M. N. Musayev sanoat chiqindilarini tozalash texnologiyasi
Download 3.87 Mb. Pdf ko'rish
|
|
118 www.ziyouz.com kutubxonasi c h iq in d i g a z 10.7-rasm. Azot oksidli chiqindi gazlarni torf-ishqor asosidagi adsorbent yordamida tozalash texnologik sxemasi: 1-tem iryo‘l vagoni; 2,17-omborlar; 3,9 ,1 4 - o ‘rachalar; 4,10,15-elevatorlar; 5-bunker; 6,8,13,16-shneksim on transportyorlar; 7-bolg‘asimon maydalagichlar; 11-adsorber; 12- ta’minlovchi. Qurilmaga to rf tem iryo‘l vagonlarida keltiriladi va transportyor yordam ida o'rachaga tushiriladi. U yerdan esa elevator yordamida hunkeiga yuklanadi. Bunkerdan keyin torf maydalagichda kukun holiga keltiriladi va transportyor, elevator yordam ida adsorberga beriladi. Adsorberning diametri 7,3 m, balandligi 10,5 m bo‘lib, mavhum qaynashh to rf qatlamining qarshiligi 4,9 kPa ga teng. Adsorberga am m iak gazi ham beriladi. Chiqindi azot oksidli gaz adsorberning quyi qismidan beriladi. Tozalash jarayonida to ‘yingan adsorbent transportyor va elevator yordamida torf-azotll o ‘g‘it sifatida omborga yuboriladi. Ushbu usulning kapital xarajatlari boshqa usullarga nisbatan kam, lekin torfni o ‘z-o ‘zidan yonib ketish xavfi bo‘ladi. Xuddi shu texnologik sxemada adsorbent sifatida q o ‘ng‘ir ko'm ir, fosfat xomashyosi va lignin chiqindisi ham ishlatilishi mum kin. Bu adsorbentlar ham ishlatilgandan keyin o ‘g‘it sifatida ishlatiladi.
1. Azot oksidlarini adsorbsion usulda tozalash qanday hollarda qo‘llaniladi? 2. Azot oksidlarini ushlab qolish uchun qanday adsorbentlar qo'llaniladi? 3. Qanday xususiyatga ega bo'lgan xemosorbentlar azot oksidlarini ushlab qolishda yaxshi natijalami beradi? 4. Torf-ishqor aralashmasi asosidagi adsorbent yordamida azot oksidlarini ushlab qolish qanday amalga oshiriladi?
www.ziyouz.com kutubxonasi Azot oksidli chiqindi gazlarni katalitik zararsizlantirish usuli Azot oksidlarini yuqori temperaturada katalitik qaytarish jarayoni (texn ologiyasi). U shbu ja ra y o n d a azo t
oksidlari yuqori
tem peraturada katalizator sirtida qaytaruvchi gaz ishtirokida azotgacha qaytariladi. Azot oksidli chiqindi gazlarni katalitik zararsizlantirish uchun katalizator sifatida asosan yuqori aktivlikka ega bo'lgan platina gruppa metallari asosidagi (Pd, Ru, Pf, Rh) katalizatorlari ham da arzon, lekin samarasi pastroq bo'lgan Ni, Cr, Ln, Zn, V kabi metallari asosidagi katalizatorlar ham qo‘llaniladi. Katalizator kontakt yuzasini oshirish maqsadida ushbu elem entlar g‘ovaksimon qattiq va silliq materiallarga shimdiriladi. Bunday materiallarga A120 3 keramika silikagel va boshqalar kiradi. Katalitik jarayonda qaytaruvchi gaz sifatida metan — C H 4, tabiiy va koks gazi, CO, H2 gazlari ishlatiladi. A zo t o k sid li c h iq in d i g a z la rn i to z a la s h ja ra y o n in in g sam a ra si a v v ala m b o r q o 'lla n ila d ig a n k a ta liz a to r va u n in g aktivligiga b o g ‘liqdir. P la tin a g ru p p asi asosidagi k a ta liz a to r q o 'lla n ilg a n d a azo t o k sid larin in g q o ld iq m iq d o rin i 0.005% gacha tushirish m um kin. B unda katalitik jarayon tem p eratu rasi qaytarish jaray o n id a q o ‘llaniladigan gaz qaytargich turiga ham bog‘liqdir. M asalan,
