I shamshidinov noorganik moddalar va
Download 7.06 Mb. Pdf ko'rish
|
|
Absorbsiya. Karbonat angidrid va ammiakning osh tuzi eritmasiga
absorbsiyasi quyidagi kimyoviy reaksiyalar bo‘yicha sodir bo‘ladi: NH 3 + H 2 O ⇄ NH 4 OH + Q 2NH 3 + CO 2 + H 2 O ⇄ (NH 4 ) 2 CO 3 + Q 2NH 3 + CO 2 → NH 2 COONH 4 + Q Bu reaksiyalarning barchasida issiqlik ajralib chiqadi. Shu sababli absorbsiya minoralarida absorbsiya darajasini oshirish uchun namakobni sovutish nazarda tutiladi. Karbonat angidrid absorbsiyasi birin-ketin joylashgan ikkita katta va kichik absorbsiya minoralarida amalga oshiriladi. Katta minora havoni yuvish filtrlari, absorbsiya gazlarini yuvuvchi, gaz sovutgichi, birinchi absorber va tindirgichdan iboratdir. Kichik minora esa absorbsiya gazlarini yuvuvchi, ikkinchi absorber va tindirgichdan iborat bo‘ladi. Bu jihozlarda gazlarning suyuqlik bilan ta’sirlashuv jarayoni amalga oshiriladi, uning tezligi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: 300 Absorbsiya jarayoni yuqori tezlikda o‘tishini ta’minlash uchun fazalar orasidagi kontakt yuza F ni oshirish kerak. Shuning uchun absorbsiya bo‘limida barbotaj minoralari o‘rnatiladi. Ular tarelkadagi bir necha yirik qabariqlardan iborat bo‘lib, qabariqlarga bitta katta qalpoqcha yoki 7-14 ta kichik barbotaj qalpoqchalari joylashtirilgan bo‘ladi (5.5-rasm). Minora balandligi bo‘yicha jarayonning harakatlantiruvchi kuchi ∆c bir tekisda bo‘lishini ta’minlash maqsadida gazlar va suyuqlik orasida qarama-qarshi oqim yuzaga keltiriladi. Tizim qarshiligini kamaytirish uchun absorbsiya bo‘limi jihozlari vakuum ostida ishlaydi. Tarkibida 80-85 g/l NH 3 tutgan absorbsiyalashdan olingan ammiak-tuzli namakob sovutilgandan so‘ng karbonizatsiyaga yuboriladi. 5.5-rasm. Bir- va ko‘p qalpoqchali tarelkalarning tuzilishi va ishlash prinsipi Karbonizatsiya. Karbonizatsiya – quyidagi reaksiyalar bo‘yicha ammoniylashgan namakobga karbonat angidrid gazini yuttirish jarayonidir: 2NH 4 OH + CO 2 ⇄ (NH 4 ) 2 CO 3 + H 2 O +Q (NH 4 ) 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O ⇄ 2NH 4 HCO 3 + Q NH 2 COONH 4 + 2H 2 O ⇄ NH 4 HCO 3 + NH 4 OH + Q Ammoniy gidrokarbonat ishqoriy muhitda NaCl bilan almashinish reaksiyasiga kirishadi, bunda ammoniy gidrokarbonatga nisbatan kam eriydigan natriy gidrokarbonat hosil bo‘ladi: 2NH 4 HCO 3 + NaCl ⇄ NaHCO 3 + NH 4 Cl + Q Karbonizatsiya reaksiyasi qaytar va endotermikdir. Natriy xloridning natriy gidrokarbonatga konversiyalanishning muvozanat darajasi harorat va ta’sirlashuvchi moddalar konsentratsiyasiga 301 bog‘liqdir. Ta’sirlashuvchi moddalar harorati qanchalik past bo‘lsa, konversiyalanish shunchalik katta bo‘ladi. Soda sanoatida konversiyalanish darajasi natriy yoki ammoniydan foydalanish koeffitsienti deb yuritiladi va quyidagi tenglamalar bo‘yicha hisoblanadi: bu yerda: [Cl - ], [Na + ], [NH 4 + ] [HCO 3 - ] – natriy gidrokarbonat cho‘kmasi ustidagi eritma tarkibidagi ionlar konsentratsiyasi, g-ekv/l. Natriy va ammoniydan foydalanish koeffitsienti eritmadagi quyidagi boshlang‘ich komponentlar nisbatiga bog‘liqdir: , , , . Natriy xloridni bikarbonatga, shuningdek uni sodaga konversiyalanish darajasining maksimal qiymatga