მანჰაიმის პროცესი კალიუმის სულფატისთვის (K₂SO₄) წარმოება

კალიუმის სულფატის წარმოების ძირითადი მეთოდები

მანჰაიმის პროცესი is K2SO4-ის წარმოების სამრეწველო პროცესი,მაღალ ტემპერატურაზე 98%-იანი გოგირდმჟავასა და კალიუმის ქლორიდს შორის დაშლის რეაქცია, რომლის თანმდევი პროდუქტია მარილმჟავა. სპეციფიკური ეტაპები მოიცავს კალიუმის ქლორიდისა და გოგირდმჟავას შერევას და მათ მაღალ ტემპერატურაზე რეაქციაში შეყვანას კალიუმის სულფატისა და მარილმჟავას წარმოსაქმნელად.

კრისტალიზაციაsგანცალკევებაწარმოქმნის კალიუმის სულფატს ტუტის, მაგალითად, ტუნგის თესლის ნაჭუჭის და მცენარის ნაცრის, გამოწვის გზით, რასაც მოჰყვებაგამორეცხვა, ფილტრაცია, კონცენტრირება, ცენტრიდანული გამოყოფა და გაშრობა კალიუმის სულფატის მისაღებად.

რეაქციაკალიუმის ქლორიდიდაგოგირდმჟავა კონკრეტულ ტემპერატურაზე კონკრეტული თანაფარდობით მიღების კიდევ ერთი მეთოდია კალიუმის სულფატი.კონკრეტული ეტაპები მოიცავს კალიუმის ქლორიდის თბილ წყალში გახსნას, რეაქციისთვის გოგირდმჟავას დამატებას და შემდეგ 100–140°C ტემპერატურაზე კრისტალიზაციას, რასაც მოჰყვება გამოყოფა, ნეიტრალიზაცია და გაშრობა კალიუმის სულფატის მისაღებად.

მანჰაიმის კალიუმის სულფატის უპირატესობები

მენჰაიმის პროცესი საზღვარგარეთ კალიუმის სულფატის წარმოების ძირითადი მეთოდია. საიმედო და დახვეწილი მეთოდი იძლევა კონცენტრირებულ კალიუმის სულფატს, რომელსაც წყალში მაღალი ხსნადობა აქვს. სუსტი მჟავა ხსნარი შესაფერისია ტუტე ნიადაგისთვის.

წარმოების პრინციპები

რეაქციის პროცესი:

1. გოგირდმჟავა და კალიუმის ქლორიდი პროპორციულად დოზირდება და თანაბრად მიეწოდება მანჰაიმის ღუმელის რეაქციის კამერას, სადაც ისინი რეაგირებენ კალიუმის სულფატის და წყალბადის ქლორიდის წარმოსაქმნელად.

2. რეაქცია ორ ეტაპად მიმდინარეობს:

i. პირველი საფეხური ეგზოთერმულია და უფრო დაბალ ტემპერატურაზე მიმდინარეობს.

ii. მეორე ეტაპი გულისხმობს კალიუმის ბისულფატის კალიუმის სულფატად გარდაქმნას, რომელიც ძლიერ ენდოთერმულია.

ტემპერატურის კონტროლი:

1. რეაქცია უნდა მიმდინარეობდეს 268°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, ოპტიმალური დიაპაზონი 500-600°C-ია, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ეფექტურობა გოგირდმჟავას ჭარბი დაშლის გარეშე.

2. ფაქტობრივი წარმოებისას, სტაბილურობისა და ეფექტურობის უზრუნველსაყოფად, რეაქციის ტემპერატურა, როგორც წესი, კონტროლდება 510-530°C-ს შორის.

სითბოს გამოყენება:

1. რეაქცია მაღალენდოთერმულია, რაც ბუნებრივი აირის წვის შედეგად სითბოს მუდმივ მიწოდებას მოითხოვს.

2. ღუმელის სითბოს დაახლოებით 44% კედლების გავლით იკარგება, 40% გამონაბოლქვი აირებით გაიტანება და მხოლოდ 16% გამოიყენება რეაქციისთვის.