ishlatilganda katalitik jaray o n h aro rati 450° — 4 8 0 °C ,
da 350°C, H 2 va
SO da 250-200°C b o 'lad i. T o zalash ja ra y o n id a quyidagi reak siy alar so d ir b o 'la d i:
4 L 1 1 3. 2N O + 2 CH, -> N , + 2CO, 4
I 1 4. 2 N 0 2 + 4CO -» N 2 + 4 C 0 2 5. 2N O + 2 H 2 -> N 2 + 2H 20 6. 2 N 0 2 + 4H 2 -> N 2 + 4H 20 Reaksiyani o'tkazish uchun gazlar aralashtirilishi vaboshlang'ich haroratgacha qizdirilishi kerak. Odatda sanoatda chiqindi gazlarni azot oksidlaridan katalitik zararsizlantirish uchun gaz qaytaruvchi sifatida tabiiy gaz ishlatiladi, ch u n ki u arzo n va qulaydir. B archa qaytarish reaksiyalari
www.ziyouz.com kutubxonasi ekzoterm ikdir (issiqlik ajralishi bilan), bundan foydalanib gaz aralashmalari shu issiqlik hisobiga qizdiriladi. H arorat reaksiya hisobiga 700°C gacha oshib borishi mumkin. Shuning uchun katalizator yuqori haroratga chidamli bo‘lishi kerak. Endi yuqori haroratda o'tkaziladigan katalitik tozalash jarayonning texnologik sxemasini ko‘rib chiqam iz. 10.8-rasm. Azot oksidli tashlama gazlarni yuqori baroratli noselektiv katalitik tozalash texnologik sxemasi: 1-qizdirgich-separator; 2-issiqlik almashtiigichi; 3- aralasKti^gich; 4-reaktor, 5-rekuperatsion turbina; 6-kotel-utilizator; 7-dudburon(mo‘ri); 8-yondirgich. U shbu texnologik sxemada azot kislotasi ishlab chiqarishda hosil bo‘luvchi azot oksidlarini tabiiy gaz yordamida katalizator ishtirokida yuqorida keltirilgan reaksiya asosida azotgacha qaytarish usuli keltirilgan. Bu yerda azot oksidlari (nitroz gazlar) azot kislotasi olish bosqichida absorberdan chiqib 1—qizdirgichda va 2—issiqlik almashtirgichda qizdirilib, 3—aralashtirgichga beriladi. Aralashtirgichga qaytaruvchi gaz — tabiiy gaz va 8—yondirgichdan qizigan tutun gazlari beriladi (gaz haroratini ko‘tarish uchun). Keyin gaz aralashmasi 4—katalitik reaktorga yuboriladi. Bu yerda katalizator ishtirokida azot oksidlari elem entar azotgacha qaytariladi. Qaytarish reaksiyasi ekzotermik bo'lgani uchun reaksion gazlar harorati yuqori bo'ladi. Shuning uchun ushbu gazlar atmosfera havosiga tashlanishidan oldin 5—rekuperatsion turbina va 6 -k o te l- utilizator (issiq suv bug'lari olinadi) orqali o ‘tkazilib, 7—m o‘ri orqali atmosfera havosiga tashlab yuboriladi. Ushbu usulning afzalligi, gazlar yaxshi tozalanadi, kamchiligi gaz-qaytaruvchining sarfi yuqori, jarayonda qo‘shimcha SO gazining hosil bo'lishligidir.
