FI84255B - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SYNNERLIGEN STARKA, PUMPBARA, ICKE-SEDIMENTERADE HYDROSULFITPASTOR. - Google Patents

Description

1 842551 84255

Menetelmä erittäin väkevien, pumpattavien, sedimentit-tömien hydrosulfiittipastojen valmistamiseksiProcess for the preparation of high-concentration, pumpable, sediment-free hydrosulphite pastes

Keksinnön kohteena on menetelmä erittäin väkevien, 5 pumpattavien, sedimentittömien hydrosulfiittipastojen valmistamiseksi kiinteistä ja nestemäisistä lähtöaineista.The invention relates to a process for the preparation of highly concentrated, pumpable, sediment-free hydrosulphite pastes from solid and liquid starting materials.

Nämä pastat käytetään vesiliuosten muodossa edullisesti valkaisuaineina ja pelkistiminä esimerkiksi paperin valmistuksessa ja tekstiiliteollisuudessa pelkisti- 10 menä värjäyksessä.These pastes are preferably used in the form of aqueous solutions as bleaching agents and reducing agents, for example in the papermaking and textile industries as reducing agents in dyeing.

Nykyisin valmistetaan erittäin väkevät orgaanisia nesteitä sisältävät natriumditioniittivalmisteet (merkitään seuraavassa NDTZ) jatkuvasti sekoitusmyllyissä, harnmaskolloidimyllyissä jne. NDTZ:n valmistuksessa jauhe-15 muotoinen natriumditioniitti dispergoidaan orgaanisten nesteiden kanssa erittäin väkeväksi pastaksi. Verkkout-tamalla natriumditioniittihiukkaset natriumditioniitin suhteen inerttien orgaanisten nesteiden kanssa stabiloituu jauhemuotoinen natriumditioniitti ja varjeltuu itse- 20 syttymiseltä veden liittymisen ansiosta. Tällöin pyritään mahdollisimman suureen jauheosuuteen. Pastan viskositeetti ei kuitenkaan riipu vain orgaanisen nesteen viskositeetista, vaan myös lisätyn natriumditioniitin hiukkas-koon jakaumasta. Tämän keksimääräinen hiukkaskoko on 25 kulloinkin valmistusmenetelmän mukaan 95-160 ^um. Samois sa määrissä jauhemuotoista natriumditioniittia on pienemmässä hiukkaskoossa lisättävä enemmän orgaanista nestettä, jotta päästään viskositeeteiltään samanlaisiin pastoihin.At present, highly concentrated sodium dithionite preparations containing organic liquids (hereinafter referred to as NDTZ) are continuously produced in mixing mills, barley colloid mills, etc. In the production of NDTZ, sodium dithionite in powder form is dispersed with organic liquids into a very concentrated paste. By crosslinking the sodium dithionite particles with sodium dithionite-inert organic liquids, the sodium dithionite in powder form is stabilized and protected from spontaneous combustion by the incorporation of water. In this case, the aim is to achieve the highest possible powder content. However, the viscosity of the paste depends not only on the viscosity of the organic liquid, but also on the particle size distribution of the added sodium dithionite. According to the production method, the average particle size of this is 95 to 160 μm. In the same amounts of powdered sodium dithionite, more organic liquid has to be added in a smaller particle size in order to obtain pastes with similar viscosities.

30 Harnmaskolloidimyllyissä lähtöaineet kulkevat läpi supistuvan rengaskidan, jonka muodostaa vähäpätöinen ero erikoishammastetun roottorin ja staattorin kartio-maisuudessa. Pasta saadaan portaattomasti säädettävässä rengaskidassa suurilla kierrosluvuilla voimakkaasti 35 sekoittamalla ja dispergoimalla. Viskoosin pastan voi- 2 84255 makkaaseen dispergointiin liittyy NDTZ:n selvä lämpeneminen, jota ei voida välttää edes jäähdyttämällä suuren leikkauksen aluetta. Tällöin voidaan saavuttaa lämpötiloja > 85°C, joissa saattaa tapahtua natriumditioniitin 5 hajoaminen. Tässä hajoamisessa vapautuu lämmön edelleen kehittyessä rikkiä ja tuotteen itsesyttyminen on ilman hapen esiintyessä ilmeinen.30 In harness colloid mills, the starting materials pass through a shrinking ring crystal formed by a negligible difference in the conicity of a special toothed rotor and stator. The paste is obtained in a steplessly adjustable ring core at high speeds by vigorous mixing and dispersion. The strong dispersion of viscous paste involves a clear heating of NDTZ, which cannot be avoided even by cooling the large shear area. In this case, temperatures> 85 ° C can be reached, at which the decomposition of sodium dithionite 5 can take place. In this decomposition, as heat is further developed, sulfur is released and the self-ignition of the product is evident in the presence of oxygen in the air.

