Cтраница 3
В начале процесса карбонизации, при малых степенях карбонизации, в метастабильных растворах углекислота присутствует только в виде карбамата, что особенно явно наблюдается при пониженных температурах, когда скорость гидролиза карбамата уменьшается. С понижением температуры в растворе возрастает максимальное содержание общей СО 2 и максимум сдвигается в сторону более высоких степеней карбонизации, что обусловлено уменьшением скорости гидролиза карбамата и увеличением скрытого периода индукции процесса кристаллизации бикарбоната натрия. [31]
В начале процесса карбонизации, при малых степенях карбонизации, в метастабильных растворах углекислота присутствует только-в виде карбамата, что особенно явно наблюдается при пониженных температурах, когда скорость гидролиза карбамата уменьшается. С понижением температуры в растворе возрастает максимальное содержание общей СО 2 и максимум сдвигается в сторону более высоких степеней карбонизации, что обусловлено уменьшением скорости гидролиза карбамата и увеличением скрытого периода индукции процесса кристаллизации бикарбоната натрия. [32]
На рис. 180 приведена диаграмма системы ( Na, NH4), ( С1; НСОз), Н2О при 30, приблизительно отвечающей температуре пульпы, выходящей из колонны. Рассматривая основную проекцию диаграммы, видим, что до 32 - й бочки ( точка 3) происходит процесс образования бикарбоната аммония. Затем начинается кристаллизация бикарбоната натрия. [33]
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. 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. [34]
Основными требованиями, предъявляемыми к работе карбонизационной колонны, являются большая производительность и образование хорошо фильтрующихся кристаллов бикарбоната натрия, которые должны быт крупными. Большинство реакций, протекающих в колонне, идет с выделением - тепла, и температура в середине колонны поднимается до 65 С. В этой зоне начинается кристаллизация бикарбоната натрия. После выпадения - примерно 40 % бикарбоната натрия следует медленно понижать температуру жидкости до 28 - 30 С. [35]
На рис. 2 изотерма системы изображена в виде солевой и водной проекций квадратной призмы по Иенеке. Изотерма характеризуется двумя тройными нонвариантными точками с твердыми фазами NaHCO3 NaNO3 NH4NO3 и NaHCO3 NH4HCO3 NH4NO3, первая из которых является конгруэнтной, а вторая инконгруэнтной. Большая часть площади основной проекции занята полем кристаллизации бикарбоната натрия, который является наименее растворимой солью системы; затем следует поле бикарбоната аммония. [36]
Смесь этих солей отделяется от охлажденного раствора и направляется в растворители вместе с мирабилитом. Освобожденный от избытка Na2SO4 раствор выпаривается с выделением из него сульфата аммония. После отделения последнего маточный щелок направляется на вымораживание вместе с маточным раствором, полученным при кристаллизации бикарбоната натрия. [37]
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. С понижением температуры скорость создания пересыщения раствора увеличивается, что приводит к ускорению кристаллизации бикарбоната натрия. [38]
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 NaHCO3 стимулирует гидролиз карбоната, а тот в свою очередь в результате образования свободного NH3 и ионов HCOj - способствует абсорбции СО2 и кристаллизации бикарбоната натрия. [39]