Kimyo va kimyoviy texnologiya
Download 1.47 Mb. Pdf ko'rish
|
Ma ruzalar kursi.pdf filename=utf-8 Ma ruzalar kursi(6)
|
Kalsinasiya jarayoni. Kalsinasiya bo‘limida filtrlangan va yuvilgan nam holatdagi natriy gidrokarbonatning parchalanishi natijasida kalsinasiyalangan 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 0 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. 63 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-,4 H 2 O ........................................................... 14-20 Kalsinasiya yoki natriy gidrokarbonatning parchalanishi tashqi yuzasi qizdirilgan gazlarda isitiladigan silindrik po‘lat barabanlarda (o‘zunligi 18-25 m, diametri 2-2,5 m) 140-170 O S 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 kalsinasiyalashdan 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 3NaNCO 3 2H 2 O) hosil qiladi. Erkin namlik kristallizasiya 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 kDj Termografik tadqiqotlar natijasiga ko‘ra, 111 0 S haroratda qizdirilishi natijasida trondan kristallizasiya suvi chiqib ketadi: Na 2 CO 3 3NaHCO 3 2H 2 O Na 2 CO 3 3NaHCO 3 + 2N 2 O – 320,3 kj 127 0 S haroratda esa ikkilamchi tuzning parchalanishi kuzatiladi: 2(Na 2 CO 3 3NaHCO 3 ) 5Na 2 CO 3 + 3N 2 O + 3SO 2 – 472,6 kDj 64 Ushbu reaksiya eng sekin o‘tadigan va umuman kalsinasiya 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: NH 4 Cl + NaHCO 3 NaCl + NH 3 + H 2 O + SO 2 Shunday qilib, kalsinasiya jarayoni sodaning asosan tron va natriy gidrokarbonatlardan hosil bo‘lish jarayonlaridan iboratdir. Kalsinasiya jarayoniga kelib tushayotgan tron va natriy gidrokarbonatlarning nisbati aralashtirish sifati hamda natriy gidrokarbonat namligi bilan belgilanadi. Nam natriy gidrokarbonat tarkibidagi kristallizasion 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: Amalda ushbu nisbat kattaroq buladi. Odatda soda pechi yoki bug‘ kalьsinatori normal ishlashi uchun natriy gidrokarbonat yoki kalsinasiyaga 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: bu yerda: R – soda returi sarfi, kg/kg nam natriy gidrokarbonatga nisbatan; G coda – sodadagi Na 2 CO 3 miqdori, %; W 1 – kalsinasiya jarayoniga kelib tushayotgan 65 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. 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. Kalsinasiyaga sarflanadigan 40% issiqlik ushbu namlikni bug‘latishga sarflanadi va shuning uchun natriy gidrokarbonatning namligini kamaytirish kalsinasiyadagi 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. Filьtrda natriy gidrokarbonatni yuvish yoki yuvishsiz filьtr-syentrifuga jihozlarining qo‘llanilishi eng rivojlangan usul hisoblanadi. Bu usullar Yaponiya va Gyermaniya soda zavodlarida qo‘llanilmoqda. Filьtrli suyuqlik bilan mayda kristall natriy gidrokarbonatning yo‘qolishi yuqori bo‘lgani uchun syentrifuga kam qo‘llaniladi. 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 koeffisiyenti 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 kalsinasiya harorat oshib ketadi. Bunday hollarda yirik donachalarning barcha massasi bo‘yicha kalsinasiya 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 karbonizasiya kolonnasiga uzatiladi. 66 Soda pechining unumdorligi uning o‘lchamiga, qizdirilish usuliga va hokazolarga bog‘liq bo‘lib, sutkasiga 100-220 t ni tashkil etadi. Nazorat savollari 1. Kalsinasiya bo‘limining asosiy vazifasi? 2. Kalsinasiya jarayonining asosiy reaksiyasi? 3. Xarorat va bosimning kalsinasiyaga ta’siri? 4. Natriy gidrokarbonatdagi namlikning kalsinasiya jarayoniga ta’siri? Download 1.47 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|