Mavzu: Absorbsiya jarayonida 1-absorberning ab-1 moddiy balansini tuzish

Mavzu: Absorbsiya jarayonida 1-absorberning AB-1 moddiy balansini tuzish

Soda ishlab chikarishida ammiak HCO₃^- ionlarini NH₄HCO₃ va xlor ionlarini NH₄Cl moddalar shaklida bog‘laydi:

NaCl+NH₄HCO₃⇄NaHCO₃+NH₄Cl
Ammiak tayyor mahsulotning tarkibiga kirmaydi va ammoniyxlorid regeneratsiya bo‘lganidan keyin ammoniylash jarayoniga qaytariladi. Ammiakning asosiy qismi (460 kg/t sodaga) distillyasiya bo‘limidan keladi. Ammiakning qolgan qismi (75 kg/t) karbonizatsiya bo‘limi va 4 kg/t barabanli vakkum – filtr havosi bilan keladi. Bu gazlar tarkibida ammiakdan tashqari uglerod dioksid va suv buglari mavjud. Masalan, distillyasiya gazlari bilan 1 t sodaga 260 kg SO₂ va 140 g suv bug‘lari kelib tushadi, karbonizatsiya gazlari bilan 70 kg SO₂ va 40 kg suv bug‘lari kelib tushadi.
Ammiak suvda issiqlik ajralib chiqishi bilan eriydi:
NH_3g+H₂O_s⇄NH₄OHe+35,2 kDj
Gidratlangan va gidratlanmagan ammiaklar orasida muvozanat o‘rnatiladi:
NH₃e+H₂Os⇄NH₄OHe
Ikkinchi tomonidan erigan gidratlanmagan uglerod dioksid gidratlanmagan erigan ammiak bilan reaksiyaga kirishadi va ammoniy karbamat hosil bo‘ladi:
CO₂e+2NH₃e⇄NH₂COONH₄e
Bu reaksiya quyidagi pog‘onalar orqali amalga oshadi:
NH₃+CO₂⇄NH₂COO^-+H⁺
NH₃+H⁺⇄NH₄⁺
Hosil bo‘lgan ammoniy karbamat gidrolizga uchraydi:
NH₂COONH₄e+H₂Oc⇄NH₄NCO₃e+NH₃e
Ammoniylash jarayonida gaz fazadagi ammiakning muvozanatli bosimini quyidagi E.YA. Turxanning tenglamasi bo‘yicha aniqlash mumkin:

N-titrlanayotgan ammiakning konsentratsiyasi;
T-temperatura;
K, n va c – eritmadagi CO₂ ning miqdoriga bog‘liq koeffitsientlar. Namokob bilan NH₃ va CO₂ gazlar yutilishi murakkab sorbsion jarayonlar qatorida turadi.
Ammiak yaxshi eriydigan gaz, uning absorbsiya tezligi yuqori bo‘lib, gaz qoplamasini diffuzion qarshiligi bilan aniqlanadi.
Uglerod dioksid yaxshi erimaydigan gaz, uning absorbsiya tezligi kam bo‘lib, suyuq qoplamasi qarshiligi bilan aniqlanadi. Ammiak borligida CO₂ gaz yutilishi qaytar kimyoviy reaksiya paydo bo‘lgani uchun murakkablashadi. Bundan tashqari, ammiak borligida CO₂ ning muvozanatli bosimi kamayadi.
Ammiak va uglerod dioksididan tashqari absorbsiya jarayoniga suv bug‘lari ham kelib tushadi. Suv bugining muvozanatli bosimini A.G.Belopolskiy tenglamasi bo‘yicha aniqlash mumkin:

R₀-toza suv ustidagi suv buglarining bosimi;
[NaCl], [NH₃], [CO₂]-tegishli komponentlarning konsentratsiyalari.
Ammoniylash natijasida suv buglarining ko‘p qismi kondensatlanadi va buning hisobiga namokobning hajmi 3-4% ga oshadi.
Bu, o‘z navbatida, NaCl konsentratsiyasini kamayishiga olib keladi. NaCl konsentratsiyasini ko‘p kamaytirmaslik va absorberga issiqlik yuklamasini kamaytirish uchun gazlar absorberga berilishdan oldin sovutgichda (XGDS) sovutiladi. Ammo lekin, temperatura 55⁰C dan kam bo‘lgan holda NH₃, CO₂ va N₂O lar reaksiyaga kirishib, qattiq tuzlar hosil qilishlari mumkin. Bu tuzlar devorlarga cho‘kib, quvurlar va sovutgichning tiqilib qolishiga olib kelishi mumkin.
Ishlab chiqarish sharoitida distillyasiya jarayonini o‘tkazishda sovutgichdan chiqayotgan gazning bosimi 93,1 kPa tashkil qiladi. Demak, gazning sovutish chegaraviy temperaturasi 52⁰C tashkil etadi. Ishlab chiqarish sharoitida texnologik rejim tebranishi mumkin va shuning uchun temperatura 55⁰C dan kam bo‘lmaydi. Odatda 60⁰C temperatura ushlanadi. Karbonizatsiya bo‘limi talablariga ko‘ra ammoniylashgan namokobdagi ammiakning konsentratsiyasi belgilanadi. Bu konsentratsiya quyidagi nisbatga javob berishi kerak.
NH₃:NaCl=1,1-1,15
Agarda tozalangan nmokobda NaCl konsentratsiyasi 106 n.d. tashkil etsa, distillyasiya gazlarining suv buglari kondensatsiyalanishi va suyuq faza zichligi kamayishi hisobiga ushbu konsentratsiya ammoniylashgan namokobda 88-90 n.b. ga kamayadi. Demak NH₃:NaCl=1,1-1,15 bo‘lgan holda ammoniylashgan namokobda ammiakning konsentratsiyasi 101-104 n.b. bo‘lishi kerak. Ishlab chiqarish sharoitida ushbu konsentratsiya 100-106 n.b. tashkil etadi.