадії і), із 2 (19) 1 3 96587 4 шої основи, яку одержують на стадії іі), назад на стадію і). 5. Спосіб за будь-яким із пп. 2 або 4, який відрізняється тим, що зазначений основний потік, що містить гідроксид кальцію, одержують на стадії а). 6. Спосіб за будь-яким із пп. 2 або 4, який відрізняється тим, що зазначений основний потік додатково містить сполуку, вибрану із групи, що включає воду й морську воду. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначене добриво додатково містить сульфат амонію. 8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контакт зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію, спочатку здійснюють з розчином азотної кислоти з одержанням зазначеного оксиду сірки і розчину нітрату кальцію, відповідно до чого контакт зазначеного розчину нітрату кальцію здійснюють потім з розчином аміаку з одержанням зазначеного добрива - продукту, що містить нітрат амонію, і осаду, що містить гідроксид кальцію. 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контакт зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію, спочатку здійснюють з розчином аміаку з одержанням зазначеного осаду, що містить гідроксид кальцію, і розчином сульфіту амонію, потім контакт зазначеного сульфіту амонію здійснюють з азотною кислотою з одержанням зазначеного оксиду сірки і добрива - продукту, що містить нітрат амонію. 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контакт зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію, спочатку здійснюють з розчином аміаку з одержанням зазначеного осаду, що містить гідроксид кальцію, і розчином сульфіту амонію, потім контакт зазначеного сульфіту амонію здійснюють зі сполукою, вибраною із групи, що включає фосфорну кислоту, фосфат амонію і їх комбінацію, з одержанням зазначеного оксиду сірки і добрива, що містить фосфат амонію. 11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, містить карбонат кальцію. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що зазначений розчин азотної кислоти додають двома порціями до зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію і карбонат кальцію, першу порцію для заміщення карбонат-іону, а другу порцію для заміщення сульфіт-іону, у такий спосіб одержують два окремих потоки зазначеного оксиду сірки та діоксиду вуглецю. Дійсний винахід стосується способу спільного одержання (1) продукту, що містить оксид сірки, та (2) добрива, вибраного із групи, що включає нітрат амонію, фосфати амонію та їх комбінацію, шляхом непрямої нейтралізації аміаку кислотою, вибраною із групи, що включає азотну кислоту, фосфорну кисло і у і їх комбінацію; зазначений спосіб включає: контактування осаду, що містить сульфіт кальцію, з розчином азотної кислоти й розчином аміаку у двох окремих сіадіях, з утворенням зазначеного добрива, зазначеного продукту, що містить оксид сірки, та осаду, що містить гідроксид кальцію; і розділення принаймні часіини зазначеного добрива, зазначеного оксиду сірки й зазначеної о гідроксиду кальцію на три окремих потоки. Спалювання викопного палива застосовують у промислових процесах для здійснення різних цілей. На жаль, при спалюванні викопного палива утворюються кілька забруднювачів, які, як було знайдено, шкідливі для навколишнього середовища. Зокрема, сполуки сірки й оксиди азоту є головними компонентами кислотних дощів. Оскільки шкідливий вплив сполук SOx і NOx загальновизнано, розроблені різні процеси очищення газів, що утворюються при спалюванні викопних палив, з метою видалення цих компонентів перед випуском димових газів в атмосферу, оскільки спалювання викопного палива приводить до виділення багатьох мільйонів тонн SO2 щорічно. Відповідно до Протоколу Осло, мокре очищення з використанням вапна/вапняку (МОВ) є основою до 85 % усіх установок десульфування димового газу (ДДГ). В 1995 році сектор ДДГ спожив 15% усіх продажів вапна в США, переважно для процесу МОВ. У процесі МОВ кислий газоподібний SO2. що міститься в димовому газі, адсорбується рециркулюючою водною суспензією попередньо обробленого вапняку з утворенням гіпсу, з наступною нейтралізацією реакції з СаСО3. Продукти реакції далі