I shamshidinov noorganik moddalar va
Download 7.06 Mb. Pdf ko'rish
|
|
Filtrlash. Tarkibida NH
4 Cl, NH 4 HCO 3 , (NH 4 ) 2 CO 3 , NaCl tuzlari bo‘lgan eritmadan NaHCO 3 kristallarini filtrlash uzluksiz ishlaydigan vakuum-filtrlarda amalga oshiriladi (5.7-rasm). Vakuum-filtr ochiq baraban ko‘rinishida bo‘lib, uning yon sirt yuzasi metalla to‘rdan yasalgan va filtrlovchi material, tortilgan bo‘ladi. Baraban tegana idish shaklida aylanadi, u eritmadagi natriy gidrokarbonat susperziyasini aralashtirgich 10 ga yetkazib beradi. 5.7-rasm. Uzluksiz ishlaydigan vakuum-filtr sxemasi Vakuum-filtr vakuum yacheykasi 1, surib chiqarish yacheykasi 2, oraliq yacheykalar 3 dan iborat. Filtr barabani 1,1-3,4 ayl/min tezlikda gorizontal val 7 da aylanadi, u orqali havo, gazlar va suyuqlik so‘rib chiqariladi. Uning yuzasi bo‘yicha aylanishda taqsimlovchi golovka 8 304 ning so‘rish seksiyasida natriy gidrokarbonat qatlami 4 cho‘ktiriladi, baraban aylanganda cho‘kma qatlami yuvish seksiyasi 6 da eriydigan tuzlardan ajratish uchun suv bilan yuviladi. Filtrlovchi material to‘qimalari orasiga cho‘kma tiqilib qolishini oldini olish uchun purkagich 9 yacheykasidan beriladigan qisilgan havo bilan filtr tozalanadi. Tarkibida taxminan 14% suv bo‘lgan natriy gidrokarbonat pichoq 5 bilan ajratib olinadi, transportyorga kelib tushadi va uni kalsinatsiya uchun pechga yuboriladi. Shunday filtrning unusdorligi sutkasiga 160-200 t sodani tashkil etadi. Filtrdan so‘rib olingan havo tarkibida karbonat angidrid va ammiak bo‘ladi, uni absorberga (filtr havosini yuvadigan) yuboriladi va u yerda gazdan NH 3 va CO 2 tutib qolinadi. Filtrat suyuqligi disstilyatsiyaga uzatiladi. Kalsinatsiya. Kalsinatsiya bo‘limida filtrlangan va yuvilgan nam holatdagi natriy gidrokarbonatning parchalanishi natijasida kalsinatsiyalangan soda, karbonat angidrid va suv hosil bo‘ladi. Qizdirilish natijasida quruq natriy gidrokarbonat (NaHCO 3 ) quyidagi reaksiya bo‘yicha parchalanadi: 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O – 125,6 kj CO 2 va H 2 O ning 100kPa (1 atm) bosimida parchalanishi 120 o C haroratda sodir bo‘ladi. Fazalar qoidasiga ko‘ra, bu tizim bir erkinlik darajasiga ega va shuning uchun bug‘ fazasining muvozanat bosimi faqat haroratga bog‘liqdir. Harorat oshirishi bilan muvozanot o‘ng tomonga siljiydi va natijada reaksiya tezligi oshadi. Natriy gidrokarbonat tarkibida nam va qo‘shimchalar borligi uchun amaldagi sharoitlarda uning termik parchalanishi murakkablashadi. Odatda, nam natriy gidrokarbonat quyidagi (%) tarkibga ega bo‘ladi: NaHCO 3 .................................................... 76-80 Na 2 CO 3 ...................................................... 2-3 NH 4 HCO 3 .................................................. 1-2 (NH 4 ) 2 CO 3 ................................................ 1 NaCl .......................................................... 0,2-0,4 H 2 O ........................................................... 