Metallurgiya va kimyoviy texnologiyalar” fakulteti “Kimyoviy texnologiya” kafedrasi “Energotexnologiya” fanidan

2.2. Qaynar qatlamli pechning sxematik diagrammasi
Qaynovchi qatlamda kuydirish pechi. Nisbatan yuqori jadallik bilan ishlaydigan kolchedanni kuydirish pechlari jumlasiga qaynovchi qatlamda kuydirish pechlari kiradi va ular sanoatda keng miqyosda qo‘llanilmoqda. Qaynovchi qatlamli kolchedanni kuydirish pechlari (3.8-rasm) vertikal silindrik ko‘rinishdagi ichki qismi niqoblangan kameradan iborat bo‘lib, kolchedan uzluksiz ravishda pech to‘riga berilib turadi, havo esa to‘rning pastidan ventilyator yordamida puflanadi. Havo to‘r teshikchalari orasidan katta tezlik bilan o‘tib, kolchedanni yuqoriga ko‘taradi va uni aralashtiradi, bunda kolchedan xuddi 58 qaynayotgandek bo‘ladi, shuning uchun ham bu jarayon qaynovchi qatlamli kuydirish deyiladi. Kolchedan to‘r bo‘ylab harakat qilish davrida kuyadi.



2.3. Qaynar qatlamli pechning asosiy konstruksiyalari
Bunday pechlarning jadalligi mexanik pechga nisbatan 10 barobar yuqori bo‘ladi, hosil bo‘ladigan gazlar aralashmasida 15-16% gacha, nazariy hisoblashlarga ko‘rsa esa 16-17% SO2 bo‘ladi; pech ishini avtomatlashtirish mumkin; hosil bo‘ladigan issiqlikdan tegishli maqsadlarda foydalaniladi; lekin gazlar aralashmasi juda changli bo‘ladi. Qaynovchi qatlam pechidan chiqadigan gazda pechdagi 90% gacha kuyundi u bilan chiqadi. Shuning uchun changli kuyundi gazini dastlab bitta yoki ikkita siklondan o‘tkaziladi, u yerda gazdagi changning asosiy qismi tutib qolinadi, so‘ngra gaz elektrofiltrdan o‘tkazish orqali changdan to‘la tozalanadi. Qaynovchi qatlam pechlarida nafaqat kolchedan flotokonsentrati, balki yirik zarrachali kolchedan ham kuydirilishi mumkin. Bunda gazning chang bilan ifloslanishi kam darajada bo‘lganligi sababli kuydirish jarayonini katta tezlikda o‘tkazish mumkin va shunga muvofiq ravishda panjara to‘ri maydoni yuza birligida nisbatan ko‘p miqdordagi kolchedanni kuydirilishiga erishiladi. Masalan, kolchedan zarralari o‘lchami 6 mm bo‘lganda sutkasiga 1 m2 yuzadagi panjara to‘ri maydonida 15-20 t gacha kolchedanni kuydirish mumkin; flotatsion kolchedan kuydirilganda esa pechga beriladigan kolchedan miqdori birmuncha kam bo‘ladi. Yonish jarayoni yuqori tezlikda va jadallik bilan aralashish hisobiga borganligi sababli qaynovchi qatlamda kolchedan emas, balki kuyundi bo‘ladi. Qaynovchi qatlamning turli nuqtalarida kuyundidagi oltingugurt miqdori deyarli bir xil bo‘ladi. Kuyayotgan material bilan havoning to‘qnashish vaqti qaynovchi qatlam balandligiga bog’liqdir: qaynovchi qatlam qanchalik yuqori bo‘lsa, oltingugurt shunchalik to‘la yonadi. Lekin to‘r ustidagi qaynovchi qatlamni yuqori balandlikda ushlab turish uchun pechga beriladigan yuqori bosimdagi havo talab etiladi, bu esa elektroenergiya sarfini ortishiga olib keladi. Xomashyo zarrachalari bir-biriga yopishib qolishi (dashqollanishi) ni oldini olish maqsadida qaynovchi qatlam pechlaridagi haroratni 800OC dan oshirmaslik lozimdir. Bunday pechlardagi atrof-muhitga yo‘qotiladigan issiqlik unchalik katta bo‘lmaydi (2% atrofida bo‘ladi), shuning uchun ulardagi haroratni kerakli darajada ushlab turish uchun pechdan ko‘p miqdordagi issiqlik chiqarib olinadi. Buning uchun qaynovchi qatlam doirasiga sovitish elementlari – suvni qizdirish uchun issiqlik almashtirgich yoki bug’ qozonining quvurli bo‘lmalari shunday joylashtiriladiki, bunda bitta jihozning o‘zida kolchedanning yonish va bug’ hosil bo‘lish jarayonlari amalga oshadi. Qaynovchi qatlamda issiqlik uzatish koeffitsienti qariyib 1000 kj/(m3 ∙grad∙soat) ni tashkil etadi. 3.9-rasmda qaynovchi qatlamda kolchedanni kuydirish uchun qurilmaning tasviri keltirilgan. Maydalangan kolchedan (rudasi yoki flotokonsentrati) bunker-ta’minlagich 1 dan bir tekisda qaynovchi qatlam pechi 2 ning qabul qilish kamerasiga tushadi va «qaynayotgan» material qatlamiga tegib unga aralashgan holda yonadi. Kolchedanning yonishi uchun kerak bo‘ladigan havo pechga ventilyator 4 orqali puflanadi va u yerdagi kuyundi hamda yonayotgan kolchedan aralashmasini «qaynash» holatiga olib keladi. Qaynovchi qatlamdagi haroratni bir xil darajada ushlab turish uchun pechning pastki qismiga «qaynayotgan» material ichida bo‘ladigan sovutish (o‘ramli) elementlari 3 joylashtiriladi. Qaynovchi qatlam pechidan chiqadigan kuyundi gaz qozon-yuttirgich 7 ga keladi, u yerda 400-450OC haroratgacha soviydi. Qozon-yuttirgich baraban-separator 9 bilan birgalikda o‘rnatilgan bo‘lib, u yerga sovutish elementlari 3 dan qaynatuvchi quvurlar 10 orqali bug’-suvli emulsiya keladi. Shunday qilib, qaynovchi qatlam va kuyundi gazidagi barcha ortiqcha issiqlik qozon-yuttirgich 7 da ishlatiladi. Bunda 1 t kuydiriladigan standart (quruq 45% S li) kolchedan hisobidan 1,5 t gacha bug’ olinishi mumkin.

