Sulfat kislotasini kontakt usuli bilan ishlab chiqarish. Reja

8. Kontakt jihozlari to’grisida ma’lumot

Sulfit angidridni oksidlash oraliq yoki ichki issiqlik almashtirgichli kontakt jihozlarida optimal sharoitga yaqinlashtirilgan sharoitlarda o‘tkaziladi. Bu jihozlarda jarayonning birinchi bosqichi bir xil o‘tkaziladi va jarayon kontakt massaning birinchi qatlami orqali 440°C haroratgacha qizdirilgan gaz o‘tkazish, bu yerda SO₂ umumiy miqdorining 60^—80% qismini oksidlashdan iboratdir. Reaksiya issiqlik ajralishi bilan borganligi sababli gazning harorati 560—600°C gacha ortadi. Bu sharoitda reaksiya tezligi juda yuqori bo‘ladi va uning borishi uchun uncha ko‘p bo‘lmagan miqdorda kontakt massa talab etiladi. Ammo bunda sulfit angidridning oksidlanishi to‘xtab qoladi, chunki kontaktlanish darajasi amalda muvozanatdagi holatiga erishadi.

Oraliq issiqlik almashtirgichli kontakt jihozlarida gaz kataliza- torning birinchi qatlamidan keyin issiqlik almashtirgichda 460—480°C haroratgacha sovitiladi. Ko‘rsatilgan haroratdagi gaz kontakt massa­ning ikkinchi qatlamiga o‘tadi, u yerda SO₂ ning keyingi kontaktla- nishi sodir bo‘ladi, bunda harorat yana ortadi hamda gazni yana sovitish lozim bo‘ladi va hokazo. Harorat ushbu jarayonning optimal sharoitiga qanchalik yaqinlashishi kontaktlanish bosqichining (kontakt massa qatlamining) ko‘pligiga bog‘liq.
Sanoatda kontakt massa qatlami uchtadan beshtagacha bo‘lgan oraliq issiqlik almashtirgichli kontakt jihozlari ishlatiladi. Bosqich sonini bundanda oshirish kontaktlanish foizini ozgina oshiradi, lekin kontakt jihozlarini o‘rnatish va xizmat ko‘rsatishda qiyin- chiliklar keltirib chiqaradi.
Oraliq issiqlik almashtirgichli jihozlardagi SO₂ oksidlanish jarayonini asbob-uskunalar bilan jihozlanishining eng sodda ko‘rinishi sifatida ikki uskuna bilan jihozlangan kontakt bo‘linmasini ko‘rsatish mumkin, unda kontaktlanish jarayoni ikki bosqichda amalga oshiriladi (9-rasm).
Ishlatish bo‘linmasi (ishchi sxema) dagi ish tartibi o‘rnatilgach tozalangan quruq gaz qizdirgich (1) dan o‘tib, birin-ketin birinchi va ikkinchi issiqlik almashtirgich (2) va (4) larning quvurlararo bo‘shlig‘idan o‘tadi, so‘ngra birinchi kontakt jihozi (5) ga keladi. Gazlar (SO₂ + SO₃) aralashmasi bu yerdan sovitish uchun ikkinchi issiqlik almashtirgich (4) ning quvurlariga, so‘ngra ikkin­chi kontakt jihozi (3) ga, undan esa birinchi issiqlik almashtirgich (2) quvurlariga o‘tadi, undan keyin sulfat angidrid absorbsiya

9. -rasm. Oraliq issiqlik almashtirgichli va ikki bosqichli kontaktlanishli kontakt bo‘linmasining sxemasi: 1—qizdirgich; 2—birinchi issiqlik almashtirgich; 3—ikkinchi kontakt jihozi; 4—ikkinchi issiqlik almashtirgich; 5—birinchi kontakt jihozi; 6—11—gaz jo‘mraklari.
bo‘linmasiga yuboriladi. Kontakt apparatiga kirishda gazning haroratini jo‘mraklar (9) va (10) yordamida to‘g‘rilanadi.
Ishga tushirish bo‘linmasi (ishga tushirish sxemasi) davrida sovuq sulfitli gaz qizdirgich (1), birinchi kontakt jihozi (5) orqali o‘tadi, so‘ngra ikkinchi issiqlik almashtirgich (4) ga keladi, undan esa gaz harakatining ishchi sxemasi bilan bir xildagi keyingi jihozlardan o‘tadi. Bo‘linmaning barcha jihozlari qizigach, qizdir- gichni jo‘mrak (6) orqali berkitiladi, undan keyin gazni ishchi sxema bo‘yicha aylantiriladi.
Birinchi kontakt jihozi (5) da kontakt massali ikkita tokcha bo‘ladi; bu yerda kontaktlanishning birinchi bosqichi ketadi. Ikkinchi kontakt jihozi (3) da kontakt massali to‘rtta tokcha joylashgan (kontaktlanishning ikkinchi bosqichi) bo‘ladi.
To‘rt qatlamli ikkinchi kontakt jihoz balandligi birinchi ikki qatlamli jihozning balandligidan katta bo‘ladi. Ikki qatlamli kontakt jihozlarida kontaktlanish 96% ga yetadi.