Suurissa leikkauksissa pilkkoutuvat myös pastahiuk-kaset. Viskositeettien saavuttamiseksi, joissa pastojen 10 pumpattavuus on taattu, tarvitaan silloin suuremmat mää rät orgaanista nestettä. Kartiomaista rengaskitaa suurentamalla voidaan tosin pienentää leikkausta ja siten NDTZ:n lämpiämistä, mutta tällöin myös puututaan kiinteiden hiukkasten verkkoutumiseen orgaanisen nesteen kanssa ja pas-15 tan homogeenisuuteen. Seurauksena on, että NDTZ lyhyen varastoinnin jälkeen sedimentoituu ja pastan pinnalle erottuu orgaaninen nestekerros. Erottumisesta johtuen ei päämäränä ollut NDTZ:n pumpattavuus enää ole taattu.In large cuts, the pasta particles are also broken down. In order to achieve viscosities in which the pumpability of the pastes 10 is guaranteed, larger amounts of organic liquid are then required. By increasing the conical ring friction, it is possible to reduce the shear and thus the heating of the NDTZ, but this also interferes with the crosslinking of the solid particles with the organic liquid and the homogeneity of the pas-15 tan. As a result, after a short storage, NDTZ sediments and an organic liquid layer separates on the surface of the paste. Due to the separation, the pumpability of NDTZ was no longer guaranteed.

Sekoitinmyllyssä, jotka tuottavat ylipäänsä pienem-20 mät leikkaukset kuin hammaskolloidimyllyt, huomataan jat kuvasti NDTZ:a valmistettaessa viimeksi kuvatut ilmiöt.In a mixer mill, which generally produces smaller cuts than dental colloid mills, the latter phenomena are observed in the preparation of NDTZ.

Esillä olevan keksinnön tehtävänä oli sen vuoksi tehtävä antaa käytettäväksi jatkuva menetelmä, joka toisaalta mahdollistaa erittäin väkevän, pumpattavan ja se-25 dimentittoman NDTZ:n valmistamisen ja jota käyttämällä toi saalta ei saavuteta NDTZ:n hajoamislämpötiloja.It was therefore an object of the present invention to provide a continuous process which, on the one hand, makes it possible to produce highly concentrated, pumpable and sediment-free NDTZ and which, on the other hand, does not achieve decomposition temperatures of NDTZ.

Keksinnön mukaan tehtävä ratkaistaan siten, että jauhemuotoinen natriumditioniitti ja natriumditioniitin suhteen inertti orgaaninen neste sekoitetaan jatkuvasti 30 ja dispergoidaan suuritehoisessa sekoittimessa porras tetuilla sekoitus- ja dispergointielementeillä.According to the invention, the object is achieved in that the sodium dithionite in powder form and the organic liquid inert to sodium dithionite are continuously mixed and dispersed in a high-power mixer with stepped mixing and dispersing elements.

Orgaanisen nesteen asemesta voidaan käyttää myös kahden tai useamman orgaanisen nesteen seosta.Instead of an organic liquid, a mixture of two or more organic liquids can also be used.

Keksinnön mukainen menetelmä esitetään piirrokses-35 sa ja sitä kuvataan seuraavassa lähemmin esimerkinomaisesti NDTZ:n valmistukseen käytettynä.The process according to the invention is shown in Figure 35 and is described in more detail below by way of example for the preparation of NDTZ.

3 842553 84255

Kuvio 1 esittää menetelmän teknologista kaaviota.Figure 1 shows a technological diagram of the method.

Kuvio 2 esittää menetelmään tarvittavaa suuritehoista sekoitinta.Figure 2 shows a high power mixer required for the method.