реагують із повітрям з утворенням переважно дигідрату сульфату кальцію. Продуктивність відносно видалення SO2 залежить від вихідної концентрації SO2 у газі, відносній швидкості потоку суспензії та її рН. Інший важливий процес видалення SO2 здійснюють шляхом нейтралізації розчином NaOH. Каустична сода є сильною основою й дуже добре розчиняється у водяному розчині, у такий спосіб досягається високий рН і висока адсорбційна ємність. Однак вартість NaOH приблизно в десять разів вище, ніж вапна/вапняку. У патенті US 6 447 437 описаний спосіб зменшення забруднення повітря, викликаного SO2, шляхом його абсорбції аміаком з одержанням сульфіту/сульфату амонію, за якої йде стадія аніонообмінної реакції, у якій сульфіт/сульфат аніони заміняють на аніони нітрату або фосфату з одержанням сполуки сірки й добрива високої цінності, нітратів або фосфатів амонію. Добрива застосовують в об'ємах, що становлять мільйони тонн у рік. їх застосовують на всій земній кулі цілорічно. Деякі із зазначених добрив являють собою солі, отримані при прямої нейтралізації кислоти й основи. Основним прикладом є нітрат амонію, що звичайно утворюється за реакцією аміаку з азотною кислотою, і фосфати амонію, які одержують за реакцією фосфорної кислоти й аміаку. У цих прямих реакціях виділяється також 5 енергія реакції нейтралізації. Число застосувань енергії, що виділяється при нейтралізації, обмежено. Отже, одержання добрива як побічний продукт високої цінності в процесі видалення SO2 має значні переваги. Як було сказано вище, у патенті US 6 447 437 пропонується одержувати добриво шляхом непрямої нейтралізації аміаку азотною або фосфорною кислотою шляхом об'єднання цього процесу з абсорбцією SO2 з димового газу. Однак застосування аміаку як нейтралізуючої основи в цих системах на практиці важке. Димові гази виділяються при високих температурах, що становлять приблизно 200-400°, у той час, як температура кипіння аміаку становить -33°, а солі амонію схильні до розкладання при високих температурах. До того ж аміак має неприємний захід, він подразнює всі відділи дихальної системи і є винятково сильним подразником для очей. Основний недолік цього процесу полягає в тому, що спільне одержання двох основних продуктів, які зовсім різні, звичайно небажано, особливо на підприємствах, що використають спалювання нафти й вугілля для електростанцій. Ці станції не відрізняються застосуванням високих технологій, необхідних для одержання продуктів тонкого хімічного синтезу. Виробництво добрив вимагає певних особливостей, які не властиві електростанціям. Отже, як і раніше, існує більша потреба в розробці процесу десульфування, що відрізняється ефективною абсорбцією SO2 з димових газів і легкістю застосування навіть при високих температурах. До того ж, цей спосіб повинен давати можливість повторного використання або продажу всіх побічних продуктів, з метою запобігання викидів забруднювачів у навколишнє середовище. Тому дійсний винахід служить для об'єднання двох процесів: (1) процесу зниження забруднення повітря, викликаного SO2, шляхом застосування звичайного процесу десульфування, такого, наприклад, як мокре очищення з використанням вапна/вапняку або мокре очищення з використанням NaOH; і (2) процесу спільного одержання з побічного продукту зазначеного першого процесу, (а) добрива, що містить нітрат амонію або фосфат амонію; і (б) продукту, що містить оксид сірки. Додатковою метою дійсного винаходу є застосування рушійної сили, що пов'язана з одержанням добрива, причому зазначене добриво доступно в більших кількостях, у багатьох місцях і протягом усього року, для одержання сполук сірки з газів, що містять оксид сірки. Маючи на увазі досягнення в даній галузі техніки, у дійсному описі запропонований спосіб спільного одержання (1) добрива, що містить нітрат амонію або фосфат амонію, і (2) що містить оксид сірки продукту, що включає: а) контактування осаду, що містить сульфіт кальцію, з розчином аміаку й розчином, що містить сполуку, вибрану із групи, що включає азотну кислоту, фосфорну кислоту й фосфат амонію, а також їх комбінації, у двох окремих стадіях, з утворенням