粒状过碳酸钠的生产方法技术

通过流化床喷雾成粒制备粒状化学式为２Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］·３Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］的过碳酸钠的方法，其中使用单喷嘴将过氧化氢水溶液和碳酸钠水溶液喷雾到含有过碳酸钠晶核的流化床里，晶核的大小小于所生产的过碳酸钠颗粒，并且水在４０至９５℃范围内的流化床温度下同时被蒸发，其特征在于使用外部混合上述溶液的三相雾化喷嘴喷雾上述两种溶液，所述溶液中不加含磷结晶抑制剂。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
粒状过碳酸钠的生产方法本专利技术涉及通过流化床喷雾成粒作用生产粒状过碳酸钠的方法。化学式为2Na2CO3·3H2O2的过碳酸钠的生产已有多种生产途径：(i)过氧化氢与碳酸钠在水相中反应，结晶过碳酸钠并将其从母液中分离出，(ii)固体碳酸钠与过氧化氢水溶液反应；(iii)流化床喷雾成粒，其中过氧化氢溶液和碳酸钠溶液在流化床装置中喷于过碳酸钠母核上，与此同时水被蒸发。然而，当按照生产途径(i)进行工业规模生产时，必需加入辅助物质如用于盐析的氯化钠和控制结晶的偏磷酸盐，并需要纯化和/或部分排放母液以获得优良的产品质量。由于不规则性和不能令人满意的储藏稳定性，按反应途径(ii)生产的过碳酸钠的质量一般不会到达按生产途径(i)或(iii)所生产的过碳酸钠的质量。由于途径(iii)的方法不产生废水同时还能以相当高的产率生成耐磨性过碳酸钠，故此类方法引起人们日益增加的兴趣。德国专利2060971教授了这样一种方法：在此方法中，将过碳酸钠溶液或过碳酸钠悬浮液或者将过氧化氢水溶液与碳酸钠水溶液分开或同时连续不断地输入到含有过碳酸钠晶核的流化床里，所述过碳酸钠晶核的大小小于将要产生的颗粒，并且水连续不断地从含有过碳酸钠的水介质中蒸去，并从流化床里移出一定尺寸的颗-->粒。当使用过碳酸钠溶液或H2O2溶液和Na2CO3溶液时，母核同时被加入到流化床里。上述方法显出一系列缺点：在一实施例中必须先制备过碳酸钠溶液或悬浮液，这需要附加生产步骤。因为所用喷嘴很快被堵塞，所以过碳酸钠悬浮液或过饱和过碳酸钠溶液向流化床里的输入易发生麻烦。另一方面，如果使用稀过碳酸钠溶液，则必须蒸发大量的水，这样势必将增加成本。德国专利2733935指出了与DE 2060971 C3中公开的另一实例例有关的问题：当通过两个独立喷嘴如喷雾溶液用的常规双相喷嘴喷雾过氧化氢水溶液和碳酸钠水溶液，并且其中使用空气作为推进气体时，这两种溶液难以在流化床里得到充分的均匀拌和，然而这正是得到均匀过碳酸钠所必需的特征。可是如果这两种溶液通过单个喷嘴一同被输入到流化床里时，一般经过较短的操作周期后喷嘴内会发生结晶，这将引起堵塞并导致停产。为了解决上述问题，DE 2733935 C2建议使用供这两种溶液使用的共用喷嘴，为防止喷嘴堵塞，在这两种溶液的至少一种内溶有偏磷酸盐。这两种溶液可以在喷嘴的内部或入口处混合。所用偏磷酸盐的量一般为每千克过碳酸钠0.1至20g。一方面，DE 2733935 C2方法中偏磷酸盐的附加使用增加了原料成本，另一方面，掺入到过碳酸钠里的磷酸盐由此可掺入到含有上述过碳酸钠的去垢剂，漂白剂和洗涤产品内，而人们出于环境原因对它们进行清除的兴趣正日益递增。因此本专利技术的目的是提供通过流化床喷雾成粒作用生产化学式为2Na2CO3·3H2O2的粒状过碳酸钠的方法，其中使用单喷嘴-->将过氧化氢溶液和碳酸钠水溶液喷雾到含有过碳酸钠晶核的流化床里，过碳酸钠晶核的大小小于将要产生的过碳酸钠颗粒，同时水于40至95℃的流化床温度下被蒸发，此方法不存在DE 2733935C2中的已知方法所有的缺点。上述目的通过使用供喷雾上述两种溶液用的、外部混合上述溶液的三相雾化喷嘴(Dreistoffzerstuberdüse)来实现，上述两种溶液内不添加含磷结晶抑制剂。一般使用包括喷嘴体和喷嘴套管的三相雾化喷嘴，且喷嘴套管包含中心管和两根围绕中心管同轴排列的套管，其中两种溶液之一输送到中心管内而另一种输送到中心管与内套管之间的环形流道内，以及推进气体输送到套管间形成的外环形流道内。按照本专利技术特别优选的方案，所用上述类型三相雾化喷嘴包含在喷嘴端部延出超出套管末端至少一个中心管半径长度的中心管。通过使用外部混合的三相雾化喷嘴，各包含一种反应物的两种溶液通过单喷嘴喷雾到流化床里，其中两种溶液的混合以及随后的过碳酸钠的形成是在液滴中水被蒸发之前于喷嘴的外边发生。