www.ziyouz.com kutubxonasi Gazlarni azot oksidlaridan katalitik selektiv tozalash texnologiyasi. Ushbu usulda ishlatiladigan qaytargich, ya’ni ammiak — N H 3 faqat NOx gazlari bilan reaksiyaga kirishadi, tozalanayotgan gaz tarkibidagi 0 2 bilan reaksiyaga kirishmaydi. Shuning uchun qaytarish reaksiyasi uchun N H 3 ning miqdorini asosan NOx ga nisbatan ekvivalent miqdorda olish kerak. Reaksiyani t o‘liq borishi uchun N H 3 miqdorini stexiometriyaga qaraganda 10—30 % ortiqroq olinadi. Selektiv tozalash jarayonida quyidagi reaksiyalar boradi: 6NO + 4NH, - > 5 N 2 + 6H 20 6 N 0 2 + 8 N H , - > 7 N 2 + 12H20 Aralashmada kislorodning uchrashi reaksiyaga xalaqit bermaydi. 4NO+4NH, + 0 2 - » 4N2 + 6H 20 Jarayon 180—300°C da boradi. Ekzotermik reaksiya hisobiga harorat 10' —20°C ga ko‘tarilishi mumkin. Agar jarayonda ammiak ko‘proq berilsa, u gazdagi havo kislorodi hisobiga oksidlanishi mumkin: 4NH3+ з о 2 5N2 + 6H2o Azot oksidii chiqindi gazlarni selektiv katalitik tozalash texnologik sxemasi 10.9-rasmda ko‘rsatilgan:
Yuqorida keltirilgan texnologik sxemada azot kislotasini ishlab chiqarishda absorbsiya jarayonida hosil bo'lgan nitroz gazlari 122
www.ziyouz.com kutubxonasi aralashtirgichda am m iak gazi bilan aralashtirilib keyin katalitik reaktorga beriladi. Bu yerda azot oksidlarini qaytaruvchi gaz — ammiak ishtirokida elem entar azotgacha qaytariladi. Keyin rekuperatsion turbina orqali o ‘tib atmosferaga chiqarib yuboriladi. Hozirgi kunda ch iqin d i gazlarni azot oksidlaridan k atalitik zararsizlantirish qurilmalari Chirchiqkimyosanoat, Farg‘ona «Azot» , Navoiy «Azot» korxonalarida o'matilgan.
1. Azot oksidli chiqindi gazlarni katalitik zararsizlantirish uchun katalizator sifatida qaysi m etallar ishlatiladi? 2. Azot oksidli chiqindi gazlarni tozalash jarayoninm g samarasi nimalarga bog‘liq? 3. Katalitik tozalash jarayonida qanday reaksiyalar sodir bo'ladi? 4. Azot oksidlarini katalitik zararsizlantirish uchun gaz-qaytaruvchi sifatida qaysi gazlar ishlatiladi? 5. Yuqori haroratda o ‘tkaziladigan katalitik tozalash jarayonining texnologiyasi qanday amalga oshiriladi? 6. G a z la rn i azo t o k sid la rid a n k a ta litik selektiv to z alash texnologiyasi qanday amalga oshiriladi? 7. Selektiv katalitik tozalash jarayonida qanday kimyoviy reaksiyalar boradi?
123 www.ziyouz.com kutubxonasi 11-BOB. GAZLARNI H 2S , C S 2 VA MERKAPTANLARDAN TOZALASH TEXNOLOGIYALARI Absorbsiya usuli Vodorod sulfiddan tozalash. Ushbu gaz tabiiy gaz tarkibida aralashma sifatida neft, koks kimyo sanoatining chiqindi gazlarida, tekstil, bo‘yoq ishlab chiqarishda, rezinotexnikada, farmatsevtika, selluloza- qog‘oz sanoati gazlarida uchraydi. Bu gaz o ‘tkir, badbo‘y, palag‘da tuxum hidli bo‘lib, o‘pka-nafas yo‘llarini yallig‘lantiradi, siqadi, bosh aylanishi, ko‘ngil aynishi, ko‘z yoshlanishi, konyunktivit, muskul qisqarishi kabi kasalliklarga sababchi bo'ladi REChK =0,008 m g/m 3.
