KUCHSIZ NITRAT KISLOTASI ISHLAB CHIQARISH QURILMALARI XILLARI.
Ular asosan uch xilga bo‘linishi mumkin:
1. Atmosfera bosimida ishlaydigan qurilmalar.
2. Yuqori bosimda ishlaydigan qurilmalar.
3. Aralash bosimli qurnilmalar (ya’ni bu yerda ammiakni oksidlash atmosfera bosimida azot oksidlarini qayta ishlab, kislotaga aylantirish yuqori bosimda olib boriladi).
Hozirgi vaqtda MDHda 4% qurilmalar atmosfera bosimida, 4% qurilma absorbsiya bosqichi 0,35MPada ishlaydigan aralash bosimli qurilmalar; 54%-0,73MPada ishlaydigan yuqori bosimli qurilmalar, 6% aralash bosimining (ammiakni oksidlash jarayoni atmosfera bosimida, azot oksidlarini yutish esa-yuqori -1,1MPa bosimda ishlatiladi)qurilmalar. Uzbekiston Respublikasida asosan yuqori (R=0,73MPa) bosimli va aralash yuqori bosimli (R1=0,45MPa va R2=1,1MPa) AK-72 xildagi qurilmalar keng tarqalgandir.
2. NITRAT KISLOTASINI YUQORI BOSIMDA ISHLAB CHIQARISH QURILMASI TEXNOLOGIK TASVIRI.
Atmosfera havosi filtr (1)dan (4.1.-rasm) o‘tgach, ikki bosqichli turbokompressor (2)ga o‘tib, 7,3 atomgacha siqilib, 3 qismga bo‘linadi: Havoning asosiy qismi (taxminan 46 ming m3/soat) issiqlik (6)ga borib, u yerda 470K (200oS)gacha isib, aralashtirgich (13)ga kiradi. Suyuq ammiak omborxonadan bug‘latgich (15)ga yuborilib, u yerda suv bug‘i hisobiga bug‘latiladi. Bug‘li issiqlik almashgich (5)da ammiak bug‘lari ham ishlatilib, aralashtirgich (13)ga beriladi. Aralashtirgich (13)da hosil bo‘lgan va tarkibida 11,5%gacha ammiagi-ammiak havo aralashmasi kontakt apparati (12)ga yuboriladi. Bu kontakt apparati (12)da quyidagi gomogen , amaliy qaytmas va ekzotermik reaksiya ketadi;
4NH3(b)+5O2(g0=4NO(g)+6H2O(b)+Q (4.1.)
Bir texnologik qurilmada bunday kontakt apparatidan ikkita bo‘lib, har birini diametri 2,2metrga tengdir. Kontakt apparati ichida ustma-ust qo‘yilgan 12ta, asosan plastikadan yasalgan, to‘r joylashtirilgan. Harorat 1200K(43oS)atrofida ammiakni to‘la oksidlanish darajasi 46%gacha erishiladi. Hosil bo‘lgan nitroza gazlari shu kontakt apparatining davomi sifatida uni pastki qismiga joylashtirilgan qozon-foydalangichga yuboriladi. U yerda nitroza gazlari issiqligi xisobiga bosimi 1,7MPa, haroratni 500K bo‘lgan bug‘ olinadi. So‘ngra nitroza gazlari oksidlovchi apparat (11)ga beradi. U yerda azot monooksidi nitroza gazi tarkibidagi kislorod bilan reaksiyaga kirishib, azot dioksi NO2ni hosil qiladi:
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)+Q (4.a)
Bu ekzotermik reaksiya hisobiga nitroza gazlari yanada isiydi. Shu munosabat bilan, nitroza gazlarini sovutish maqsadida, nitroza gazlari havoni isitish (6) va sovutgich (7)larga yuboriladi, va ularda 50Kgacha sovutiladi. Bu vaqtda nitroza gazlari tarkibidagi bug‘ning asosiy qismi kondensasiyalanib, suyuqlikka o‘tadi. Bu vaqtda qisman konsentrasiya 40% bo‘lgan nitrat kislotasi ham hosil bo‘ladi:
3NO2(g)+H2O(s)=2HNO3(s)+NO(g)+Q (4.6.)