按这种方式得到均匀结晶的过碳酸钠颗粒，而不会堵塞喷嘴。使用本专利技术具有喷嘴套管的喷嘴，特别是具有加长中心管的喷嘴，可能防止喷嘴端部结壳，并由此有可能在较长的操作周期后能避免操作中止。同时使得可能免除使用偏磷酸盐或其它含磷结晶抑制剂，这样所生产的粒状过碳酸钠基本上不含磷化合物。当使用磷酸盐稳定的过氧化氢时(这是商业上常规使用的)，不能排除过碳酸钠中有相当低含量的磷存在。三相雾化喷嘴的基本原理类似已知传统的工业上使用的两相-->喷嘴，但另外含有输送并导入第二种液体到喷嘴内的装置。因此所述喷嘴包括带有输送介质用的分离不相连的通道和接头的喷嘴体以及具有如权利要求所述特征的套管。图1和2图示了本专利技术的三相雾化喷嘴的结构；同时也示出了特别优选的喷嘴套管的构造：图1示出了特别优选的三相雾化喷嘴的纵向截面；图2示出了通过图1中所示平面A-B的截面：喷嘴体(1)应如此与喷嘴套管(2)连接，以便所传送的液体介质在到达喷嘴外面之前它们彼此间不相互接触。(1)与(2)之间可采用插入、卡口、螺钉固定或套管等其它方式连接。在图1的优选方案中，喷嘴套管的套管(11)和(12)通过螺纹(9a和b)与喷嘴体连接。喷嘴体包含输入两种液体用的接头(3)和(4)和供输入推进气体用的接头(5)，以及输送两种液体用的分离不相连通道(6)和(7)以及输送推进气体用的通道(8)。喷嘴套管(1)包括中心管(10)和两根套管(11)和(12)，这两根套管围绕中心管同轴排列。中心管(10)与通道(7)连结；图1中，通道(7)和中心管(10)可采用连续管路形式。中心管(10)与内套管(11)间形成的环形流道(13)与通道(6)相连以及内套管(11)与外套管(12)间形成的环形流道(14)与通道(8)相连。特别优选的方案的基本特征是具有中心管加长部分(15)，该部分延伸超出喷嘴端部套管的末端。一根或两根套管以及中心管可以向内朝着喷嘴端部的方向变细(图1中的(17a)和(17b))以增加介质的出口速度，并促进从环形通道内排出的液流和推进气体流的分散。中心管(10)或其-->加长部分(15)和/或一个或两个环形通道内可另外含有旋流叶片(Drallkorper)(16a和b)。喷嘴用的推进物可以是空气或其它隋性气体，例如象氮气或者还可以是过热蒸汽。按照优选的喷嘴方案，喷嘴套管的中心管延伸超出套管末端至少一个中心管半径的距离，优选至2至10个，尤其3至6个中心管半径的距离。套管最好终止在同一水平面上。然而套管也可以终止在不同水平面上，但必须确保中心管相对于两根套管的按权利要求的加长。如果外套管超出内套管，环形流道中的液体与推进气体在喷嘴内预混合，但液体本身在到达喷嘴的外面之前彼此仍不接触。中心管加长部分的最佳尺寸取决于中心管的半径和内环形流道出口处的流动横截面积。随着中心管半径的增加，一般较有利的是缩短中心管加长部分的长度，例如对于至少2mm的中心管半径，中心管加长部分一般为3至5个中心管半径的长度。原则上，H2O2水溶液或Na2CO3溶液可通过喷嘴的中心管传送且另一种溶液可通过相邻环形通道传送。然而，优选的是将较少体积量的溶液(在优选的溶液浓度条件下，此为过氧化氢溶液)通过中心管。过氧化氢水溶液和碳酸钠水溶液以下述比率输入到流化床喷雾成粒装置中的流化床内：Na2CO3与H2O2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通过流化床喷雾成粒制备粒状化学式为2Na2CO3·3H2O2的过碳酸钠的方法，其中使用单喷嘴将过氧化氢水溶液和碳酸钠水溶液喷雾到含有过碳酸钠晶核的流化床里，晶核的大小小于所生产的过碳酸钠颗粒，并且水在40至95℃范围内的流化床温度下同时被蒸发，其特征在于使用外部混合上述溶液的三相雾化喷嘴喷雾上述两种溶液，所述溶液中不加含磷结晶抑制剂。2.根据权利要求1的方法，其特征在于所用三相雾化喷嘴包括喷嘴体和喷嘴套管，所述喷嘴套管包含有中心管和两根围绕中心管同轴排列的套管，并且两种溶液之一被输入到中心管内而另一种溶液输入到中心管与内套管之间形成的环形流道内，而推进气体则被输入到两根套管间形成的外环形流道内。3.根据权利要求2的方法，其特征在于所用的三相雾化喷嘴中的中心管在喷嘴端部延伸超出套管末端...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·伯威尔斯多夫，C·J·克拉森，P·罗克赫伯，B·伯奇福兰克，T·莱瑟，K·穆勒，
申请(专利权)人：底古萨股份公司，
类型：发明
国别省市：