5 – Leksiya. Absorbciya prosessinin’ teoriyaliq tiykarlari ha’m texnologiуаliq esaрlari

5 – Leksiya.
Absorbciya prosessinin’ teoriyaliq tiykarlari ha’m texnologiуаliq esaрlari

J O B A S I

1. Sherebeni ammonizatsiyalaw prosessinin’ fizikа – ximiyaliq tiykarlari.
2. Absorbsiya bo’liminin’ texnologiyaliq sxemasi.
3. Absorbsiya bo’liminin’ u’skeneleri.
4. Absorbsiya bo’liminin’ texnologiyaliq rejimi.
5. Absorbciya processin avtomat tárizde tártiplestiriwdiń principiallıq tiykarları.
6. Absorbciya bóliminde miynetti qorǵaw hám texnika qáwipsizligi.


1. Sherebeni ammoniylastırıw processiniń fizika-ximiyalıq tiykarları
Ammoniylastırılǵan sherebe, yaǵnıy quramında ammiagı bar sherebe, soda zavodınıń absorbciya bóliminde alınadı.
Soda óndirisinde ammiak sherebede ionaların toplaw ushın xızmet etedi, bul ionlar NaHCO₃ shókpege túsiriw ushın zárúr. Uglerod qos oksidi menen tásirlese otırıp, ammiak NH₄HCO₃ payda etedi, ol hám ionlarına dissosaciyalanadı:

ionlarınıń koncentraciyası joqarı bolǵanda sherebeden shókpe túrinde tómendegi reakciya boyınsha ajıraladı:

(28)
Bul reakciyadan kórinip turǵanınday, ammiak sonday-aq NaCl dan Cl^- ionların baylanıstırıw ushın da zárúr boladı.
Ammoniylastırılǵan sherebe, absorbciya bólimine kelip túsiwshi gazlerden, ammiaktı eritiw jolı menen alınadı. Bunda tómendegi reakciya júredi:

Sherebedegi ammiaktıń eriwsheńligi ammiak eritpesindegi NH₃ tiń muǵdarınan hám temperaturadan ǵárezli boladı. Bul baǵınıńqılıq tómendegi teńleme arqalı kórsetiliwi múmkin:

Bul jerde – eritpeniń ústindegi NH₃ tiń teńsalmaqlı basımı, mm.sın.baǵ.; T – absolyut temperatura, K; N – eritpedegi ammiaktıń koncentraciyası, n.ú..
Sherebede NaCl dıń bolıwı ammiaktıń eriwsheńligin biraz páseytedi. Bul teńleme quramında 85-90 n.ú. NaCl bolǵan, ammoniylastırılǵan sherebe ushın haqıyqıy boladı.
Ammiaktı sherebede eritkende sherebeniń kólemi artadı, al tıǵızlıq kemeyedi. Ámeliy esaplawlar ushın, 1 n.ú. ammiaktı eritkende sherebeniń dáslepki kólemi 0,13 % ke artadı, dep qabıllaw múmkin. Eger, máselen, absorbciya bóliminde sherebe 100 n.ú. ammiaktı jutatuǵın bolsa, onda ammoniylastırılǵan sherebeniń aqırǵı kólemi 0,13·100 =13 % ke dáslepki kólemnen artıq boladı, demek NaCl n.ú. koncentraciyası 13 % ke kem boladı.
Ammiaktıń sherebege jutılıwı jıllılıq bólip shıǵarıw menen baradı. Sonlıqtan ammiaktı absorbciyalaǵanda sherebe qızadı. Bunda (30) teńlemede kórinip turǵanınday, eritpeniń ústindegi NH₃ teńsalmaqlı basımı ósedi. Ammiak gazden sherebege tek sol jaǵdayda ǵana jutıladı, eger kelip túsiwshi gazdegi ammiaktıń basımı, berilgen jaǵdaylarda eritpeniń ústindegi NH₃ tiń teńsalmaqlı basımınan joqarı bolsa. Basımlardıń bul ayırmashılıǵı (absorbciyanıń háreketke keltiriwshi kúshi dep atalıwshı) qanshelli kóp bolsa, absorbciya processi sonshelli tez ótedi. Solay etip, sherebe temperaturasınıń joqarılawı ammiaktıń jutılıwın qıyınlastıradı. Ammoniylastırıw processinde sherebeni suwıtıw zárúrligi usınıń menen túsindiriledi.
Absorbciya bólimine ammiaktıń 80 % ten kóbiregi distillyaciya bóliminen shıǵatuǵın gazler menen kelip túsedi. Distillyaciya bóliminde vacuum-filtrlerden keyin qalatuǵın matochnıy eritpeden ammiaktı regeneraciyalaw ámelge asırıladı. Bul suyıqlıqtıń quramında ammiaktıń bir bólimi kómir ammoniyli duzlar túrinde boladı, olar tarqalǵanda gaz fazasına, ammiaktan tısqarı, uglerod qos oksidi ótedi, máselen:
(NH₄)₂CO₃ 2NH₃ + CO₂ + H₂O (31)
Distillyaciya gazlerinen uglerod qos oksidi, tap ammiak sıyaqlı, absorbciya bóliminde sherebege juttırıladı. CO₂ niń suwdaǵı hám sherebedegi eriwsheńligi oǵada az. Sherebeniń quramında ammiaktıń bolıwı onıń eriwsheńligin joqarılatadı, óytkeni CO₂ ammiak penen tásirlesip, ammoniy karbonatın payda etedi:

Uglerod qos oksidin ammmiak penen baylanıstırıw eritpeniń ústindegi CO₂ teńsalmaqlı basımınıń páseyiwine alıp keledi. Bul onıń jutılıwın jeńillestiredi, óytkeni kelip túsiwshi gazdegi CO₂ niń basımı hám eritpeniń ústindegi CO₂ niń teńsalmaqlı basımı arasındaǵı ayırmashılıq artadı. Uglerod oksidiniń ammiak penen tásirlesiwi, óz gezeginde, eritpeniń ústindegi NH₃ tiń teńsalmaqlı basımınıń kemeyiwine alıp keledi hám usınıń menen ammiaktıń jutılıwı ushın ádewir qolaylı shárayat jaratıladı. Quramında uglerod qos oksidi bolǵan ammoniylastırılǵan eritpeniń ústindegi ammiaktıń ( ) teńsalmaqlı basımın tómendegi teńleme boyınsha esaplaw múmkin:

Bul jerde n hám C – turaqlılar (konstantalar), olardıń mánisi tómende keltirilgen (basqa belgiler 30-teńlemedegi keltirilgenler).

Bul teńleme NaCl koncentraciyası 85-90 n.ú. teń bolǵan eritpeler ushın haqıyqıy boladı.

CO2 niń eritpedegi koncentraciyası, n.ú.	0	10	20	30	40	50	60	70	80
n	1,13	1,25	1,38	1,55	1,83	2,15	2,50	2,87	3,30
C	5,67	5,36	5,08	4,73	4,13	3,40	2,65	1,83	0,85

Uglerod qos oksidiniń ammiak penen tásirlesiwi de, olardıń sherebege jutılıwı sıyaqlı, jıllılıq bólip shıǵarıw menen júredi, demek sherebeniń temperaturası artadı. Bul eritpeniń ústindegi CO₂ niń teń salmaqlı basımın kóteredi, ol CO₂ niń jutılıwınıń tezligin hám tolıqlıǵın páseytedi. Ekinshi tárepten, sherebeniń temperaturası artıwı menen ximiyalıq reakciyalardıń tezligi joqarılaydı, usınıń aqıbetinde uglerod qos oksidiniń eriwsheńligi artadı, hám eritpeniń jabısqaqlıǵı kemeyedi, bul aktiv komponenttiń – ammiaktıń fazalardıń bóliniw betine diffuziyalanıwına qolaylıq tuwdıradı. Bul kerisinshe CO₂ niń jutılıw tezliginiń joqarılawına alıp keledi.