So‘ng nitroza gazlari separator (3)ga yuboriladi. U yerda hosil bo‘lgan kondensat nitroza gazidan ajratiladi. Azot oksidlari deyarli to‘liq nitrat kislotasiga aylanishiga erishish uchun nitroza gazlari absorbsion minora (4)ning pastki qismiga yuboriladi. Bu minoraning tepa qismidan esa texnologik suv beriladi. Separator (3)dan chiqayotgan kondensat, ya’ni 40%lik nitrat kislota eritmasi absorbsion minora (4)ning o‘rtarog‘ida joylashgan, taxminan 47%li nitrat kislotasi hosil bo‘ladigan liqobga (tarelkaga) yuboriladi. (4.b.) reaksiya geterogen bo‘lgani azot oksidlari bilan suvni uchrashish yuzasini oshirishga erishish uchun absorbsion minora (4) ichida 50ta tursimon liqobga qo‘llanadi. To‘rning diametri 2mm, absorbsion minora diametri 3,2m, balandligi esa 44m ni tashkil etadi. Azot oksidlarining absorbsiyalanish darajasi 44-44,5%ni tashkil etadi. Natijada konsentrasiyasi 56-60% bo‘lgan nitrat kislotasi olinadi. Bu hosil bo‘lgan nitrat kislotasi puflash minorasi (10)ga yuboriladi. U yerda 0,73Mpagacha siqilgan 400K haroratdagi atmosfera havosi bilan puflanib, nitrat kislotasi tarkibidagi oshiqcha fizik absorbsiyalangan NO2gazlari kislota tarkibidan chiqazib tashlanadi. Tozalangan bu nitrat kislotasi omborxonaga, azot oksidlari esa absorbsion minoraning o‘rta qismiga yuboriladi. Absorbsion minoraning tag qismidan ham 400 haroratdagi siqilgan havo berib turiladi, nitroza gazlaridan foydalanish darajasini oshirishga erishish uchun. Reaksiyaga kirishaolmay qolgan nitroza gazlari absorbsion minora (4)dan aralashtirgich (5)ga yuboriladi. U yerda turbokompressor (2)dan kelayotgan sikilgan havoning uchdan bir qismi, so‘ng tabiiy gaz bilan aralashib, reaktor (4)ga yuboriladi. U yerda tabiiy gaz havodagi kislorod bilan ekzotermik reaksiyaga kirishadi:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(bug‘0+302 kj (4.v.)
va katta issiqlik ajralib chiqish hisobiga reaktor ichidagi harorat 100K gacha ko‘tariladi. Natijada alyumo-palladiy katalizatorida azot oksidlarini katalitik oksidlash qo‘yidagi reaksiyalari amalga oshadi:
4NO(g)+ CH 4(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(bug‘)+443 kj (4.g.)
2NO2(g)+ CH 4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(bug‘)+34 kj (4.d.)
So‘ngra bu zararsizlantirilgan gazlar gazli tarkibida kengaytirilib, 630K haroratda bug‘li qozon (3)ga, u yerdan esa mo‘ri orqali atmosfera havosiga tashlab yuboriladi. Katalitik zararsizlantirilgan bu chiqindi, tashlandiq gaz aralashmasidagi azot monooksidi miqdori juda kichik-0,005% bo‘lib, qurilmaning unumdorligi nitrat kislotasi monogidrati hisobiga kuniga 360t/kun tashkil etadi.
Hozirgi vaqtda Uzbekiston Respublikasining korxonalarida unumdorligi yirik 1100t/kun bo‘lgan, kombinirovanniy, ya’ni qo‘shaloq bosimda, ya’ni ammiakni oksidlash 0,45MPa, azot oksidlari absorbsiyasi 1,1MPa bosimda amalga oshiriladigan AK-72 tipli nitrat kislotasi qurilmalari keng tarqalgandir. Ularda ishlab chikarilayotgan nitrat kislota konsentrasiyasi ham nisbatan yuqori; ya’ni 65%gacha boradi.
Sulfat kislota va uni ishlab chiqarish xomashyolari.