Bu gazlarni tozalash uchun turli xem osorbentlar qo‘llaniladi. X e m o so rb e n tla rn in g x a ra k te ris tik a s i ja d v a ld a k e ltirilg a n . X e m o s o rb e n tla r s ifa tid a m is h y a k -so d a , m is h y a k -p o ta s h , etanolam m , metil 2-pirrolidon, soda, potash, kalsiy sianam id, kaliy fosfat, suvli ammiak eritmalari qo'llaniladi. Ular ichida ayniqsa 20 % li etanolamin eritmasi sanoatda keng qo‘llaniladi. Jadval Absorbent Absorbent bajmi, m ol/m ol Eritmadagl absorbent hajmi Absorbsiya jarayoni harorati, eC Absorbsiya darajasi.% %
M is h y a k - s o d a 1/1
17,28 - 2 0 -4 5 9 2 -9 8 M is h y a k - p o ta s h 3 /1 -
3 5 -5 0 9 4 -9 8
E ta n o la m m 1 /2
- 10-15
2 0 -5 0 9 6 -9 8
M e til 2 - p irro lid o n - - - 2 6 -4 0
9 6 -9 8 S o d a
- 1 5-18
- 40 90 P o ta sh - 2 0 -2 5 - 4 0 -5 0
9 0 -9 8 K alsiy sia n a m id 3 /1 -
3 0 -4 5 9 8 -9 9
K aliy fosfat 1/1
4 0 -5 0 - 2 0 -4 0 9 2 -9 7 Ammiukli
I/I 5-15
2 20-30
85-90 Soda va nikel fosfat 1/1 40-50
- 20-30
95-97 Vakuum-karbonat usullari. U shbu usullarda ch iq in d i gaz tarkibidagi vodorod sulfid gazi natriy yoki kaliy karbonat tuzlarining eritm alariga yutiladi. Keyin to'yingan eritm ani vakuum ostida
www.ziyouz.com kutubxonasi qizdirish, sovitish yo‘li bilan regeneratsiya qilinib, yana absorbsiya jarayoniga qaytariladi. Bunda quyidagi reaksiyalar sodir boMadi: M e2CO, + H 2S S M eH C O ,+ M eH S M e2CO, + H 20 + C O 2 ±i 2 M eH C O , M eH S + C 0 2 + H 2O S M eH C O , + H 2S Absorbsiya uchun ishlatiladigan natriy karbonat, natriy bikarbonat va kaliy karbonat, kaliy bikarbonatlam ing turli eruvchanligi bois, ularning konsentratsiyalari ham tu rlich a b o ‘ladi. Potash(kaliy karbonat) suvda yaxshi eriydi, shuning uchun yaxshi yutuvchanlik qobiliyatiga ega bo‘lgan uning yuqori konsentratsiyali eritmalari qo‘llaniladi. Bu uning sarfini kamayishiga va potashning regeneratsiyasi uchun sarf bo'ladigan bug‘ning sarfini ham kamaytiradi. Usulning kam chiligi — potashning yuqori narxdaligidir. Shuning uchun ko‘pincha soda usuli qoMlaniladi. V akuum -karbonat usulida chiqindi gaz tarkibidagi vodorod sulfiddan tozalash texnologik sxemasi quyidagi 11.1 -rasmda keltirilgan. ll.l-r a s m . Vakuum-karbonat usulida gazni vodorod sulfiddan tozalash texnologik sxemasi: 1-absorber; 2 ,9 - nasoslar; 3- kondensator-sovitgich; 4-issiqlik almashtirgichi; 5-qizdirgich; 6-regenerator; 7-sirkulatsion qizdiigich; 8-sig‘im; 10-sovitgich; 11-vakuum-nasos; 12-sovitgich; 13-pech; 14-kotel-utilizator. G az 1— ab so rb erd a to z alan g a n d an keyin t o ‘yingan eritm a 3 —k o n d e n s a to r - s o v itg ic h g a b e r ila d i. B u y e rd a y u tu v c h i suyuqlikning regeneratsiyasi ja ra y o n id a ajralgan bug‘larning 125 www.ziyouz.com kutubxonasi issiqligi hisobiga qizdiriladi. Keyin eritm a 4—issiqlik almashtirgichi va 5—qizdirgich orqali o ‘tib 6—regeneratorga beriladi. E ritm a vakuum ostida (15,6 kPa) qaynatish orqali regeneratsiya qilinadi. R egeneratsiyalangan eritm a a w a l 8—sig‘imga, keym esa issiqlik alm ashtirgichi va 10—sovitgich orqali o ‘tib, qayta 1—absorberga gazni tozalash uchun yuboriladi. Regeneratsiya jarayonida ajralgan vodorod sulfid va suv bug‘lari 11—vakuum -nasos yordam ida 3—kondensator-sovitgich orqali so 'rib olinadi. Bu yerda suv b ug'larining k o 'p m iqdori k o n densatlanadi. Qolgan qismi 12— sovitgich orqali o ‘tadi va bug' tarkibidagi vodorod sulfid gazi 13 — pechda yoqiladi. Shundan keyin pechda yoqish jarayonida hosil bo'lgan oltingugurt dioksidi oksidlanishga va sulfat kislota olishga yuboriladi.