14-20 Kalsinatsiya yoki natriy gidrokarbonatning parchalanishi tashqi yuzasi qizdirilgan gazlarda isitiladigan silindrik po‘lat barabanlarda 305 (uzunligi 18-25 m, diametri 2-2,5 m) 140-170 O C haroratda o‘tkaziladi. Shunday qilib, yoqilg‘i gazlari barabanda olinadigan sodani ifloslantirmaydi. Natriy gidrokarbonat tarkibidagi namlik jihozli tuzilishni murakkablashtiradi, chunki yopishqoq bo‘lganligi sababli u jihozlar devorlariga yopishib qoladi. Natriy gidrokarbonatning to‘yingan eritmasi issiq yuza bilan to‘qnashishi natijasida bug‘lanishining intensiv jarayoni kuzatiladi. Kristallanayotgan qattiq faza zich yuzaga yopishadigan qatlam hosil qiladi. Issiqlik uzatuvchanligi past bo‘lgan sodaning qattiq katlami issiqlik uzatishni yomonlashtiradi hamda tashqaridan qizdiriladigan soda o‘choqlarining devorlarini kuydirishi mumkin. Bu xodisaning oldini olish uchun nam natriy gidrokarbonat kalsinatsiyalashdan oldin odatda uning baraban devorlariga yopishib qolishini oldini olish maqsadida yangi kuydirilgan soda (soda returi) bilan aralashtiriladi. Buning natijasida yangi qattiq faza tron (Na 2 CO 3 3NaHCO 3 2H 2 O) hosil qiladi. Erkin namlik kristallizatsiya suviga bog‘lanadi va sochiluvchan mahsulot hosil qiladi: 3NaHCO 3 + Na 2 CO 3 + 2H 2 O Na 2 CO 3 3NaHCO 3 2H 2 O + 21,9 kj Termografik tadqiqotlar natijasiga ko‘ra, 111 0 C haroratda qizdirilishi natijasida trondan kristallizatsiya suvi chiqib ketadi: Na 2 CO 3 3NaHCO 3 2H 2 O Na 2 CO 3 3NaHCO 3 + 2H 2 O – 320,3 kj 127 O C haroratda esa ikkilamchi tuzning parchalanishi kuzatiladi: 2(Na 2 CO 3 3NaHCO 3 ) 5Na 2 CO 3 + 3H 2 O + 3CO 2 – 472,6 kj Ushbu reaksiya eng sekin o‘tadigan va umuman kalsinatsiya jarayoni borishini belgilaydigan reaksiya hisoblanadi. Texnik natriy gidrokarbonat tarkibida ammoniy karbonat va xloridlari hamda natriy gidrokarbonat bilan birgalikda kristallanadigan natriy karbonat tuzlari ham mavjuddir. Qizdirilganda natriy karbonat bilan birgalikda cho‘kmaga aralashgan ammoniy karbonatlari parchalanadi: (NH 4 ) 2 CO 3 = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 HCO 3 = NH 3 + CO 2 + H 2 O Ushbu reaksiya natijasida ammiakning yarimi, qolgan qismi esa natriy gidrokarbonatning tronga o‘tish jarayonida ajralib chiqadi. Ammoniy xlorid natriy gidrokarbonat bilan reaksiyaga kirishadi qattiq osh tuzi qo‘shimchasi holatida qoladi: 306 NH 4 Cl + NaHCO 3 NaCl + NH 3 + H 2 O + CO 2 Shunday qilib, kalsinatsiya jarayoni sodaning asosan tron va natriy gidrokarbonatlardan hosil bo‘lish jarayonlaridan iboratdir. Kalsinatsiya jarayoniga kelib tushayotgan tron va natriy gidrokarbonatlarning nisbati aralashtirish sifati hamda natriy gidrokarbonat namligi bilan belgilanadi. Nam natriy gidrokarbonat tarkibidagi kristallizatsion shakldagi bo‘lgan fizikaviy namlikni bog‘lash uchun stexiometriyaga muvofiq 1 kg namlik uchun 2,94 kg soda berilishi zarur. Sodaning umumiy miqdorini quyidagi formula bo‘yicha hisoblash mumkin: 5.8-rasm. Kalsinatsiya bo‘limining prinsipial sxemasi. 