Astiaan 1 sijoitetaan jauhemuotoinen natriumditio-5 niitti 2. Putkijohtoa 3 pitkin johdetaan yllä esitetty tuote gravimetrisen annostelulaitteen 4 kautta suuritehoiseen sekoittimeen 5, jonka muodostavat syöttöruuvit ja sekoitus- ja dispergointielementit. Jauhemuotoinen natrium-ditioniitti kuljetetaan suuritehoisessa sekoittimessa 10 syöttöruuvien avulla virtaa alas. Ennen ensimmäistä se koitus- ja dispergointielementtiä annostellaan sekaan suihkutusventtiilin 7 kautta orgaaninen neste 8, joka oli varastoituna säiliössä 9, volumetrisesti hammasratas-pumpun 10 avulla. Suuritehoista sekoitinta jäähdytetään 15 koko sen pituudelta jäähdytysaineen 11, edullisesti ve den avulla. Suuritehoisessa sekoittimessa voimakkaasti sekoittamalla ja dispergoimalla valmistettu pastamainen NDTZ 12 jäähdytetään jäähdyttimessä 13 noin 30 °C:seen ja johdetaan seuraavaksi varastosäiliöön 14.A powdered sodium dithio-5 rivet 2 is placed in the vessel 1. Along the pipeline 3, the above product is fed through a gravimetric dosing device 4 to a high-power mixer 5 formed by feed screws and mixing and dispersing elements. The sodium dithionite in powder form is conveyed downstream in a high-power mixer by means of 10 feed screws. Before the first mixing and dispersing element, the organic liquid 8 stored in the tank 9 is metered into the mixture via the spray valve 7 by volume using a gear pump 10. The high-performance mixer 15 is cooled along its entire length by means of a coolant 11, preferably water. In a high-power mixer, the pasty NDTZ 12 prepared by vigorous stirring and dispersion is cooled in a cooler 13 to about 30 ° C and then passed to a storage tank 14.

20 Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty suuri tehoinen sekoitin 20 - menetelmän teknologisessa kaaviossa kuvion 1 nro 5, (seuraavassa nimitetty sekoittimeksi) vastaa nopeasti pyörivää yksiakselista kierukkapuserrin-ta syöttöruuveineen (21, 22, 23) ja syöttöruuvien väliin 25 laakeroituine sekoitus- ja dispergointielementteineen (25, 26, 27) (seuraavassa sekoituselementeiksi nimitetyt, eivät yksityiskohtaisesti piirretyt). Sekoittimessa suhde pituus : halkaisija (L:D) on noin 15:1). Muu sekoittimen rakenne on kaupallisen koneenrakennuksen mukaista, eikä se 30 keksinnölle oleellinen. Sekoituselementin 25 roottorin ja staattorin väliset saot ovat noin 2 mm, sekoitusele-menttien 26 ja 27 roottorin ja staattorin väliset raot sitävastoin Viin 0,5 mm. Kaulan 28 kautta johdettu jauhemuotoinen natriumditioniitti 29 johdetaan syöttöruu-35 vin 21 avulla sekoituselementtiin 25, jolloin samanaikaisesti kasvaa paine sekoituselementin 25 ylittämiseksi.The high power mixer 20 used in the process of the invention in the process flow diagram of Figure 1 No. 5 (hereinafter referred to as the mixer) corresponds to a rapidly rotating uniaxial helical press with feed screws (21, 22, 23) and mixing and dispersing elements (25) mounted between feed screws. 26, 27) (hereinafter referred to as mixing elements, not drawn in detail). In the mixer, the ratio of length: diameter (L: D) is about 15: 1). The other construction of the mixer is in accordance with commercial mechanical engineering and is not essential to the invention. The gaps between the rotor and the stator of the mixing element 25 are about 2 mm, the gaps between the rotor and the stator of the mixing elements 26 and 27, on the other hand, are 0.5 mm. The powdered sodium dithionite 29 passed through the neck 28 is led to the mixing element 25 by means of the feed screw 35 vin, at the same time increasing the pressure to cross the mixing element 25.