Tayanch so‘zlar: kuporos moyi, kamerali usul, minorali usuli, kontaktli usuli, katalizator. Oltingugurt kolchedanlarining tarkibi va turlari, Rangli metallurgiya gazlari. Tug‘ma rudalardan oltingugurtning olinishi
Сульфид ангидрид SО2 – ўткир хидли, хаводан 2-3 марта оғир рангсиз газ. SО2 - -100 С да суюқликка айланади. Сувда бир оз эриб, беқарор сульфид кислота хосил қилади: SО2 + Н2О → Н2SО3
Сулфид ангидрид фақат сульфат кислота олишда эмас, балки целлюлоза (қоғоз сунъий толалар) ишлаб чиқаришда, чармларда ишлов беришда ва газламаларни пардозлашда ишлатиладиган сульфит кислота тузлари (сильфитлар, натрий сульфит - , мононатрий сульфит- ) олишда хам ишлатилади.
Хом ашёси: SО2 олишда хом ашё сифатида таркибида олтиргургут бўлган табиий бирикмалар хамда турли ишлаб чиқариш чиқиндилари ишлатилади. Олтингугурт асосан табиатда уч хил кўринишда учрайди:
Туғма олтингугурт- S, бошқа минераллар билан механикавий аралашмалар холида;
Олтингугуртли металлар (сильфидлар): FeS2 - олтингугурт колчедани (пирит), мис колчедани - FeCuS2, мис сульфид - CuS, рух сульфид - ZnS, қўрғошин сульфид - PbS ва шу кабилар.
Сульфат кислота тузлари (сульфатлар): кальций сульфат - CaSO4 (гипс), натрий сульфат - Na2SO4 , магний сульфат - MgSO4 ва хак…
Булардан сульфид ангидрид олиш учун энг яхши хом ашё олтингугурт бўлиб, у таркибида олтингугурт бўлган минералларни термик қайта ишлаш натижасида ( S +1130С суюқланадиган модда бўлганлиги учун у тезда суюқланиб минераллардан ажралиб чиқади), мис ишлаб чиқариш саноатида ва газларни тозалаш вақтида хосил бўлади.
Олтингугурт хавода осон ёниб SО2-ни хосил қилади: S +О2 → SO2+Q
Бу сульфид ангидрид газида: 10-15 % - SО2 сульфид ангидрид, 6-11%- О2 ва 79%- N2 азотдан иборат.
Олтингугурт печлари оддий тузилган бўлиб унда хосил бўлган сульфид ангидрид- SО2 таркибида турли қўшимчалар бўлмайди. Лекин сульфат кислота ишлаб чиқаришда соф олтингугурт жуда кам ишлатилади. Чунки соф олтингугурт олиш камлигидир. Шунинг учун ундан асосан резина, сунЪий толалар, гугурт, тутунли порох (рангли ракета), доривор моддалар ва бошқа махсулотлар олишда қиммат бахо махсулот хисобланади. Хамда майдаланган соф холда қишлоқ хўжалик зараркурандаларига қарши курашишда ишлатилади.
Хозирги вақтда сульфат кислота олиш учун саноат газларидан олинадиган олтингугурт ишлатилади.
Саноатда сульфид- SО2 олиш учун ишлатиладиган асосий хом aше олтингугурт колчеданидар. (-FeS2) бу минерал темир сильфид ва турли бирикмалар аралашмасиданг иборат. Тоза пирит (FeS2) таркибида 53,5%- S олтингугурт ва 46,5% - Fe темир бўлади. Бу колчедандаги (аралашма холидаги) олтингугурт миқдори- 35-50% ва темир – 30-43% оралиғида бўлиб, қолган қисми рангли металларнинг сульфидлари, корбонат кислота тузлари, қум ва лойдан иборатдир. Одатда колчеданда 50 дан элемент бўлади, шу жумладан: олтин, кумуш, мишяк, селен ва хоко....
Олтингугурт колчедани асосий катта конлари Уралда, Кавказва ва Ўрта Осиё республикаларига тўғри келади.
Колчедан олишда қазиб олинган минерал дастлаб майдаланиб, флотацион йўл билан рангли металлар сульфидига ва олтингугурт колчеданига ажратилади. Биринчи қисми мис, рух, қўрғошин, никел, кумуш олиш учун иккинчи қисми эса сульфид ангидриди- SО2 олиши учун хом ашё сифатида ишлатилади.