1-bug‘ kalsinatori; 2-aralashtirgich; 3,15-yacheykali ta’mirlagich; 4,10-lentali transportyor; 5-tebranuvchi ta’mirlagich; 6 –bunker; 7-kovshli tashlagich; 8,9,14,16-transportyor; 11-siklon; 12-kalsinatsiya gazi kollektori; 13-separator; 17-kondensat yig‘gich; 18-markazdan qochma nasos; 19-kuchsiz eritma yig‘gichi; 20-kalbsinatsiya gazi sovutgichi; 21-reduksiyali sovutgich qurilmasi (RSQ); 22-kalsinatsiya gazini yuvgich; 23-yuvilgan eritma sig‘imi. Amalda ushbu nisbat kattaroq buladi. Odatda soda pechi yoki bug‘ kalsinatori normal ishlashi uchun natriy gidrokarbonat yoki kalsinatsiyaga kelib tushayotgan aralashmaning keltirilgan namligi 6-8% dan oshmagan bo‘lishi zarur. Shundan kelib chiqqan holda soda returi miqdorini quyidagi formula bo‘yicha hisoblash mumkin: 307 bu yerda: R – soda returi sarfi, kg/kg nam natriy gidrokarbonatga nisbatan; G soda – sodadagi Na 2 CO 3 miqdori, %; W 1 – kalsinatsiya jarayoniga kelib tushayotgan aralashmadagi namlik, amalda 7% deb qabul qilingan; W 2 – xom natriy gidrokarbonatning namligi, %. Ko‘p hollarda soda returi ishlatilmaydi. Barabanning ichida uning butun uzunligi bo‘yicha temir zanjir joylashtirilgan bo‘ladi, u baraban 5 ayl/min tezlikda aylanganda sodani aralashtiradi va yirik bo‘lakchalarni maydalaydi. Kalsinatsiya jarayonlarini amalga oshirish uchun returli yoki retursiz soda o‘choqlari va bug‘ kalsinatorlari ishlatiladi. 5.8-rasmda natriy gidrokarbonatning kalsinatsiya jarayonida aylanma bug‘ kalsinatorlari qo‘llanilgan texnologik sxemasi keltirilgan. Filtrda yuvilgan natriy gidrokarbonat umumiy lentali transportyordan (10) kovshli tashlagich (7) yordamida tebranma ta’minlagich (5) bunkeri (6) ga uzatiladi. Undan tebranma ta’minlagich va lentali transportyorlar (4) bilan yacheykali ta’minlagich (3) orqali aralashtirgich (2) ga beriladi. Aralashtirgichga soda returi va siklon (11) da kalsinatsiya gazlaridan ajratilgan soda ham kelib tushadi. Aralashtirgichda tayyorlangan soda-gidrokarbonat aralashmasi (tron) kalsinator (1) barabanining quvurlararo maydoniga yuboriladi. Baraban egilishi va aylanishi hisobiga kalsinatsiya qilinayotgan massa issiqlik uzatuvchi yuza bilan (qobirg‘ali quvurlar) kontakt hosil qiladi va qobirg‘ali quvurlar bo‘ylab mahsulot chiqishi tomoniga suriladi. Issiqlik asosan natriy gidrokarbonat namligini bug‘latish, parchalanish kimyoviy reaksiyalari va mahsulotning qizdirilishiga sarflanadi. Tronning qizdirilishi hisobiga kalsinatsiyalangan soda va kalsinatsiya gazlari (CO 2 +NH 3 +H 2 O) hosil bo‘ladi. Yacheykali ta’minlagich (15) orqali kalsinatsiyalangan soda kalsinatordan chiqadi va transporterlar (8,9,16) tizimiga kelib tushadi. Ta’minlagich orqali egilgan transportyor (8) dan aralashtirgichga soda beriladi. Sodaning qolgan qismi transportyorlar (9,14) orqali omborga yuboriladi. Aralashtirgich (2) orqali kalsinatordan kalsinatsiya gazlari chiqarib yuboriladi. Aralashtirgichda kompressor yordamida vakuum hosil qilinadi. Kompressordan oldin gazlar siklonlar (11) da quruq hamda kalsinatsiya gazi kollektorlari (12) va yuvitgich (22) da ho‘l tozalanadi. Yuvgichdan oldin kalsinatsiya gazlari sovutgich (20) da sovutiladi. Kalsinatsiya gazlari sovitgichida suv bug‘larining kondensatsiyasi natijasida hosil bo‘ladigan kuchsiz suyuqlik kalsinatsiya gazlari kollektoriga beriladi. Ushbu suyuqlik gaz bilan to‘qnashishi 308 natijasida qisman ammiak va soda changini o‘ziga yutib qoladi. Shundan keyin suyuqlik chiqindi yig‘gich (19) ga kelib tushadi. Sovutgich (20) da quvurlar orasida gaz yuqoridan pastga tomon harakatlanadi, quvurlarning ichida esa sovituvchi