yetkazishda yuqoridagi nisbatni to‘g‘ri tanlash uchun NaCl–NH 4 HCO 3 –NaHCO 3 – H 2 O sistemasidagi tuzlar eruvchanligini bilish lozim. Bu murakkab sistema P.P.Fedotev, E.I.Orlov, A.P.Belopolskiy, I.N.Shokin va boshqalar tomonidan o‘rganilgan. Karbonat angidrid bilan to‘yingan eritmada nisbat o‘zgarmas haroratda natriy xloridni bikarbonatga konversiyalanish darajasiga ta’sir ko‘rsatadi. Bu nisbat kamayganda ajralib chiqadigan natriy gidrokarbonat miqdori massalar ta’siri qonuniga ko‘ra ortadi. Eritmani suv bilan suyultirish darajasining ortishi, ya’ni va nisbatlarining kamayishi natijasida NaHCO 3 ning cho‘kish darajasi kamayadi, chunki uning suvda eruvchanligi ortadi. Eritmadagi nisbat bilan NH 4 HCO 3 molekulasidagi CO 2 :NH 3 stexiometrik nisbat qanchalik yaqin bo‘lsa, eritmadan shunchalik ko‘p miqdordagi NaHCO 3 cho‘kadi. P.P.Fedotev mazkur sistemani o‘rganish natijasida 15 O C haroratda natriydan maksimal foydalanish koeffitsienti ( ) 78,8% ga, ammoniydan maksimal foydalanish koeffitsienti ( ) esa 85,1%, 30- 32 O C haroratda esa va bir-biriga tengligi, ya’ni 84% ni tashkil etishini aniqladi. 302 Soda zavodlarida karbonizatsiya haororati 24-28 O C bo‘lganda NaCl ning NaHCO 3 ga konversiyasi 75-76% ni tashkil etadi. Shunday qilib, soda ishlab chiqarishiga kiritilgan boshlang‘ich osh tuzining 25% miqdori kalsiy xlorid eritmasi bilan yo‘qotiladi. Ammoniylangan tuzli namakobni karbonizatsiyalash cho‘ktiruvchi karbonizatsiya minorasida amalga oshiriladi (5.6-rasm). Karbonizatsiya minorasining balandligi 23,1 dan 26,1 m gacha, ichki diametri 2,3 dan 2,68 m gacha bo‘lib, silindr shaklidagi minoradir. Minora sovitgichlar joylashtirilgan yettita sovituvchi yirik qabariqlar 1 va 29 ta mayda qabariqlar 2 dan iborat. Ammoniylangan namakob minora yuqori qismidan, tarkibida CO 2 tutgan gaz esa quyi qismidan beriladi va u quyidan yuqoriga qarab qarama-qarshi oqim bo‘yicha harakatlanadi. Fazalar to‘qnashish yuzasini oshirish maqsadida karbonizatsiya, shuningdek absorbsiya minoralariga barbotaj qalpoqchalar o‘rnatiladi. 5.6-rasm. Karbonizatsiya minorasi Ammoniy gidrokarbonatning hosil bo‘lishi minoraning yuqori qismidayoq boshlanadi. Jarayon kechishiga muvofiq holda ammoniy gidrokarbonat natriy gidrokarbonatga konversiyalanadi. Natriy gidrokarbonat eritmani to‘yintiradi va kristallanadi. Natriy gidrokarbonatning hosil bo‘lish reaksiyasi va uning kristallanishiga vaqt 303 sarflanadi, shuning uchun reagentlar ta’sirlashish vaqtini shunday ta’minlanishi lozimki, bunda ular deyarli to‘la ta’sirlashishlari kerak. Buning uchun karbonizatsiya minoralari odatdagi absorbsiya jihozlaridan farqli ravishda namakob bilan to‘la to‘dirilgan bo‘ladi, namakobning reaktorda bo‘lish vaqti 2-2,5 soatni tashkil etadi. Tizim qarshiligini yengish uchun minoraga gaz 2-2,5 atm bosim ostida beriladi. Natriy gidrokarbonatning yirik kristallarini hosil qilish uchun minora harorati 25-30 O Cda ushlab turiladi. Diametri 2,3-2,68 m bo‘lgan minora unumdorligi sutkasiga 85-150 t Na 2 CO 3 ni, diametri 3 m bo‘lgan minora unumdorligi esa sutkasiga 250 t Na 2 CO 3 ni tashkil etadi. Download 7.06 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|