Калий сульфатын (K2SO4) өндіруге арналған Мангейм процесі

Калий сульфатын алу үшін Мангейм процесі (K₂SO₄) Өндіріс

Калий сульфатын өндірудің негізгі әдістері

Мангейм процесі is K2SO4 өндірудің өнеркәсіптік процесі,98% күкірт қышқылы мен калий хлориді арасындағы жоғары температурада ыдырау реакциясы, қосымша өнім ретінде тұз қышқылын қолдану. Нақты қадамдарға калий хлориді мен күкірт қышқылын араластыру және оларды жоғары температурада калий сульфаты мен тұз қышқылын түзу үшін әрекеттесу жатады.

Кристалдануsбөлінувольфрам тұқымының қабығы мен өсімдік күлін күйдіру арқылы калий сульфатын өндіреді, содан кейінкалий сульфатын алу үшін шаймалау, сүзу, концентрлеу, центрифугалық бөлу және кептіру.

РеакциясыКалий хлоридіжәнеКүкірт қышқылы белгілі бір температурада белгілі бір қатынаста алудың тағы бір әдісі болып табылады калий сульфаты.Нақты қадамдарға калий хлоридін жылы суда еріту, реакция үшін күкірт қышқылын қосу, содан кейін 100-140°C температурада кристалдану, содан кейін калий сульфатын алу үшін бөлу, бейтараптандыру және кептіру жатады.

Мангейм калий сульфатының артықшылықтары

Менгейм процесі шетелде калий сульфатын өндірудің негізгі әдісі болып табылады. Сенімді және күрделі әдіс суда жоғары еритін концентрлі калий сульфатын өндіреді. Әлсіз қышқыл ерітіндісі сілтілі топыраққа жарамды.

Өндіріс принциптері

Реакция процесі:

1. Күкірт қышқылы мен калий хлориді пропорционалды түрде өлшенеді және Мангейм пешінің реакция камерасына біркелкі беріледі, онда олар калий сульфаты мен сутек хлоридін алу үшін әрекеттеседі.

2. Реакция екі сатыда жүреді:

i. Бірінші қадам экзотермиялық болып табылады және төмен температурада жүреді.

ii. Екінші қадам калий бисульфатын эндотермиялық әсер ететін калий сульфатына айналдыруды қамтиды.

Температураны бақылау:

1. Күкірт қышқылының шамадан тыс ыдырауынсыз тиімділікті қамтамасыз ету үшін реакция 268°C жоғары температурада жүруі керек, оңтайлы диапазон 500-600°C болуы керек.

2. Нақты өндірісте реакция температурасы әдетте тұрақтылық пен тиімділік үшін 510-530°C аралығында бақыланады.

Жылуды пайдалану:

1. Реакция өте эндотермиялық, табиғи газдың жануынан тұрақты жылу беруді қажет етеді.

2. Пештің жылуының шамамен 44%-ы қабырғалар арқылы жоғалады, 40%-ы пайдаланылған газдармен кетеді, ал тек 16%-ы нақты реакцияға жұмсалады.

Мангейм процесінің негізгі аспектілері

Пешдиаметрі өндірістік қуаттың шешуші факторы болып табылады. Әлемдегі ең үлкен пештердің диаметрі 6 метр.Сонымен қатар, сенімді жүргізу жүйесі үздіксіз және тұрақты реакцияның кепілі болып табылады.Отқа төзімді материалдар жоғары температураға, күшті қышқылдарға төтеп беруі және жақсы жылу беруді қамтамасыз етуі керек. Араластыру механизмдеріне арналған материалдар жылуға, коррозияға және тозуға төзімді болуы керек.

Сутегі хлориді газының сапасы:

1. Реакция камерасында аздаған вакуумды сақтау ауа мен түтін газдарының сутегі хлоридін сұйылтпауын қамтамасыз етеді.

2. Дұрыс тығыздау және пайдалану HCl концентрациясын 50% немесе одан жоғары деңгейге жеткізуге мүмкіндік береді.

Шикізаттың сипаттамалары:

1.Калий хлориді:Оңтайлы реакция тиімділігі үшін ылғалдылыққа, бөлшектердің мөлшеріне және калий оксидінің құрамына қойылатын нақты талаптарға сай болуы керек.

