Калий сульфатын алуу үчүн Мангейм процесси (K2SO4) Өндүрүш
Калий сульфатын өндүрүүнүн негизги ыкмалары
Мангейм процесси is K2SO4 өндүрүүнүн өнөр жайлык процесси,98% күкүрт кислотасы менен калий хлоридинин жогорку температурада кошумча продукт катары туз кислотасы менен ажыроо реакциясы. Конкреттүү кадамдарга калий хлориди менен күкүрт кислотасын аралаштыруу жана аларды жогорку температурада реакцияга киргизип, калий сульфаты менен туз кислотасын түзүү кирет.
Кристаллдашууsбөлүнүүволь сыяктуу данек кабыгын жана өсүмдүк күлүн күйгүзүү аркылуу калий сульфатын өндүрөт, андан кийинкалий сульфатын алуу үчүн лейкопластырлоо, чыпкалоо, концентрациялоо, борбордон тепкич менен бөлүү жана кургатуу.
РеакциясыКалий хлоридижанаКүкүрт кислотасы белгилүү бир катышта белгилүү бир температурада алуунун дагы бир ыкмасы калий сульфаты.Конкреттүү кадамдарга калий хлоридин жылуу сууда эритүү, реакция үчүн күкүрт кислотасын кошуу, андан кийин 100–140°C температурада кристаллдаштыруу, андан кийин калий сульфатын алуу үчүн бөлүү, нейтралдаштыруу жана кургатуу кирет.
Мангейм калий сульфатынын артыкчылыктары
Менгейм процесси чет өлкөлөрдө калий сульфатын өндүрүүнүн негизги ыкмасы болуп саналат. Ишенимдүү жана татаал ыкма сууда жогорку эрүүчү концентрацияланган калий сульфатын өндүрөт. Алсыз кислоталуу эритме щелочтуу топурак үчүн ылайыктуу.
Өндүрүш принциптери
Реакция процесси:
1. Күкүрт кислотасы жана калий хлориди пропорционалдуу түрдө өлчөнүп, Мангейм мешинин реакция камерасына бирдей берилет, ал жерде алар калий сульфаты менен суутек хлоридин өндүрүү үчүн реакцияга киришет.
2. Реакция эки этапта жүрөт:
i. Биринчи кадам экзотермикалык болуп саналат жана төмөнкү температурада жүрөт.
ii. Экинчи кадам калий бисульфатын күчтүү эндотермикалык таасирге ээ болгон калий сульфатына айландырууну камтыйт.
Температураны көзөмөлдөө:
1. Реакция 268°C жогору температурада жүрүшү керек, ал эми күкүрт кислотасынын ашыкча ажыроосунан улам натыйжалуулукту камсыз кылуу үчүн оптималдуу диапазон 500-600°C болушу керек.
2. Иш жүзүндө өндүрүштө, туруктуулук жана натыйжалуулук үчүн реакциянын температурасы адатта 510-530°C ортосунда көзөмөлдөнөт.
Жылуулукту пайдалануу:
1. Реакция өтө эндотермикалык мүнөзгө ээ, жаратылыш газынын күйүүсүнөн үзгүлтүксүз жылуулук менен камсыз болууну талап кылат.
2. Мештин жылуулугунун болжол менен 44% дубалдар аркылуу жоголот, 40% түтүн газдары менен алынып кетет жана 16% гана реакция үчүн колдонулат.
Мангейм процессинин негизги аспектилери
Мешдиаметри өндүрүш кубаттуулугунун чечүүчү фактору болуп саналат. Дүйнөдөгү эң чоң мештердин диаметри 6 метр.Ошол эле учурда, ишенимдүү айдоо системасы үзгүлтүксүз жана туруктуу реакциянын кепилдиги болуп саналат.Отко чыдамдуу материалдар жогорку температурага, күчтүү кислоталарга туруштук берип, жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүгүн камсыз кылышы керек. Аралаштыруу механизмдери үчүн материалдар ысыкка, коррозияга жана эскирүүгө туруктуу болушу керек.
Суутек хлоридинин газынын сапаты:
1. Реакция камерасында бир аз вакуумду сактоо абанын жана түтүн газдарынын суутек хлоридин суюлтпагандыгын камсыздайт.
2. Тийиштүү пломбалоо жана иштетүү HCl концентрациясын 50% же андан жогору деңгээлде жеткире алат.
Чийки заттын мүнөздөмөлөрү:
1.Калий хлориди:Оптималдуу реакциянын натыйжалуулугу үчүн нымдуулуктун, бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнүн жана калий кычкылынын курамынын белгилүү бир талаптарына жооп бериши керек.