Qozondan chiqadigan kuyundi gaz siklonlar 11 yordamida yirik zarrachali changdan, ko‘p tokchali elektrofiltr 12 da esa changdan to‘la tozalanadi va so‘ngra sulfat kislotaga qayta ishlash uchun yuboriladi. Qaynovchi qatlamli pechdagi kuyundi, qozon-yuttirgich bunkerlaridagi, siklonlardagi va elektrofiltrdagi chang kukunlari transportyor 15 ga tushadi, so‘ngra sovutish barabani 14 da sovutiladi va lentali transportyor 17 yordamida sexdan chiqarib tashlanadi. Kuyundi gazida sulfat angidridning bo‘lishi o‘rinsizdir, chunki bu elektrofiltr elektrodlarida chang qatqaloqlarining hosil bo‘lishga olib keladi.
Qaynovchi qatlam pechlari kuyundi gazlarida esa SO3 miqdori sezilarsiz darajada bo‘ladi, bu esa uning ustunliklaridan biri hisoblanadi. Lekin sulfat kislotali tizimning keyingi bosqichlarida gazning sovush jarayonida sulfit angidridning oksidlanishi natijasida qo‘shimcha miqdordagi sulfat angidridning hosil bo‘lishi kuzatiladi (bu jarayonda katalizator vazifasini kuyundi changi, jihoz niqoblari va boshqalar bajaradi). Pechdan keyin o‘rnatilgan jihozlarda sulfat angidridning hosil bo‘lishini kamaytirish uchun qaynovchi qatlam pechidan chiqadigan gaz to‘g’ridan-to‘g’ri qozon-yuttirgichga yuboriladi, u yerda tez sovutiladi (gazning qozon-yuttirgichdan o‘tish vaqti 0,5 sekunddan kam bo‘ladi). Shuning uchun SO2 ning SO 3ga tez oksidlanishini ta’minlaydigan haroratdagi gaz qozon-yuttirgichda iloji boricha kam vaqtda bo‘ladi, buning natijasida sulfat angidrid oz miqdorda hosil bo‘ladi. Qozon-yuttirgichdan keyin harorat past (450OC dan kichik) bo‘lganligi sababli sulfat angidrid amalda hosil bo‘lmaydi.