Մանհայմի գործընթաց կալիումի սուլֆատի (K2SO4) արտադրության համար

Մանհայմի գործընթաց կալիումի սուլֆատի համար (K₂SO₄) Արտադրություն

Կալիումի սուլֆատի արտադրության հիմնական մեթոդները

Մանհայմի գործընթաց is K2SO4-ի արտադրության արդյունաբերական գործընթաց,98% ծծմբական թթվի և կալիումի քլորիդի միջև քայքայման ռեակցիա բարձր ջերմաստիճաններում, որի ենթամթերքը աղաթթուն է։ Հատուկ քայլերը ներառում են կալիումի քլորիդի և ծծմբական թթվի խառնումը և դրանց բարձր ջերմաստիճաններում ռեակցիայի մեջ մտնելը՝ կալիումի սուլֆատ և աղաթթու առաջացնելու համար։

Բյուրեղացումsբաժանումարտադրում է կալիումի սուլֆատ՝ ալկալիների, ինչպիսիք են թունգի սերմերի կեղևը և բույսերի մոխիրը, տապակման միջոցով, որին հաջորդում էլվացում, ֆիլտրում, խտացում, կենտրոնախույս բաժանում և չորացում՝ կալիումի սուլֆատ ստանալու համար։

ԱրձագանքըԿալիումի քլորիդևԾծմբական թթու որոշակի ջերմաստիճաններում որոշակի հարաբերակցությամբ ստանալու մեկ այլ մեթոդ է կալիումի սուլֆատ։Հատուկ քայլերը ներառում են կալիումի քլորիդի լուծարումը տաք ջրի մեջ, ռեակցիայի համար ծծմբական թթվի ավելացումը, ապա բյուրեղացումը 100–140°C ջերմաստիճանում, որին հաջորդում են բաժանումը, չեզոքացումը և չորացումը՝ կալիումի սուլֆատ ստանալու համար։

Մանհայմի կալիումի սուլֆատի առավելությունները

Մենհայմի գործընթացը արտասահմանում կալիումի սուլֆատի արտադրության հիմնական մեթոդն է: Հուսալի և բարդ մեթոդը արտադրում է կոնցենտրացված կալիումի սուլֆատ՝ ջրում լուծելիության բարձր մակարդակով: Թույլ թթվային լուծույթը հարմար է ալկալային հողի համար:

Արտադրության սկզբունքներ

Ռեակցիայի ընթացքը.

1. Ծծմբական թթուն և կալիումի քլորիդը համամասնորեն չափվում և հավասարաչափ մատակարարվում են Մանհայմի վառարանի ռեակցիայի խցիկ, որտեղ դրանք փոխազդում են՝ առաջացնելով կալիումի սուլֆատ և ջրածնի քլորիդ։

2. Ռեակցիան տեղի է ունենում երկու փուլով.

i. Առաջին քայլը էկզոթերմիկ է և տեղի է ունենում ավելի ցածր ջերմաստիճանում։

ii. Երկրորդ քայլը ներառում է կալիումի բիսուլֆատի փոխակերպումը կալիումի սուլֆատի, որը ուժեղ էնդոթերմիկ է։

Ջերմաստիճանի կառավարում՝

1. Ռեակցիան պետք է տեղի ունենա 268°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում, օպտիմալ միջակայքը՝ 500-600°C՝ առանց ծծմբական թթվի չափազանց քայքայման արդյունավետությունն ապահովելու համար։

2. Իրական արտադրության մեջ, կայունության և արդյունավետության համար ռեակցիայի ջերմաստիճանը սովորաբար կարգավորվում է 510-530°C սահմաններում:

Ջերմության օգտագործում՝

1. Ռեակցիան խիստ էնդոթերմիկ է, որը պահանջում է բնական գազի այրումից ջերմության անընդհատ մատակարարում:

2. Վառարանի ջերմության մոտ 44%-ը կորչում է պատերի միջով, 40%-ը տարվում է արտանետվող գազերի կողմից, և միայն 16%-ն է օգտագործվում իրական ռեակցիայի համար։

Մանհայմի գործընթացի հիմնական ասպեկտները

Վառարանտրամագիծը արտադրական հզորության որոշիչ գործոնն է։ Աշխարհի ամենամեծ վառարաններն ունեն 6 մետր տրամագիծ։Միևնույն ժամանակ, հուսալի վարորդական համակարգը շարունակական և կայուն արձագանքի երաշխիքն է։Հրակայուն նյութերը պետք է դիմանան բարձր ջերմաստիճաններին, ուժեղ թթուներին և ապահովեն լավ ջերմափոխանակություն: Խառնման մեխանիզմների նյութերը պետք է դիմացկուն լինեն ջերմության, կոռոզիայի և մաշվածության նկատմամբ:

Ջրածնի քլորիդ գազի որակը.