4 84255 Välittömästi ennen sekoituselementtiä 25 annostellaan sekaan kaulan 30 kautta orgaanista nestettä tai kahden tai useamman orgaanisen nesteen seosta 31. Sekoitusele-mentti 25 suorittaa esisekoituksen. Molempien sekoitus-5 elementtien 26 ja 27 avulla esisekoitettu pasta disper- goidaan kierrosluvulla 2200 r/min ja keskimääräisellä leikkauksella 11500 s . Sekoituselementillä ei ole mitään syöttövaikutusta ja syöttöruuvien 22 ja 23 täytyy työntää ne liikkeelle. Syöttöruuvien ja sekoituselement-10 tien välisen porrastuksen avulla voitiin välttää suuremmat paineet sekoittimen dispergointiosassa ja pastan in-jektointi, joista olisi seurauksena mahdollinen aineosien erottuminen. Sekoittimen juoksutusvyöhykkeelle järjestetyn syöttöruuvin avulla kohotetaan paine lauhdutus-15 jäähdyttimessä ja yhdysputkijohdossa toisaalta sekoittimen ja jäähdyttimen välillä ja toisalta jäähdyttimen ja varasto säiliön välillä esiintyvän painehäviön voittamiseksi. Kokeellinen ilmoitettu yksittäisten syöttöruuvien ja se-koituselementtien jako on seuraava:4,8255 Immediately before the mixing element 25, an organic liquid or a mixture of two or more organic liquids 31 is dispensed into the mixture through the neck 30. The mixing element 25 performs premixing. By means of both mixing-5 elements 26 and 27, the premixed paste is dispersed at a speed of 2200 rpm and an average shear of 11500 s. The mixing element has no feed effect and the feed screws 22 and 23 must be pushed into motion. By staggering between the feed screws and the path of the mixing element-10, it was possible to avoid higher pressures in the dispersing section of the mixer and to inject the paste, which would result in possible separation of the ingredients. A feed screw arranged in the flow zone of the mixer is used to increase the pressure in the condenser-15 condenser and connecting line between the mixer and the condenser on the one hand and between the condenser and the storage tank on the other to overcome the pressure drop. The experimentally reported division of individual feed screws and mixing elements is as follows:

Syöttöruuvi 21: L = 5D 20 Syöttöruuvi 22: L = 3D Syöttöruuvi 23: L = ID Syöttöruuvi 24: L = 2D Sekoituselementti 25: L = ID Sekoituselementti 26: L = 2D 25 Sekoituselementti 27: L = IDFeed screw 21: L = 5D 20 Feed screw 22: L = 3D Feed screw 23: L = ID Feed screw 24: L = 2D Mixing element 25: L = ID Mixing element 26: L = 2D 25 Mixing element 27: L = ID

Suuren leikkauksen vyöhykkeillä viipymisajat olivat suhteessa L:D = 1:1 noin 1,4 s. Saavutettiin pitkähkön ajan kestävä häiriötön toiminta tuotannon ollessa 200 kg/h NDTZ kokonaispainehäviön seuraavissa jäähdytys-vyöhykkeissä ollessa 3,5 baaria. Myös voitettaessa suurem-30 pia painehäviöitä menetelmä NDTZ:n valmistamiseksi toimi häiriöttä.In the high shear zones, the residence times in the ratio L: D = 1: 1 were about 1.4 s. Long-term trouble-free operation was achieved with a production of 200 kg / h with a total pressure drop of NDTZ in the following cooling zones of 3.5 bar. Also in overcoming pressure losses of greater than 30 pia, the method for producing NDTZ worked without interference.

Lähtöaineitten syöttäminen, sekoittaminen ja dis-pergoiminen ja valmiin tuotteen pumppaaminen laitteen avulla saatiin suoritetuksi. Tässä on keksinnön mukaisen mene-35 telmän erityinen etu. Suurin energian lämmöksi muuttuminen ς 84255The feeding, mixing and dispersing of the starting materials and the pumping of the finished product by means of the device were carried out. Here is a particular advantage of the method according to the invention. Maximum energy conversion to heat ς 84255

DD

tapahtuu sekoituselementtien alueella. Suotuisasta sekoit-timen pinta-ala-tilavuussuhteesta seurauksena jäähdytys - ulkovaipassa virtaavalla jäähdytysvedellä - johtaa syntyvän lämmön pois. NDTZ:n lämpötilan aleneminen varastoin-5 tilämpötilaan ei ole saavutettavisa sekoittimen avulla.takes place in the region of the mixing elements. As a result of the favorable surface area to volume ratio of the mixer, the cooling - with the cooling water flowing in the outer jacket - dissipates the heat generated. A reduction in the temperature of NDTZ to storage temperature is not achievable with a stirrer.

