ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация в карбонизационной колонне из "Кристаллизация в химической промышленности" Предварительное насыщение раствора аммиаком связано с тем, что абсорбция СО2 обычным раствором протекает трудно. Двуокись углерода в отсутствие аммиака растворяется плохо. Пересыщение раствора по отношению к бикарбонату натрия наступает постепенно по мере абсорбции двуокиси углерода. Скорость создания пересыщения зависит, таким образом, от скорости поглощения раствором 0. . Как упоминалось выше (табл. Х,2), предельное пересыщение раствора зависит от концентрации Na l. Зависит оно и от содержания NH4 и СО2. Однако повышение концентрации аммиака ограничено выделением в осадок бикарбоната аммония. [c.222] Скорость кристаллизации NaH Og и гранулометрический состав осадка зависят от исходного пересыщения раствора в начале процесса и от характера его изменения во времени. Величина Ас в данный момент времени определяется ходом нескольких процессов. К ним относятся абсорбция СО2, изменение температуры и кристаллизация соли. Кроме того, на кинетику выделения бикарбоната натрия оказывает влияние предварительное образование карбамата аммония. Карбамат аммония затем превращается в бикарбонат аммония, а тот в свою очередь в NaH Og. С понижением температуры скорость создания пересыщения раствора увеличивается, что приводит к ускорению кристаллизации бикарбоната натрия. [c.222] Кристаллизация NaH Og играет существенную роль в карбонизации аммонизированного рассола. Кинетика образования осадка бикарбоната натрия определяет температурный режим и производительность карбонизационной колонны. Поэтому к качеству кристаллов двууглекислого натрия предъявляются особые требования. Прежде всего они относятся к крупности частиц, которые должны быть не менее 100 мкм. Желательно, чтобы осадок состоял из однородных по форме и размерам кристаллов. Образование мелких иглообразных кристаллов осложняет фильтрацию. [c.222] Мелкокристаллические осадки плохо промываются, удерживают большое количество маточного раствора. [c.223] Пользуясь уравнением (XI. 1), можно подсчитать, что константа скорости кристаллизации с повышением температуры от 20 до 40 °С увеличивается в 1,4 раза. В то же время пересыщение раствора уменьшается в 2,2 раза. Следовательно, рост температуры в рассматриваемом случае приводит к замедлению процесса кристаллизации. Снижается скорость образования зародышей, увеличиваются их размеры. С учетом того, что рост температуры способствует получению более крупных кристаллов, в производственных условиях в зоне образования центров кристаллизации ее увеличивают до 60—65 °С. [c.223] Чтобы обеспечить удовлетворительную скорость роста кристаллов, в карбонизационной колонне должно поддерживаться достаточное пересыщение. Это достигается путем охлаждения и карбонизации раствора. Уровень пересыщения зависит, кроме всего прочего, от темпа охлаждения. Он должен обеспечивать образование пересыщения с учетом скорости снятия его в результате кристаллизации. Скорость абсорбции СОа влияет на уровень пересыщения аналогичным образом. Чем она выше, тем скорее создается пересыщение. В начале процесса необходимо исключать резкое охлаждение и быстрое насыщение раствора СОа во избежание появления большого числа центров кристаллизации. [c.223] При равномерном охлаждении раствора образуются кристаллы изометричной формы. Для получения кристаллов хорошего качества требуется строгое соблюдение температурного режима процесса карбонизации. [c.224] Следует отметить, что кристаллизация бикарбоната натрия оказывает в свою очередь влияние на процесс абсорбции двуокиси углерода. Сначала скорость абсорбции резко снижается вплоть до появления первых кристаллов бикарбоната. Затем это снижение приостанавливается в связи с тем, что скорость снятия пересыщения оказывается выше, чем скорость его создания в процессе карбонизации. Возрастание скорости кристаллизации стимулирует также гидролиз карбамата. Как видим, в карбонизационной колонне кристаллизация идет в комплексе с другими процессами. Причем каждый процесс комплекса зависит от других его составляющих. Например, кристаллизация NaH Oз стимулирует гидролиз карбоната, а тот в свою очередь в результате образования свободного N1-13 и ионов НСО способствует абсорбции 0 и кристаллизации бикарбоната натрия. [c.224] В результате твердый бикарбонат переходит в раствор в виде углекислого натрия и карбоната аммония. [c.224] Особое значение для кристаллизационного процесса имеет тот факт, что пересыщение в нем создается за счет ряда взаимосвязанных химических реакций. При сочетании фазовых превращений с химическим взаимодействием результирующая скорость образования осадка зависит от скоростей сопряженных процессов. Поэтому для описания кинетики кристаллизации в подобных условиях применяются уравнения типа (У.23) и (У.24 , учитывающие взаимосвязанность скоростей создания и снятия пересыщений [6, 7]. При описании кинетики кристаллизации бикарбоната натрия в карбонизационной колонне нужно учитывать, что скорость создания пересыщения обусловливается и карбонизацией,и понижением температуры по высоте колонны. Следует также учитывать скорости промежуточных реакций, связанные, например, с образованием и гидролизом карбамата аммония. [c.225] Вернуться к основной статье