добрива, зазначеного продукту, що містить оксид сірки, й осаду, що містить гідроксид кальцію, і 96587 6 б) розділення принаймні частини зазначеного добрива, зазначеного оксиду сірки й зазначеного гідроксиду кальцію на три окремих потоки. Під вираженням сульфіт кальцію в дійсному описі розуміють CaHSO3, CaSO3 та їх комбінацію. Під вираженням оксид сірки в дійсному описі розуміють SO2 і H2SO3. Відповідно до особливо кращого варіанту винаходу зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, утворюється при контактуванні димового газу, що містить оксид сірки, що утворюється при спалюванні вуглеводнів, що містять сірку і діоксид вуглецю, з основним потоком, що містить сполуку, вибрану із групи, що включає СаО, Са(ОН)2, СаСО3, цемент і комбінацію перерахованого, при цьому утворюється сульфіт кальцію, а газ, що утворюється, має знижений зміст SO2. Вказаний димовий газ, що містить оксид сірки, може утворюватися в різних промислових процесах, що включають спалювання сірковмісних вуглеводнів але особливий інтерес представляє одержання димового газу при спалюванні нафти й вугілля. Особливо високий інтерес представляють такі виробництва, у яких застосовують палива з високим змістом сірки. Зазначений газ контактує з основним потоком, що реагує із зазначеним оксидом сірки в кислотно-основній реакції з утворенням сульфіту кальцію. В одному із кращих варіантів зазначений основний потік, що містить сполуку, вибрану із групи, що включає СаО, Са(ОН)2, СаСО3, цемент і комбінацію перерахованого, містить додатково іншу сполуку, вибрану із групи, що включає NaOH, KOH, NaHCO3 або їх комбінацію. Відповідно до іншого особливо кращого варіанту дійсного винаходу, зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, утворюється наступним шляхом: а) контактування димового газу, що містить оксид сірки, отриманого при спалюванні сірковмісних вуглеводнів і що містять діоксид вуглецю, з основним потоком, що містить сполуку, вибрану із групи, що включає NaOH, KOH, NaHCO3 або їх комбінацію, у якому утворюється сульфіт і газ, що виходить, має знижений зміст SO2. б) контактування зазначеного сульфіту зі стадії (а) з іншим основним потоком, вибраним із групи, що включає СаО, Са(ОН)2, СаСО3, з утворенням сульфіту кальцію й основи, вибраного із групи, що включає NaOH, KOH, NaHCO3 або їх комбінацію; в) повернення зазначеної основи, що утворюється на стадії (б), назад на стадію (а). Відповідно до іншого особливо кращих варіантів, зазначений основний потік містить зазначений осад, що містить гідроксид кальцію, що утворився як зазначено вище, на стадії (а), що використають повторно. Відповідно до особливо кращого варіанту, зазначений основний потік містить сполуку, вибрану із групи, що включає воду й морську воду. У цьому кращому варіанті морська вода має два призначення: вона служить середовищем для доданої основи (наприклад, СаО, Са(ОН)2, СаСО3, NaOH, KOH, NaHCO3); морська вода також дає можливість відновити необхідну кількість доданої основи 7 завдяки своїй буферній ємності. Можливість застосування морської води винятково важлива для здійснення абсорбції SO2 з димових газів на кораблях. У цих ситуаціях морська вода легко доступна, крім того, скид використаної морської води назад у море в більшості випадків не суперечить закону. Відповідно до іншого кращого варіанту, при спалюванні сірковмісних вуглеводнів і при здійсненні стадій абсорбції SO2 продукт, що виходить та містить оксид сірки, можна піддати окислюванню, з одержанням добрива, що містить сульфат амонію. Особливо кращим є такий кращий варіант, у якому зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, контактує спочатку з розчином азотної кислоти з одержанням зазначеного оксиду сірки й розчину нітрату кальцію, відповідно до чого зазначений розчин нітрату кальцію контактує потім з розчином аміаку з одержанням зазначеного продукту, що містить добриво, й осаду, що містить гідроксид кальцію. В іншому особливо кращому варіанті зазначений осад, що містить сульфії кальцію, контактує спочатку з розчином аміаку з одержанням зазначеного осаду, що містить гідроксид кальцію й розчину сульфіту