1. Ռեակցիայի խցիկում թեթև վակուումի պահպանումը ապահովում է, որ օդը և ծխնելույզային գազերը չնոսրացնեն ջրածնի քլորիդը։

2. Ճիշտ կնքումը և շահագործումը կարող են հասնել HCl կոնցենտրացիաների 50% կամ ավելի բարձր մակարդակի:

Հումքի տեխնիկական բնութագրերը՝

1.Կալիումի քլորիդ՝Ռեակցիայի օպտիմալ արդյունավետության համար պետք է համապատասխանի խոնավության, մասնիկների չափի և կալիումի օքսիդի պարունակության որոշակի պահանջներին։

2.Ծծմբական թթու:Պահանջվում է 9 կոնցենտրացիա9% մաքրության և կայուն ռեակցիայի համար։

Ջերմաստիճանի կառավարում՝

1.Ռեակցիայի խցիկ (510-530°C):Ապահովում է ամբողջական ռեակցիա։

2.Այրման խցիկ՝Հավասարակշռում է բնական գազի մուտքը՝ արդյունավետ այրման համար։

3.Պոչային գազի ջերմաստիճանը՝Վերահսկվում է՝ արտանետվող խողովակների խցանումները կանխելու և գազի արդյունավետ կլանումն ապահովելու համար։

Գործընթացի աշխատանքային հոսք

• Արձագանք։Կալիումի քլորիդը և ծծմբական թթուն անընդհատ մատակարարվում են ռեակցիայի խցիկ: Արդյունքում ստացված կալիումի սուլֆատը դուրս է մղվում, սառեցվում, զտվում և չեզոքացվում կալցիումի օքսիդով՝ փաթեթավորումից առաջ:
• Կողմնակի արտադրանքի մշակում.
  • Բարձր ջերմաստիճանի ջրածնի քլորիդային գազը սառեցվում և մաքրվում է մի շարք սկրուբերների և կլանման աշտարակների միջոցով՝ արդյունաբերական որակի աղաթթու (31-37% HCl) ստանալու համար։
  • Պոչային գազերի արտանետումները մշակվում են շրջակա միջավայրի չափանիշներին համապատասխան։

Մարտահրավերներ և բարելավումներ

1. Ջերմության կորուստ՝Արտանետվող գազերի և վառարանի պատերի միջոցով զգալի ջերմություն է կորչում, ինչը ընդգծում է ջերմության վերականգնման համակարգերի բարելավման անհրաժեշտությունը։
2. Սարքավորումների կոռոզիա.Գործընթացը գործում է բարձր ջերմաստիճանների և թթվային պայմաններում, ինչը հանգեցնում է մաշվածության և սպասարկման դժվարությունների։
3. Աղաթթվի ենթամթերքի օգտագործումը.Աղաթթվի շուկան կարող է հագեցած լինել, ինչը անհրաժեշտություն կառաջացնի ուսումնասիրել այլընտրանքային օգտագործումները կամ կողմնակի արտադրանքի արտադրությունը նվազագույնի հասցնելու մեթոդները։

Մանհայմի կալիումի սուլֆատի արտադրության գործընթացը ներառում է երկու տեսակի թափոնային գազերի արտանետումներ՝ բնական գազի այրման արտանետումներ և ենթամթերք՝ ջրածնի քլորիդային գազ։

Այրման արտանետում.

Այրման արտանետվող գազերի ջերմաստիճանը սովորաբար մոտ 450°C է: Այս ջերմությունը փոխանցվում է վերականգնիչի միջոցով՝ նախքան արտանետվելը: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ջերմափոխանակումից հետո, արտանետվող գազերի ջերմաստիճանը մնում է մոտավորապես 160°C, և այս մնացորդային ջերմությունը արտանետվում է մթնոլորտ:

Կողմնակի արտադրանք՝ ջրածնի քլորիդային գազ։

Ջրածնի քլորիդ գազը, նախքան արտանետվելը, ենթարկվում է մաքրման ծծմբաթթվային լվացման աշտարակում, կլանման՝ ընկնող թաղանթի կլանիչում և մաքրման՝ արտանետվող գազի մաքրման աշտարակում: Այս գործընթացը առաջացնում է 31% աղաթթու:, որում ավելի բարձրկոնցենտրացիան կարող է հանգեցնել արտանետումներիոչ մինչևչափանիշներին և արտանետվող համակարգում «պոչի դիմադրության» երևույթի առաջացմանը։Հետևաբար, իրական ժամանակումաղաթթու կոնցենտրացիայի չափում կարևոր է դառնում արտադրության մեջ։

Ավելի լավ ազդեցության համար կարող են ձեռնարկվել հետևյալ միջոցները.

Նվազեցնել թթվի կոնցենտրացիան. Նվազեցնել թթվի կոնցենտրացիան կլանման գործընթացումհետգծային խտության չափիչ ճշգրիտ մոնիթորինգի համար։

Շրջանառվող ջրի ծավալի ավելացում. Բարելավեք ջրի շրջանառությունը ընկնող թաղանթի կլանիչում՝ կլանման արդյունավետությունը բարելավելու համար։

Նվազեցրեք արտանետվող գազի մաքրման աշտարակի վրա բեռը. օպտիմալացրեք գործողությունները՝ մաքրման համակարգի վրա բեռը նվազագույնի հասցնելու համար։

Այս կարգավորումների և ժամանակի ընթացքում պատշաճ շահագործման միջոցով կարելի է վերացնել պոչի դիմադրության երևույթը՝ ապահովելով, որ արտանետումները համապատասխանեն պահանջվող չափանիշներին։