2.Күкүрт кислотасы:9 концентрациясын талап кылат9тазалыгы жана ырааттуу реакциясы үчүн %.
Температураны көзөмөлдөө:
1.Реакция камерасы (510-530°C):Толук реакцияны камсыздайт.
2.Күйүү камерасы:Натыйжалуу күйүү үчүн жаратылыш газынын киришин тең салмактайт.
3.Куйрук газынын температурасы:Түтүн чыгаруучу түтүктөрдүн тыгылып калышынын алдын алуу жана газдын натыйжалуу сиңишин камсыз кылуу үчүн башкарылат.
Процесстин жумуш агымы
- Реакция:Калий хлориди жана күкүрт кислотасы реакция камерасына үзгүлтүксүз берилет. Алынган калий сульфаты агып чыгарылат, муздатылат, электен өткөрүлөт жана таңгактоодон мурун кальций кычкылы менен нейтралдашат.
- Кошумча продукцияны иштетүү:
- Жогорку температурадагы суутек хлориди газы бир катар скрубберлер жана абсорбциялык мунаралар аркылуу муздатылат жана тазаланат, бул өнөр жайлык класстагы туз кислотасын (31-37% HCl) өндүрүүгө мүмкүндүк берет.
- Калдык газдардын бөлүнүп чыгышы экологиялык стандарттарга жооп берүү үчүн иштетилет.
Кыйынчылыктар жана жакшыртуулар
- Жылуулуктун жоголушу:Чыгарылган газдар жана мештин дубалдары аркылуу жылуулуктун олуттуу бөлүгү жоголот, бул жылуулукту калыбына келтирүү системаларын жакшыртуу зарылдыгын көрсөтүп турат.
- Жабдуулардын коррозиясы:Бул процесс жогорку температурада жана кислоталуу шарттарда иштейт, бул эскирүүгө жана техникалык тейлөөгө байланыштуу кыйынчылыктарга алып келет.
- Туз кислотасынын кошумча продуктуларын колдонуу:Туз кислотасынын рыногу каныккан болушу мүмкүн, бул кошумча продукциянын өндүрүшүн минималдаштыруу үчүн альтернативдүү колдонууларды же ыкмаларды изилдөөнү талап кылат.
Мангейм калий сульфатын өндүрүү процесси эки түрдөгү калдык газдардын эмиссиясын камтыйт: жаратылыш газынан чыккан күйүүчү түтүн жана кошумча продукт суутек хлорид газы.
Күйүүчү газдын түтүнү:
Күйүүчү түтүндүн температурасы, адатта, 450°C тегерегинде болот. Бул жылуулук кайра иштетүүчү аппарат аркылуу чыгарылып, андан кийин чыгарылат. Бирок, жылуулук алмашуудан кийин да, чыккан газдын температурасы болжол менен 160°C бойдон калат жана бул калдык жылуулук атмосферага бөлүнүп чыгат.
Кошумча продукт суутек хлориди газы:
Суутек хлориди газы күкүрт кислотасы менен жуугуч мунарада сүртүлөт, пленкалуу абсорберде сиңирилет жана чыгарылардан мурун чыгарылган газды тазалоо мунарасында тазаланат. Бул процессте 31% туз кислотасы пайда болот., анда жогоркуконцентрациясы эмиссияга алып келиши мүмкүнчейин эмесстандарттарга жана түтүн чыгаруучу түтүктө "куйруктун сүйрөлүү" кубулушун пайда кылат.Ошондуктан, реалдуу убакыт режиминдетуз кислотасы концентрацияны өлчөө өндүрүштө маанилүү орунду ээлейт.
Жакшыраак таасир алуу үчүн төмөнкү чараларды көрүүгө болот:
Кычкылдуулуктун концентрациясын төмөндөтүү: Абсорбция процессинде кислотанын концентрациясын төмөндөтүңүзмененсызыктуу тыгыздык өлчөгүч так мониторинг жүргүзүү үчүн.
Айлануучу суунун көлөмүн көбөйтүү: Абсорбциянын натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн түшүп жаткан пленкалуу абсорбердеги суунун айланышын күчөтүңүз.
Чыгаруучу газды тазалоо мунарасына түшкөн жүктү азайтыңыз: Тазалоо системасына түшкөн жүктү минималдаштыруу үчүн операцияларды оптималдаштырыңыз.
Бул жөндөөлөр жана убакыттын өтүшү менен туура иштөө аркылуу куйруктун сүйрөлүшү кубулушун жок кылууга болот, бул эмиссиянын талап кылынган стандарттарга жооп беришин камсыздайт.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 23-январы