40-50% kaliy fosfatli eritm a qo'llaniladi: K3P 0 4+ H 2S±;K H S+K 3H P 0 4 To'yingan eritmadan vodorod sulfid 107—115 °C da qaynatish orqali ajratiladi. Bunda qaynatgichlaming korroziyasi kuzatilmaydi. Eritma stabil bo'lib, uning sifatini pasayishi sodir bo'lmaydi. Mishyak-ishqoriy usul. Absorbentning xiliga qarab bu usul mishyak- sodali va mishyak-am m iakli usullarga bo'lm adi. A bsorbentlarni tayyorlash usun mishyak — As20 3 moddasi N a2C 0 3 yoki N H 4OH larda eritiladi. Soda eritmasida erish jarayonida quyidagi reaksiya sodir bo'ladi: N a2C 0 3+As20 3+ H 20 ± ;2 N a2HAs20 3+ 2 S 0 2 Yutuvchi suyuqlik vodorod sulfid bilan o'zaro ta ’sir qilganda hosil bo'ladi:
N a2HAs20 3+ 5 H 2S S N a 4As2S5+ 6 H 20 Na4As2S5+ 0 2±?Na4As2S50 2 Hosil bo'lgan oksisulfomishyak-natriy tuzi vodorod sulfid uchun yutuvchi eritma hisoblanadi. Absorbsiya jarayoni quyidagicha boradi: N a4As2S50 2+ H 2S = N a4As2S60 + H 20 Ushbu eritma kislorod yordamida regeneratsiya qilinganda oltingugurt moddasi ajralib chiqadi:
www.ziyouz.com kutubxonasi 2N a4As2S60 + 0 2= 2 N a 4As2S ,0 2+S Reaksiyada ajralgan oltingugurt moddasi eritm adan ajratiladi, regeneratsiyalangan eritma esa yana absorbsiyaga qaytariladi. Jarayonda quyidagi qo ‘shim cha reaksiyalar sodir bo ‘ladi: N a2C 0 ,+ H 20 = N a 0 H + N a H C 0 , N a2C 0 ,+ H 2S = N a H S + N a H C 0 3 N a2C 0 3+ H 2S = N a H S + C 0 2+ H 20 N a 0 H + H 2S = N a H S + H 20 Jaray o n n in g (Tiloks jarayoni) texnologik sxem asi quyidagi 11.2-rasmda keltirilgan.
Tozalanadigan gaz absorberda vodorod sulfiddan ajratiladi. Absorberda to‘yingan eritma issiqlik almashtiigichida 40°C gacha qizdiriladi, keyin regeneratsiya jarayoniga yuboriladi. Regeneratorga qisilgan havo berilib, eritma orqali barbotaj qilinadi. Bunda havo kislorodi ta’sirida eritmadagi vodorod sulfid oksidlanib oltingugurt moddasiga aylanadi va havo pufakchalari bilan suyuqlik yuzasiga qalqib chiqadi. Eritma esa qayta absorbeiga qaytariladi. Hosil bo‘lgan oltingugurt vakuum-filtrda ajratiladi. Absorbsiya jarayoniga eritmadagi mishyak konsentratsiyasi va uning pH i ta ’sir ko‘rsatadi. Mishyak konsentratsiyasi 15 dan 25 g/1 gacha ko‘tarilsa H 2S ning yutilish(absorbsiya) darajasi ham 81 dan 97% gacha ko‘tariladi. Eritma pH ining optimal ko‘rsatkichi 7,8-7,9 bo‘lishi kerak. 127 www.ziyouz.com kutubxonasi Jarayonning kamchiligi: soda eritmasining katta sarfi, absorbentda aralashmalaming uchrashidir. Bu esa jarayonni o ‘tkazishda m a’lum bir qiyinchiliklar tug‘diradi.
