Sulfat kislota ishlab chiqarishning kontakt usuli

Konsentrlangan sulfit angidriddan kontakt usulida sulfat kislota olish. O‘txona gazlari yoki rangli metallurgiya gazlaridan ajratib olingan konsentrlangan sulfit angidridni qayta ishlashning texnologik sxemasi ancha soddadir, chunki bunda sulfat kislotali tizimda pech bo‘linmasi bo‘lmaydi. Bundan tashqari, sulfit angidridni tozalash shart emas, chunki xomashyodan SO₂ ni ajratib olish jarayonidayoq gaz faol vanadiyli kontakt massaga zararli ta’sir etuvchi qo‘shimchalardan tozalanadi.
Oltingugurtli xomashyoni yondirish uchun texnologik kislorod (95% O₂) ishlatilganda kuyundi gazidagi SO₂ ning miqdori yuqori (80-90%) konsentratsiyaga yetadi. Ammo bunday gaz tarkibida chang va boshqa qo‘shimchalar bo‘ladi, shuning uchun bu gaz odatdagi sxema bo‘yicha tozalanadi va shundan so‘nggina kontakt bo‘linmasiga yuboriladi.
Konsentrlangan SO₂ ni oksidlash uchun yetarli miqdordagi kislorod havo bilan yoki texnik kislorod tarzida kiritiladi. 100% li SO₂ ni havo bilan aralashtirilganda sulfit angidridning maqbul (optimal) konsentratsiyasi 20% ni tashkil etadi. Lekin bunday aralashmani to‘g‘ridan-to‘g‘ri kontakt massaning birinchi qatlamiga berib bo‘lmaydi, chunki bunda katalizatorning birdaniga qizib ketishi va uning ishdan chiqishi kuzatiladi. Kontakt massaning qizib ketishini oldini olish uchun amalda quyidagi usul ishlatiladi: 100% li sulfit angidrid ikkita bir xil oqimga ajratiladi, ulardan biriga barcha sulfit angidridni oksidlash uchun kerak bo‘ladigan havo aralashtiriladi; bunda gaz aralashmasidagi SO₂ konsentratsiyasi 7,5% gacha pasayadi. Bunday gazli aralashma issiqlik almashtirgichda 440^OC gacha qizdiriladi va kontakt massasining birinchi qatlamiga uzatiladi. Bu qatlamdan chiqadigan gaz 100% li sulfit angidrid oqimi (yoki oqimning bir qismi) bilan qo‘shiladi, gazlar aralashmasi 460-470^OC haroratgacha sovitiladi va kontakt massasining ikkinchi va keyingi qatlamlariga uzatiladi (4.29-rasm).

4.29-rasm. Konsentrlangan sulfit angidrid bilan ishlaydigan kontakt bo‘linmasining sxemasi:
1 – issiqlik almashtirgich; 2 – kontakt jihozi; 3 – kontakt massa; 4 – ichki issiqlik almashtirgich.

Bu sxemaning absorbsiya sxemasi odatdagicha bo‘ladi. Kontakt gazidagi SO₃ ning konsentratsiyasi yuqori bo‘lganligi uchun tarkibida 35% SO₃ (erkin) bo‘lgan oleum olinishi mumkin.

Gipsdan kontakt usulida sulfat kislota olish. Gipsdan sulfat kislota ishlab chiqarishning texnologik sxemasida gipsning parchalanishi natijasida hosil bo‘ladigan sulfit angidridning miqdori kolchedanni kuydirilishi natijasida hosil bo‘ladigan sulfit angidrid miqdoridan anchagina oz bo‘lganligi sababli namlash minorasi va ikkinchi bosqichdagi nam elektrofiltrlar bo‘lmaydi. Bundan tashqari, gipsda mishyak, selen va boshqa zararli qo‘shimchalar bo‘lmaydi, bu esa kontakt jarayonidan gazlarni tegishli qo‘shimchalardan tozalashni talab etilmaydi. Bu esa texnologik jarayonni soddalashtiradi.

Ishlatilgan kislotalardan sulfat kislota olish. Ishlatilgan kislota tarkibida ko‘p miqdordagi qo‘shimchalar tutganligi uchun yaroqsizlanadi va bunday kislotalarni parchalanadi. Ifloslangan kislota pechda 1200^OC haroratda organik birikmalar va ularning kuyundi mahsulotlari bilan parchalanadi:

2H₂SO₄ + C = 2SO₂ + 2H₂O + CO₂
Hosil qilingan gazlar aralashmasi maxsus usullarda tozalashdan o‘tgandan so‘ng odatdagi usul bilan sulfat kislota ishlab chiqarishga yuboriladi.

Gaz va kislotani aralashtirish qurilmalari. Gazni aralashtirish uchun tizimdagi quritish bo‘linmasidan keyin o‘rnatiladigan gaz purkagich (nagnetatel) lar hizmat qiladi. Gaz purkagichga keladigan gaz oldindan sovutilgan va qo‘shimchalardan tozalangan bo‘ladi. Ungacha joylashgan barcha jihozlar vakuum ostida ishlaydi, kontakt va absorbsiya bo‘linmalariga joylashtirilgan, ya’ni gaz purkagichdan keyingi jihozlar esa bir oz ortiqcha bosimda ishlaydi.

Gaz purkagichlar. Turli zavodlarda ishlab chiqarilgan gaz purkagichlar konstruksiyasi va ishlash prinsipi bo‘yicha deyarli bir xil bo‘lib, faqatgina ayrim qismlari bilangina farqlanadi. 4.30-rasmda gaz unumdorligi 42000 m³/soat bo‘lgan quvurli havo purkagich ko‘rsatilgan.
Purkagichda gaz siqiladi va shuning natijasida unda gaz puflanadi. Yuqori darajada siqilish natijasida purkagichdagi gazning harorati 50^OC gacha ortadi.
Purkagichda siqishga sarflanadigan quvvat (kvt da) quyidagi tenglama orqali aniqlanadi:

bu yerda: Q – purkagich unumdorligi, m³/sek; H – to‘la bosim kuchi (siquv), mm.sim.ust.;  – gazning zichligi, kg/m³; g – og‘irlik kuchi tezlanishi, m/sek²;  – purkagichning foydali ta’sir koeffitsienti (0,7-0,85).
Agar tizimning umumiy gidravlik qarshiligi kamaytirilsa, gaz purkagichning unumdorligi bir oz ortishi mumkin. Jihozlarning gidravlik qarshiligi kamaytirilganda gaz purkagich (quvurli kompressor) unumdorligining ortishi mumkin bo‘lgan qiymati quyidagi empirik (yaqinlashtirilgan) formula bilan aniqlanishi mumkin:

bu yerda: - unumdorlikni ortish koeffitsienti; Q₁ va Q₂ – jihozning turlicha umumiy qarshiliklari H₁ va H₂ dagi gaz purkagich unumdorligi, m³/soat; H – gidravlik qarshilik qiymatining kamayishi, bunda quvurli kompressor unumdorligi Q₁ dan Q₂ ga ortadi, n/m².

4.30-rasm. Quvurli havo purkagich 700-12-1M (kesmasi):
1 – korpus (chig‘anoq); 2 – ishchi parrak; 3 – val; 4 – labirintli zichlagich; 5 – podshipniklar korpusi; 6 – zichlagich; 7 – mufta g‘ilofi; 8 – birlashtirish muftasi; 9 – poydevor bolti; 10 – prujinali tayanch.

Ish hajmi oshirilganda jihozning umumiy gidravlik qarshiligi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: