Сжигание черного щелока

Упаренный черный щелок имеет следующий состав:

Органическая часть составляет 120 г/л. Органическая часть обеспечивает необходимую энергию, а минеральная часть содержит соединения, служащие основой для приготовления белого щелока. Основная задача сжигания - превращение сульфата натрия в сульфид натрия и перевод органических соединений натрия в карбонат натрия.

Процесс сжигания включает несколько стадий:

На 1 стадии щелок взаимодействует с окислами, содержащимися в газообразных продуктах сгорания органической части щелока:

2NaOH+CO₂= Na₂CO₃+H₂O

2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+ H₂O

Na₂S+ CO₂+ H₂O= Na₂CO₃+ H₂S

Na₂S+ SO₃+ H₂O= Na₂SO₄+ H₂S

На второй стадии (пиролиза и коксования) выделяются летучие органические соединения ( метанол, ацетон, фенол и сероорганические соединения – меркаптаны), происходит карбонизация щелочи, связанной с органическими соединениями.

Третья стадия характеризуется расплавлением минеральных солей, выжиганием углерода, сплавлением сульфата натрия с минеральным остатком щелока, восстановлением сульфатов до сульфидов.

Na₂SO₄+2C = Na₂S + 2CO₂

Степень превращения сульфата в сульфид в оптимальных условиях составляет 96%.

Сжигание упаренного щелока проводится в специальных топках. Предварительно щелок смешивается с сульфатом натрия, добавляемым для восполнения потерь серы. Смешение проводится в реакторе, оборудованном мешалкой и обогреваемом паром. Затем щелок впрыскивается в топку через форсунки. В результате сжигания образуются:

1. дымовые газы, которые содержат CO₂, SO₂, SO₃, CO, CH₄, H₂S, летучие органические соединения. Газ проходит очистку в скрубберах, орошаемых щелочными растворами.

2. плав, который содержит карбонат натрия 72-83%, Na₂S-15-34%; Na₂SO₄ -2-4%; тиосульфат, сульфит натрия и соединения железа в небольших количествах.