амонію, відповідно до чого зазначений сульфіт амонію потім контактує з азотною кислотою з одержанням зазначеного оксиду сірки й зазначеного добрива. У цьому випадку, відповідно до одного із кращих варіантів, зазначений сульфіт амонію контактує зі сполукою, вибраною з групи, що включає фосфорну кислоту, фосфат амонію і їх комбінацію (замість азотної кислоти) з утворенням зазначеного оксиду сірки й добрива, що містить фосфат амонію. Як згадувалося вище, зазначений димовий газ, що містить оксид сірки, може утворюватися в різних промислових процесах, що включають спалювання вуглеводнів, що містять сірку. Ці димові гази містять значні кількості СО2, у деяких випадках більше 20%. СО2 реагує з доданою основою (основним потоком), тому, відповідно до особливо кращого варіанта, зазначена осад, що містить сульфіт кальцію, додатково містить карбонат кальцію. Відповідно до одного із кращих варіантів, розчин азотної кислоти додають двома порціями до зазначеного осаду, що містить сульфіт кальцію й карбонат кальцію, перша порція служить для заміщення карбонат-іона, а друга для заміщення сульфіт-іона, у такий спосіб утворюються чотири потоки, які виходять на стадії (б), згаданій вище: потік добрива, потік оксиду сірки, потік гідроксиду кальцію й потік СО2. У цілому дійсний винахід складається в об'єднанні двох процесів у комбінацію, що не очевидна на підставі сучасного стану в даній галузі техніки: (а) застосування звичайного процесу десульфування, такого, як мокре очищення з використанням вапна/вапняку або мокре очищення за допомогою NaOH, для зниження забруднення повітря, викликаного SO2, і (б) застосування солей, що утворюються як побічні продукти першого процесу для спільного 96587 8 одержання (1) добрива, що містить нітрат амонію або фосфат амонію, і (2) продукту, що містить оксид сірки. Дійсний винахід поєднує ці два процеси. Поперше, у винаході застосовується спосіб, який відрізняється ефективною абсорбцією SO2 з димових газів, що відомий і широко використається, спосіб його здійснення простий і легкий, навіть при високих температурах. По-друге, у ньому застосовується спосіб одержання добрива, що дозволяє здійснити повторне використання всіх продуктів і побічних продуктів шляхом їх рециркуляції або продажу, і в такий спосіб дозволяє уникнути викиду забруднень назад у навколишнє середовище. Об'єднання цих двох процесів у дійсному винаході можна здійснити завдяки конкретним реакціям іонного обміну, які відрізняються необхідною селективністю відносно іонного обміну й селективним протіканням розділення. Ці конкретні реакції іонного обміну дають можливість заміщення аніона й катіона в солях, що утворяться при десульфуванні, при цьому утворюється необхідне добриво. При селективному розділенні протікають процеси розділення продуктів, що утворюються, так, що (а) додану основу (основи) можна повернути в процес десульфування, і (б) можна одержати два роздільних очищених потоки - добрива й оксиду сірки, що утворюється. Таке об'єднання процесів не очевидно й можливо не у всіх вибраних системах. Дійсно, воно можливо тільки для деяких конкретних процесів. Можна привести простий приклад зворотного випадку. Може знадобитися з'єднати реакцію десульфування за допомогою NaOH безпосередньо з одержанням нітрату амонію. Для здійснення потрібно, щоб Na2SO3, що утворюється при десульфуванні за допомогою NaOH, прореагував спочатку з аміаком для заміщення катіона Na. Однак при додаванні аміаку утворюється сульфіт амонію, а він добре розчинний у водяних розчинах, наприклад, NaOH, і утворюється змішаний розчин. Тому відділення доданої основи NaOH нездійсненно, і, отже, на практиці неможливо повернути його назад у реакцію десульфування. До того ж неможливо здійснити розділення двох очищених потоків - добрива й оксиду сірки. Це тільки один приклад, що підкреслює, що вибрана комбінація повинна відрізнятися необхідною селективністю в реакціях іонного обміну й можливістю селективного розділення, які описані вперше відповідно до дійсного винаходу. Дійсний винахід пропонує кілька процесів, які пов'язані з цими жорсткими обмеженнями. Хоча винахід буде описаний у