gidrooksidining ikki va uch valentli aralashmasi ishlatiladi. Suspenziya 10%li N a2C 0 3 eritm asi va 18%li tem ir kuporosi eritm alarini aralashtirish bilan tayyorlanadi: F e S 0 4+ N a 2C 0 1+ H 20 - > F e ( 0 H ) 2+ N a 2S 0 4+ C 0 2 Eritma orqali havo o ‘tkazilganda tem ir gidrooksidi oksidlanadi va uch valentlikka o'tadi:
Vodorod sulfidning absorbsiyasi quyidagi reaksiyalar asosida boradi: H2S + N a 2CO, ->N aH S + N aH S O , 3 N a H S + 2 F e (0 H ),-> F e 20 3+ 3 N a 0 H + 3 H 20 3 N a H S + 2 F e (0 H )3-» F e S + S + 3 N a 0 H + 3 H 20 Eritmani regeneratsiya qilish uchun u orqali havo o ‘tkaziladi, bunda elem entar oltingugurt hosil bo'ladi:
Regeneratsiya natijasida yutilgan H 2S ning 70% i elem entar oltingugurt moddasiga aylanadi, qolgani (N aH S ko'rinishida) natriy tiosulfat ko‘rinishiga o'tadi: N a H S + 2 0 2->N a2S20 3+ H 20 Usulning tozalash darajasi 80% rri tashkil etadi. Etanolaminlar yordamida tozalash. Ushbu usulda vodorod sulfld va uglerod dioksidi m onoetanolam in yoki trietanolam in eritmalariga yutiladi. Asosan m onoetanolam inning 15-20% li eritmasi sanoatda keng qo‘llaniladi, chunki u yuqori yutuvchanlik va regeneratsiyalanish qobiliyatiga ega. M onoetanolam in yordamida tozalash texnologik sxemasi quyidagi 11.3-rasmda keltirilgan. 128 www.ziyouz.com kutubxonasi Tozalangan gaz 11.3-rasm. Gaz tarkihidagi H2S va C 0 2 larini monoetanolamm eritmasi yordamida tozalash texnologik sxemasi: 1-absorber; 2-desorber; 3-issiqlik almashtirgich; 4-nasos; 5,6-sovitgich. Yuqoridagi sxemada gaz 1—absorbem ing pastki qismiga beriladi, yuqoridan esa 20%li m onoetanolam in (M EA ) eritm asi purkaladi. Shunda gaz tarkibidagi oltingugurt birikm alari M EAga yutiladi. To'yingan absorbent absorberning quyi qism idan chiqadi va 3— issiqlik alm ashtirgichi orqali o 'tib 2 — desorberga beriladi. Bu yerda to 'y in g an M EA eritm asi b u g ‘ hisobiga qay n atilad i va tarkibidagi oltingugurt birikm alari desorbsiya jarayoni natijasida ajralib chiqadi. Ajralgan oltingugurt birikm alari 2—desorberning yuqori qism idan 6—sovitgichda sovitilib ikkilam chi xom ashyo sifatida qayta ishlashga yuboriladi. Tozalangan (regeneratsiyalangan) absorbent — M EA eritm asi esa desorberning quyi qism idan 4 — nasosga yuboriladi va u yerdan 3—issiqlik alm ashtirgichi orqali o ‘tib ( o ‘z issiqligini beradi) 5— sovitgkhga uzatiladi. Bu yerda eritmaning temperaturasi 35—40°C gacha sovitilib, qayta absorbsiya jarayoniga beriladi. Jarayonda quyidagi reaksiyalar boradi:
(absorbsiya bosqichi) Download 3.87 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|