2.Күкірт қышқылы:9 концентрациясын қажет етеді9тазалық және реакцияның тұрақтылығы үшін %.

Температураны бақылау:

1.Реакция камерасы (510-530°C):Толық реакцияны қамтамасыз етеді.

2.Жану камерасы:Тиімді жану үшін табиғи газ кірісін теңестіреді.

3.Артқы газ температурасы:Шығару құбырларының бітелуін болдырмау және газдың тиімді сіңірілуін қамтамасыз ету үшін басқарылады.

Процесс жұмыс процесі

• Реакция:Калий хлориді мен күкірт қышқылы реакция камерасына үздіксіз беріледі. Алынған калий сульфаты ағызылып, салқындатылып, сүзіліп, қаптамаға салу алдында кальций оксидімен бейтараптандырылады.
• Қосалқы өнімдерді өңдеу:
  • Жоғары температуралы сутегі хлориді газы бірқатар скрубберлер мен сіңіру мұнаралары арқылы салқындатылып, тазартылып, өнеркәсіптік деңгейдегі тұз қышқылын (31-37% HCl) алады.
  • Қалдық газ шығарындылары қоршаған орта стандарттарына сәйкес өңделеді.

Қиындықтар мен жақсартулар

1. Жылу шығыны:Шығарылған газдар мен пеш қабырғалары арқылы айтарлықтай жылу жоғалады, бұл жылуды қалпына келтіру жүйелерін жақсарту қажеттілігін көрсетеді.
2. Жабдық коррозиясы:Процесс жоғары температурада және қышқылдық ортада жұмыс істейді, бұл тозу және техникалық қызмет көрсету қиындықтарына әкеледі.
3. Тұз қышқылының қосымша өнімдерін пайдалану:Тұз қышқылы нарығы қанығуы мүмкін, бұл қосымша өнімдердің шығарылуын азайтудың балама қолданылуын немесе әдістерін зерттеуді қажет етеді.

Мангейм калий сульфатын өндіру процесі екі түрлі қалдық газ шығарындыларын қамтиды: табиғи газдың жануынан шығатын газ және қосалқы өнім сутегі хлориді газы.

Жану газының шығуы:

Жану газының температурасы әдетте шамамен 450°C құрайды. Бұл жылу шығарылмас бұрын рекуператор арқылы беріледі. Дегенмен, жылу алмасудан кейін де, шығарынды газдың температурасы шамамен 160°C болып қалады және бұл қалдық жылу атмосфераға шығарылады.

Сутегі хлориді газының қосымша өнімі:

Сутегі хлориді газы күкірт қышқылымен жуу мұнарасында тазалаудан, түсетін қабықшалы сіңіргіште абсорбциядан және шығарынды газды тазарту мұнарасында тазартудан өтеді, содан кейін шығарынды газды тазарту мұнарасында шығарылады. Бұл процесс 31% тұз қышқылын түзеді., онда жоғарырақконцентрациясы шығарындыларға әкелуі мүмкіндейін емесстандарттарға әсер етеді және шығатын газда «құйрықтың тартылуы» құбылысын тудырады.Сондықтан, нақты уақыт режиміндетұз қышқылы концентрацияны өлшеу өндірісте маңызды рөл атқарады.

Жақсы әсер ету үшін келесі шараларды қолдануға болады:

Қышқыл концентрациясын төмендету: Абсорбция процесінде қышқыл концентрациясын төмендетіңізбіргежелілік тығыздық өлшегіші дәл бақылау үшін.

Айналымдағы су көлемін көбейтіңіз: Абсорбция тиімділігін арттыру үшін түсетін қабықшалы сіңіргіштегі су айналымын жақсартыңыз.

Шығарылған газды тазарту мұнарасына түсетін жүктемені азайтыңыз: Тазарту жүйесіне түсетін жүктемені азайту үшін операцияларды оңтайландырыңыз.

Осы түзетулер және уақыт өте келе дұрыс жұмыс істеу арқылы құйрықтың тартылу құбылысын жоюға болады, бұл шығарындылардың қажетті стандарттарға сәйкес келуін қамтамасыз етеді.