зв'язку з певними особливо кращими варіантами в наведених нижче прикладах і з посиланнями на супровідний опис креслення, для того, щоб можна було б повністю зрозуміти й оцінити аспекти винаходу, автори не мають наміру обмежувати винахід даними конкретними прикладами. Навпроти, передбачається, що винахід включає всі альтернативні варіанти, модифікації й еквіваленти, які можна включити в сферу даного винаходу, як воно описано у формулі винаходу. Таким чином, наведені нижче приклади, які включають особливо кращі варіанти, 9 служать тільки для ілюстрації дії винаходу; потрібно розуміти, що наведені часткові випадки наведені тільки для прикладу й для цілей ілюстративного обговорення особливо кращих варіантів дійсного винаходу, вони представлені для забезпечення того, що, як думають автори, є найбільш корисним і легким для розуміння описом методик готування, принципів і концептуальних аспектів винаходу. На фіг. 1-6 представлені блок-схеми кращих варіантів дійсного винаходу. На фіг. 1 показаний двостадійний процес. На стадії (а) осад, що містить сульфіт кальцію, контактує з розчином азотної кислоти. Азотна кислота є більше сильною кислотою, ніж H2SO3, тому протікає селективна реакція аніонного обміну з утворенням Ca(NO3)2 і виділенням H2SO3, що розкладається на воду й SO2, що виділяється в газову фазу. Оскільки розчинність Ca(NO3)2 у водяному розчині висока, він самостійно відділяється від реагенту, яким є зазначений осад, що містить сульфіт кальцію. На цій стадії розділяються газовий потік SO2 і водяний розчин Ca(NO3)2. На стадії (б) розчин Ca(NO3)2 контактує з аміаком з утворенням Са(ОН)2 і нітрату амонію. Са(ОН)2 осаджується, тому його легко відокремити від розчину добрива, оскільки його розчинність у водяному розчині дуже низька. Обмежена розчинність вапна або виділення енергії при кристалізації забезпечує рушійну силу для цієї стадії. На фіг. 2 представлений двостадійний процес. На стадії (а) осад, що містить сульфіт кальцію, контактує з розчином аміаку з утворенням сульфіту амонію й SO2 у газовій фазі. Молярне відношення кальцію (двовалентного) і амонію (одновалентного) більше 2,4. Оскільки аміак — більш слабка основа, ніж Са(ОН)2, повний обмін катіонів може відбутися тільки при надлишку аміаку. На стадії (б) суміш розчину сульфіту амонію й аміаку контактує з розчином реагенту, вибраного із групи, що включає азотну кислоту, фосфорну кислоту, фосфат амонію і їх суміш. При реакції утворюється зазначене добриво й концентрований потік газоподібного SO2. Якщо для простоти ми представимо сульфітмісткий продукт, що утворюється на стадії (а), як бісульфіт амонію, деякі з реакцій, що відбуваються на цій стадії, можна представити в наступному вигляді: (1) 2NH4HSO3 + Н3РО4 → (NH4)2HPO4+2SO2+2Н2О; (2) NH4HSO3 + HNO3 → NH4NO3+SO2+H2O; і (3) NH4HSO3 + (NH4H2PO4 → (NH4)2HPO4+SO2+H2O. (Хоча хімізм процесу може бути набагато більш складним, чим показане в цих рівняннях). На фіг. 3 представлений тристадійний процес. На першій стадії зазначений осад, що містить сульфіт кальцію (згаданий в описі стадії (а) на фіг. 1), утворюється при контактуванні основного потоку, що містить сполуку, вибрану із групи, що включає СаО. Са(ОН)2, СаСО3, цемент і їх комбінацію, з димовим газом, що містить оксид сірки й діоксид вуглецю, що утворюється при спалюванні сірковмісних вуглеводнів, у якій утворюється сульфіт кальцію, а газ, що виходить, має знижений зміст 96587 10 SO2. Цей потік сульфіту кальцію подається на стадію (б), що ідентична стадії (а) процесу, представленого на фіг. 1, що описаний вище; а наступна стадія, стадія (в) на фіг. 3, ідентична стадії (б) процесу, представленого на фіг. 1. На фіг. 4 представлений тристадійний процес. На першій стадії зазначений осад, що містить сульфіт кальцію, утворюється так, як показано на фіг. 3, при контактуванні димового газу, що містить оксид сірки, що утворюється при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з основним потоком, що містить сполуку, вибрану із групи, що включає СаО, Са(ОН)2, СаСО3, цемент і їх комбінацію, при реакції утворюється сульфіт кальцію, а газ, що виходить, містить знижену