suv qarama-qarshi oqimda yuradi. Sovutgich quvurlarida kristallanmasligi va gazning soda changidan yaxshi yuvilishi uchun quvurlar orasiga kuchsiz suyuqlik sepiladi. Yuvitgichda gazga suv sepilishi hisobiga u qo‘shimcha sovutiladi hamda soda va ammiakdan to‘liq yuviladi. Kalsinatorni qizdirish uchun yuqori bosimli suv bug‘i beriladi. Kalsinatorga berishdan oldin suv bug‘i reduksion sovutgich qurilmadan (RSQ) o‘tadi hamda bu yerda uning harorati 270 0 C va bosimi 3 MPa gacha pasaytiriladi. Kalsinatsiyalanayotgan materialga issiqlik uzatilib, kalsinator quvurlari ichida suv bug‘i kondensatsiyalanadi. Kalsinatordan kondensat keyinchalik past bosimli bug‘ga aylanishi uchun yig‘gich (17) ga beriladi. Soda returi ishlatiladigan pechlar sxemalar ko‘rib chiqilgan texnologik sxemaga o‘xshash bo‘ladi. Retursiz soda pechlari qo‘llanilganda nam natriy gidrokarbonat o‘choq barabaniga maxsus tashlagich orqali beriladi. Uning soda bilan aralashishi o‘choqning ichida o‘tadi va shuning uchun texnologik sxemadan aralashtirgich chiqarib tashlanadi va sodaning tashilishi soddalashadi. Yuqorida ko‘rsatilganidek, vakkum-filtrdan keyin natriy gidrokarbonat tarkibidagi namlik miqdori 16-18% ni tashkil qiladi. Kalsinatsiyaga sarflanadigan 40% issiqlik ushbu namlikni bug‘latishga sarflanadi va shuning uchun natriy gidrokarbonatning namligini kamaytirish kalsinatsiyadagi energiya sarflanishini kamaytirishning samarali yo‘li deb xisoblanadi. Sentrifugada namlikni ajratgan holda natriy gidrokarbonatning namligini sezilarli miqdorda (4-8% gacha) kamaytirish mumkin. Sentrifugalar yordamida natriy gidrokarbonatning namligini kamaytirilishini bir necha variantlari ma’lumdir. Filtrda natriy gidrokarbonatni yuvish yoki yuvishsiz filtr-sentrifuga jihozlarining qo‘llanilishi eng rivojlangan usul hisoblanadi. Bu usullar Yaponiya va Germaniya soda zavodlarida qo‘llanilmoqda. Filtrli suyuqlik bilan mayda kristall natriy gidrokarbonatning yo‘qolishi yuqori bo‘lgani uchun sentrifuga kam qo‘llaniladi. 309 Na 2 CO 3 va qo‘shimchalarning sodadagi miqdori boshlang‘ich natriy gidrokarbonatning tarkibi va jarayon harorati bilan bog‘liq bo‘ladi. Jarayon harorati chiqayotgan soda harorati bilan bog‘iq bo‘ladi. Jihozlarda materialni qizdirish vaqti va jarayonni o‘tkazish sharoitlari soda pechlaridagi harorat rejimi belgilanadi. Barabanning to‘ldirish koeffitsienti 0,3 bo‘lgan holda returli soda pechida material bir soatgacha va bug‘ kalsinatorida 20-25 min davomida bo‘ladi. Nam natriy gidrokarbonat soda bilan aralashishi natijasida aglomeratlar hosil bo‘lishiga olib keladi va retursiz soda o‘choqlarida kalsinatsiya harorat oshib ketadi. Bunday hollarda yirik donachalarning barcha massasi bo‘yicha kalsinatsiya jarayonini yakunlash uchun harorat oshirilishi zarurdir. Natriy gidrokarbonat parchalanishida hosil bo‘lgan tarkibida 85- 95% CO 2 tutgan gaz pechdan chiqadi va uni soda changidan tozalangandan so‘ng 2-2,5 atm bosim ostida karbonizatsiya kolonnasiga uzatiladi. Soda pechining unumdorligi uning o‘lchamiga, qizdirilish usuliga va hokazolarga bog‘liq bo‘lib, sutkasiga 100-220 t ni tashkil etadi. Download 7.06 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|