Esillä olevan keksinnön tehtävän erittäin väkevän, pumpattavan, sedimentittoman NDTZsn valmistamiseksi täyttää parhaiten amalgaamitavara kuiva-aine/nestesuhteel-la 85/15. Tätä suhdetta täytyy noudattaa mahdollisimman 10 tarkasti (85+0,5 paino-%). Poikettaessa tästä suhteesta tapahtuu joko komponenttien erottuminen tai pasta ei ole enää pumpattavissa. Formiaattitavaralla, jonka hiuk-kaskoon jakauma on pienempi, oli optimisuhde 70/30. Kokeissa alitettiin NDTZ:n hajoamisen vuoksi sallittu mak-15 similämpötila 85 °C, useampiviikkoisessa varastoinnissa ei varastointilämpötilaan jäähdytetyssä NDTZrssa voitu huomata käytännöllisesti katsoen lainkaan sedimentoitumista, ja NDTZ voitiin tämän varastointiajän jälkeen vaikeuksitta annostella epäkeskokierukoilla.The object of the present invention for the production of highly concentrated, pumpable, sediment-free NDTZ is best fulfilled by an amalgam article with a dry matter / liquid ratio of 85/15. This ratio must be observed as closely as possible (85 + 0.5% by weight). Deviating from this ratio results in either component separation or the paste is no longer pumpable. The formate article with a smaller particle size distribution had an optimum ratio of 70/30. The experiments exceeded the maximum allowable temperature of 85 ° C due to the decomposition of NDTZ, virtually no sedimentation was observed in NDTZ cooled to storage temperature after several weeks of storage, and NDTZ could be easily dispensed after this storage period.

20 On olemassa mahdollisuus, että sekoitinta voidaan muuntaa muuttamalla sekoituselementtien ja niihin kuuluvien syöttöruuvien lukumäärää ja ulottuvuuksia esimerkiksi muiden orgaanisten nesteiden kanssa työskentelemiseksi.20 It is possible that the mixer can be modified by changing the number and dimensions of the mixing elements and their associated feed screws, for example, to work with other organic liquids.

Claims (2)

6 842556 84255 1. Förfarande för framställning av högkoncentre-rade, pumpbara, sedimentationsfria hydrosulfidpastor av 25 fasta och flytande utgängsmaterial, känneteck- n a t därav, att pulverformigt natriumditionit och en i förhällande tili natriumditionit inert organisk vätska blandas och dispergeras kontinuerligt i en intensivblanda-re vilken är försedd med stegvis indelade blandnings- och 30 dispergeringselement.1. Fertilizers for the production of high concentrations of sodium hydroxide paste, pumps, sediments in the form of hydrosulfide pastes of 25 phases and fly ashs med stegvis indelade blandnings- och 30 dispergeringselement. 1. Menetelmä erittäin väkevien, pumpattavien sedi-mentittömien hydrosulfiittipastojen valmistamiseksi kiin- 5 teistä ja nestemäisistä lähtöaineista, tunnettu siitä, että jauhemaista natriumditioniittia ja natriumdi-tioniitin suhteen inerttiä orgaanista nestettä sekoitetaan ja dispergoidaan jatkuvasti suurtehosekoittimessa, joka on varustettu porrastetuilla sekoitus- ja dispergointielemen-10 teillä.A process for the preparation of high-concentration, pumpable sediment-free hydrosulphite pastes from solid and liquid starting materials, characterized in that powdered sodium dithionite and an sodium liquid inert to sodium dithionite are mixed and dispersed continuously in a high-efficiency mixing mixer equipped with a pellet mixer. at your place. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaanisen nesteen asemesta käytetään kahden tai useamman orgaanisen nesteen seosta. 15 20Process according to Claim 1, characterized in that a mixture of two or more organic liquids is used instead of the organic liquid. 15 20 2. Förfarande enligt patentkravet 1, känne-t e c k n a t därav, att en blandning av tvä eller flera organiska vätskor används i stället för den organiska vätskan.2. For the purposes of claim 1, the provisions of this invention apply to bleaching or organic matter.