кількість SO2. Цей потік сульфіту кальцію надходить на стадію (б), що ідентична стадії (а) процесу, представленого на фіг. 2, описаного вище, а наступна стадія, стадія (в) на фіг. 3, ідентична стадії (б) процесу, описаного на фіг. (2). На фіг. 5 представлений чотиристадійний процес. На першій стадії водяний розчин NaOH контактує з димовим газом, що містить оксид сірки, отриманим при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з утворенням натрієвої солі, що включає сульфіт натрію, бісульфіт натрію або їх суміші. На стадії (б) гідроксид кальцію реагує із зазначеною сіллю натрію з утворенням сульфіту кальцію й регенерацією вихідної основи NaOH, який потім повертають на стадію (а). Цей потік сульфіту кальцію надходить на стадію (в), що ідентична стадії (а) процесу, представленого на фіг. 1, описаному вище, у той час як наступна стадія, стадія (г) на фіг. 5, ідентична стадії (б) процесу, представленого на фіг. 1. На фіг. 6 представлений чотиристадійний процес. На першій стадії, як показано на фіг. 5, NaOH у водяному розчині контактує з димовим газом, що містить оксид сірки, що утворюється при спалюванні сірковмісних вуглеводнів з утворенням натрієвої солі, що включає сульфіт натрію, бісульфіт натрію або їх суміш. На стадії (б) гідроксид кальцію реагує із зазначеною сіллю натрію з утворенням сульфіту кальцію й регенерацією першої основи NaOH, що повертають на стадію (а). Цей потік сульфіту кальцію надходить на стадію (в), що ідентична стадії (а) процесу, представленого на фіг. 2, описаному вище, у той час як наступна стадія, стадія (г) на фіг. 6, ідентична стадії (б) процесу, описаного вище й представленого на фіг. 2. Опис особливо кращих варіантів винаходу Приклад 1 Газ, що складається із приблизно 73 % N2, 13 % СО2, 10 % Н2О, 4 % О2 і 0,3 % SO2 повільно пропускають через довгу колону, що містить розчин NaOH. Абсорбується більше 90 % газу, що поступає в колону. Приклад 2 Частина розчину, що утворився в прикладі 1, реагує з 30%-вим розчином азотної кислоти. Відносні об'єми розчинів вибирають так, щоб молярне відношення азотної кислоти до натрію становило від 1,1 до 1,0. Утворюється нітрат натрію, а більша частина SO2, абсорбованого в прикладі 1, виділяється. 11 Особам, кваліфікованим у даній галузі техніки, ясно, що винахід не обмежується подробицями наведених вище ілюстративних прикладів, і що дійсний винахід можна застосовувати в інших конкретних формах без відступу від його суттєвих ознак, тому бажано, щоб дійсні кращі варіанти й приклади розглядалися у всіх відносинах як ілюст 96587 12 ративні й не обмежуючі даний винахід, з посиланням на наведену формулу винаходу, а не на наведений вище опис, і всі зміни, які не торкаються значення і інтервалу еквівалентності формули винаходу, як мається на увазі, входять у сферу дії дійсного винаходу. 13 96587 14 15 96587 16 17 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 96587 Підписне 18 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП ―Український інститут промислової власності‖, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for combined production of sulfur oxide containing product and fertilizer
Автори англійськоюCanari Riki
Назва патенту російськоюСпособ совместного получения продукта, содержащего оксид серы, и удобрения
Автори російськоюКанари Рики
МПК / Мітки
МПК: B01D 53/77, C05G 1/00, B01D 53/50, C05C 13/00, B01D 53/00, C01B 17/00, C01B 17/50, C05C 3/00
Мітки: містить, продукту, спільного, добрива, оксид, одержання, сірки, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-96587-sposib-spilnogo-oderzhannya-produktu-shho-mistit-oksid-sirki-ta-dobriva.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб спільного одержання продукту, що містить оксид сірки, та добрива</a>
Попередній патент: Похідні 2,4,5-трифенілімідазоліну як інгібітори взаємодії між білками p53 і mdm2, призначені для застосування як протиракові засоби
Наступний патент: Динамічне щіткове ущільнення, турбіна, яка містить таке ущільнення, і газотурбінний двигун
Випадковий патент: Спосіб експериментального визначення кількості матеріалу для регенерації кісткового дефекту