10-rasm. To‘rt qatlamli kontakt jihozi (oraliq issiqlik almashtirgichli) bo‘lgan kontakt bo‘linmasining sxemasi: I—IV— kontakt massa qatlamlari; 1—J—oraliq issiqlik almashtirgichlar; 4—tashqi issiqlik almashtirgich; 5— 7— gaz jo ‘ mraklari.
Yanada yuqoriroq kontaktlanish darajasiga erishish uchun SO₂ ni oksidlash hozirgi paytda to‘rt va hatto, besh bosqichda o‘tkazil- moqda; ko‘pchilik hollarda barcha bosqichlarning kontakt massalari birgina kontakt jihoziga joylashtirilgan. 20.2-rasmda ishlab chiqarishda keng qo‘llanilayotgan oraliq issiqlik almashtirgich bilan ishlaydigan to‘rt qatlamli kontakt jihozining sxemasi tasvirlangan. U pastki qismi kengaytirilgan po‘lat silindr shaklidagi korpusdan iborat, uning ichida issiqlik almashtirgichlar (1), (2) va (3) bo‘ladi. Birinchi ikkita issiqlik almashtirgich (1) va (2) po‘lat to‘rga bo‘ylama o‘qi bo‘yicha yaxlit tortilgan quvurlardan tayyorlangan; issiqlik almash­tirgich (3) ning yuzasi birinchi va ikkinchi issiqlik almashtirgichlarga nisbatan kichik, odatda, uchinchi issiqlik almashtirgich o‘ramli yoki plastinkali bo‘ladi. To‘rt qatlamli kontakt jihozlari sutkasiga 60, 120 va 240 t sulfat kislotasi unumdorligiga ega bo‘ladi.

10-rasmda jihoz unumdorligi sutkasiga 540 t sulfat kislota bo‘lgan 11-rasmda jihoz unumdorligi sutkasiga 540 t sulfat kislota bo‘lgan

11-rasm. Birinchi qatlamdan so‘ng sovuq gaz qo‘shiladigan kontakt jihozi: I—V—kontakt massa qatlamlari; 1—3—oraliq issiqlik almash­tirgichlar; 4—aralashtirgichlar; 5—kvars qatlamlari (15—20 mm).

Bu jihozda birinchi qatlam I dan so‘ng gazni sovitish sovuq sulfitli gaz qo‘shish orqali amalga oshiriladi. Gaz ikkinchi, uchinchi va to‘rtinchi qatlamlar (II—IV) dagi kontakt massalaridan o‘tgandan so‘ng kontakt jihoziga mahkamlangan oraliq issiqlik almashtirgich- lar (1—3) da sovitiladi. Kontakt jihozining ichki diametri 8,5 m ni, umumiy balandligi 19,6 m ni tashkil etadi.

Qaynovchi qatlam pechlarida kolchedan kuydirilganda yuqori konsentratsiyali sulfit angidridli kuyundi gazi olinadi. Bu holda kontakt massaning birinchi qatlamida oksidlanish gazdagi SO₂ ning katta konsentratsiyasi (10—12%) da olib boriladi, ikkinchi qatlam- dan oldin esa unga atmosfera havosi kiritish orqali SO₂ miqdori kamaytiriladi va kislorod miqdori oshiriladi (12-rasm). Bunday jihozda gazdagi SO₂ konsentratsiyasi kamayishi bilan bir vaqtda gazning harorati ham pasayadi, bu esa kontakt massa birinchi qatlamidan so‘ng issiqlik almashtirgich bo‘lishini istisno qiladi.

12-rasm. Birinchi qatlamdan so‘ng havo kiritiladigan «Lurgi» firmasining kontakt jihozi: a—tashqi issiqlik almashtirgichli; 6—halqasimon (ichki) issiqlik almashtirgichli; 1—kontakt massa qatlami; 2—tashqi issiqlik almashtirgich (b rasmda — oraliq sovitgich); 3—halqasimon issiqlik almashtirgich.

Kontakt massasi qaynovchi qatlamli kontakt jihozida (13- rasm) gaz pastdan yuqoriga gaz taqsimlash to‘rlari (2) ga joylashtirilgan kontakt massa qatlamlari orqali birin-ketin o‘tadi. Reaksiya ortiqcha issiqligi suvli sovitgichlar (4) da chiqarib olinadi. Katalizatorning favvorali otilib chiqib ketishining oldini olish uchun jihozning yuqori qismida kengayish (diffuzor) (5), konfuzor (6) va so‘ndirgich (7) lar ham e’tiborga olingan. Gaz tarkibida 7% SO₂ bo‘lganda kontakt massaga kirishda gazning harorati tinch kontakt massa qatlamli jihozlardagi 440°C o‘rniga 360°C ni tashkil etadi. SO₂ konsentratsiyasining ortishi bilan gazning harorati kirishda

13-rasm. Kontakt massasi qaynovchi qatlamli kontakt jihozi: 1—kontakt massa; 2—gaz taqsimlash to‘ri; 3—lyuklar; 4—sovitgichlar; 5, 6—diffuzorlar; 7—konfuzor; 8—so‘ndirgich. yanada pasaytiriladi. Suvli sovitgichda issiqlik uzatish koeffitsiyenti odatdagi issiqlik almashtirgichlardagi 20—40 kJ/(m² soat grad) o‘rniga 420—850 kJ/(m² soat grad)ni tashkil etadi.
Kontakt bo‘linmasining uskunalar bilan jihozlanishi va texno- logik tartibi (rejimi) xomashyodan foydalanish koeffitsiyentini (u kontaktlanish darajasiga bog‘liq), elektroenergiya sarfini (u kon­takt jihozining gidravlik qarshiligiga bog‘liq) va boshqa sulfat kislotali tizimlar ko‘rsatkichlarini aniqlaydi.