Absorbciya bólimi sharayatlarında, eritpeniń ústindegi CO₂ niń teńsalmaqlı basımı onsha kóp emes, bul faktor 55 ºC qa shamalas temperaturalarǵa shekem absorbciya processinen ústinlikke iye boladı. Sonlıqtan uglerod qos oksidiniń jutılıw tezigi hám tolıqlıǵı kóz qarasınan absorbciya processinde imkanı bolǵanınsha joqarı temperaturalıq rejim ornatıw paydalı boladı. Álbette bunda ammiaktıń jutılıwınıń zárúr bolǵan tezligi hám tolıqlıǵı qanshelli jol qoyǵanǵa shekemgi shegaralar názerde tutıladı. Sonı názerde tutıw kerek, uglerod qos oksidi, eger sherebede ammiak bolǵan jaǵdayda ǵana, jeterli dárejede jaqsı jutıladı. Sonlıqtan ammiaktıń jutılıwı absorberdiń one boyına sozılıwı tiyis, bunıń ushında ruxsat etilgen dárejege shekemgi joqarı temperaturalardı uslap turıw paydalı, ásirese distillyaciya bóliminen shıqqan koncentraciyalı ammiaklı gaz kelip túsetuǵın, absorberdiń tómengi tárepleri ushın.
Absorbciya bóliminde ammoniylastırılǵan sherebe tayarlaw processinde eń qıyın wazıypa uglerod qos oksidin juttırıw bolıp esaplanadı. Eger tek ammiaktı juttırıw zárúr bolsa, onda absorbciyalıq úskeneniń ólshemleri ádewir kishi bolıwı múmkin.
1 t soda ushın distillyaciya bóliminen shama menen 460 kg NH₃, 260 kg CO₂ hám 140 kg suw puwları kelip túsedi. Gazdiń quramındaǵı suw puwlarınıń muǵdarı, gazdiń temperaturasına ǵárezli boladı. Temperaturanı páseytiw ushın, sonıń menen birge suw puwlarınıń muǵdarın kemeytiw ushın distillyaciyadan shıqqan gaz absorberge túsiwden aldın suwıtıladı, biraq 55 ºC tan tómen bolmawı tiyis, óytkeni bunnan tómen temperaturalarda gaz tárizli NH₃, CO₂ hám H₂O qaytadan tásirlesip kómir ammoniyli duzlardı payda etip ketiwi múmkin. Trubaprovodlardıń diywallarına otırıp, bul duzlar olardı tıǵıp taslawı múmkin. Gaz benen kelip túsiwshi suw puwları absorbciya processinde kondensaciyalanıp, sherebeniń kólemin 3-4 % ke arttıradı. Solay etip, ammoniylastırıw waqtında sherebe kóleminiń ulıwma kóbeyiwi (ammiaktı jutıwı hám suw puwların kondensaciyalaw esabınan) 16-17 % ti quraydı. Sherebedegi NaCl niń koncentraciyası usı dárejede kemeyedi.
Sherebe kalciy hám magniy duzlarınan jaqsı tazalanbaǵan bolsa ammoniylastırıw processinde qosımsha unamsız reakciyalar júriwi múmkin: ammiak hám uglerod qos oksidi – kalciy hám magniy duzları menen óz-ara tásirlesip, kalciy karbonatınıń hám magniy gidroksidiniń shókpelerin payda etedi, olar úskenelerdiń hám trubaprovodlardıń diywallarına jabısıp jıynalıp qalıwı múmkin:


Sherebe tazalaw rejimi sistemalı túrde buzılatuǵın jaǵdaylarda úskenelerdiń hám trubaprovodlardıń diywallarında toplanǵan hám absorbciya bóliminiń normal jumıs islewin buzıwı múmkin.