Рангли металлар сулфидлари металлургуя заводларида ёқилганда кўп сульфид ангидрид гази хосил бўлади, бу газ хам сульфат кислота олишда ишлатилади.
Олтингугуртли хом ашёлар кам мамлакатларда (ангиляда, германияда) калсий сульфат- CaSO4 (гипс) ва кўмир билан қум аралаштириб ёқилиб сулфид ангидрид- SО2 гази ва цемент (кленкер) хосил қилинади; кленкер майдаланганда цемент хосил бўлади. Бу жараёнда иссиқлик сарф қилинади, вахоланки колчеданда сульфид ангидрид- SО2 олишда кўп миқдорда иссиқлик ажралиб чиқади ва бу иссиқликдан тегишли мақсадларда (буғ) олиш учун фойдаланилади.
Тошкўмир таркибида 1-3% S олтингугурт бўлиб, унинг бир қисми қазиб олинган кўмирга ишлав беришда олтингугурт колчедани холида ажралиб чиқади, қолга қисми эса тошкўмир ёқилганда SО2 -сульфид ангидрид холида хавога чиқиб кетади. Хозирги кунда ушбу газларни тутиб қолиб фойдаланиш яъни сульфат кислота ишлаб чиқариш усуллари йўлга қўйилган.
Тошкўмирни кокслашда олтингугурт газ холидаги H2S -сульфид кислотага айланади ва бу газ хам SО2 -сульфид ангидрид олишда ишлатилади.
Ушбу холатлардан кўринипб турибдики, асосий хом ашё темир колчедани хисобланади.
Сульфат кислотани хар қандай усул билан ишлаб чиқариш учун олтингугуртли газ ёки ўчоқ гази керакдир. Олтингугуртли ёки ўчоқ гази деб, олтингугуртли хомашёларнинг ўчоқларда куйдириб, олинган газлар аралашмасига айтилади. Техникада ўчоқ гази деб, таркибида 7 ва ундан ортиқ фоиз олтингугурт оксиди бўлган, яъни олтингугурт диоксиди бўлган газлар аралашмасига айтилади. Ўчоқ гази таркибига олтингугурт диоксидидан ташқари 0.2 -0.3% олтингугурт уч оксиди, деярли шунча миқдорда азот оксидлари, темир сульфат тузлари ёки бошқа металл сульфатлари, оксидлари, қум, чанг, сув буғи, углерод монооксиди, углерод диоксиди газлари, кислород, азот, водород фториди, водород хлориди, мишяк бирикмалари ва хоказолар киради. Шундай қилиб, ўчоқ гази ишлаб чиқариш учун қуйидаги хомашёлар ишлатилади. Хомашё бўлиб, умуман, таркибида олтингугурт бўлган барча моддалар ишлатилиши мумкин:
а) колчеданлар - кўмирли, магнитли, оддий ва флотацияланган бўлади.
б) олтингугуртли хомашёлар - табиий ва газли бўлади.
Табиийга соф олтингугурт конлари киради. Газли олтингугуртга:
1.Таркибида H2S бўлган газлар киради:
1.1.Табиий газлар,
1.2.Нефтни қайта ишлашда чиқадиган газлар,
1.3.Йўлдош газлар,
1.4.Кокс газлари.
2.Таркибида SO2 бўлган газлар киради:
2.1.Рангли металлургия чиқинди газлари.
2.2.Ўчоқ газлари.
2.3. Агломерация газлари.
2.4.ТЭЦ газлари.
в) сульфатлар - калцийли, натрийли, калийли, алюминийли ва хоказолар бўлади. Калцийли сульфатларга: 1. ангидрид CaSO4; 2. Гипс CaSO4 * 2H2O; 3. Алебастр-CaSO4 * 0,5H2O;
4.Фосфогипс CaSO4 * 2H2O.
Яна булардан ташқари шлакли, нордон гудронли, металлар сиртини ювганда ҳосил бўладиган сульфат кислота эритмалари, ишлатилган сульфат кислота бирикмалари каби хомашёлар ишлатилади.
|