მანჰაიმის პროცესის ძირითადი ასპექტები

ღუმელიდიამეტრი წარმოების სიმძლავრის გადამწყვეტი ფაქტორია. მსოფლიოში ყველაზე დიდ ღუმელებს 6 მეტრის დიამეტრი აქვთ.ამავდროულად, საიმედო მართვის სისტემა უწყვეტი და სტაბილური რეაქციის გარანტიაა.ცეცხლგამძლე მასალები უნდა იყოს მდგრადი მაღალი ტემპერატურის, ძლიერი მჟავების მიმართ და უზრუნველყოფილი იყოს კარგი სითბოს გადაცემა. მორევის მექანიზმების მასალები უნდა იყოს მდგრადი სითბოს, კოროზიის და ცვეთის მიმართ.

წყალბადის ქლორიდის გაზის ხარისხი:

1. რეაქციის კამერაში მცირე ვაკუუმის შენარჩუნება უზრუნველყოფს, რომ ჰაერი და ნამწვი აირები არ აზავებენ წყალბადის ქლორიდს.

2. სათანადო დალუქვით და ოპერირებით შესაძლებელია HCl კონცენტრაციის 50%-ის ან მეტის მიღწევა.

ნედლეულის სპეციფიკაციები:

1.კალიუმის ქლორიდი:ოპტიმალური რეაქციის ეფექტურობისთვის უნდა აკმაყოფილებდეს ტენიანობის, ნაწილაკების ზომისა და კალიუმის ოქსიდის შემცველობის სპეციფიკურ მოთხოვნებს.

2.გოგირდმჟავა:საჭიროა 9 კონცენტრაცია9% სისუფთავისა და თანმიმდევრული რეაქციისთვის.

ტემპერატურის კონტროლი:

1.რეაქციის კამერა (510-530°C):უზრუნველყოფს სრულ რეაქციას.

2.წვის კამერა:აბალანსებს ბუნებრივი აირის შეყვანას ეფექტური წვისთვის.

3.კუდის გაზის ტემპერატურა:კონტროლირებადია გამონაბოლქვი არხების ბლოკირების თავიდან ასაცილებლად და გაზის ეფექტური შთანთქმის უზრუნველსაყოფად.

პროცესის სამუშაო პროცესი

• რეაქცია:კალიუმის ქლორიდი და გოგირდმჟავა განუწყვეტლივ მიეწოდება რეაქციის კამერას. შედეგად მიღებული კალიუმის სულფატი გამოიდევნება, გაცივდება, იწმინდება და შეფუთვამდე ნეიტრალიზდება კალციუმის ოქსიდით.
• თანმდევი პროდუქტების დამუშავება:
  • მაღალი ტემპერატურის წყალბადის ქლორიდის აირი გაცივდება და იწმინდება სკრაბერებისა და შთანთქმის კოშკების სერიის მეშვეობით, რათა წარმოიქმნას სამრეწველო დონის მარილმჟავა (31-37% HCl).
  • კუდის აირის გამონაბოლქვი მუშავდება გარემოსდაცვითი სტანდარტების შესაბამისად.

გამოწვევები და გაუმჯობესებები

1. სითბოს დანაკარგი:გამონაბოლქვი აირებისა და ღუმელის კედლების მეშვეობით მნიშვნელოვანი სითბო იკარგება, რაც ხაზს უსვამს სითბოს აღდგენის სისტემების გაუმჯობესების საჭიროებას.
2. აღჭურვილობის კოროზია:პროცესი მიმდინარეობს მაღალ ტემპერატურასა და მჟავე პირობებში, რაც იწვევს ცვეთასა და მოვლა-პატრონობასთან დაკავშირებულ სირთულეებს.
3. მარილმჟავას სუბპროდუქტის გამოყენება:მარილმჟავას ბაზარი შეიძლება გაჯერებული იყოს, რაც საჭიროებს ალტერნატიული გამოყენების ან თანმდევი პროდუქტების წარმოების მინიმიზაციის მეთოდების კვლევას.

მანჰაიმის კალიუმის სულფატის წარმოების პროცესი მოიცავს ნარჩენი აირის ორი ტიპის გამოყოფას: ბუნებრივი აირის წვის გამონაბოლქვს და წყალბადის ქლორიდის თანაპროდუქტს.

წვის გამონაბოლქვი:

წვის გამონაბოლქვი აირების ტემპერატურა, როგორც წესი, დაახლოებით 450°C-ია. ეს სითბო გამონადენამდე რეკუპერატორის მეშვეობით გადაეცემა. თუმცა, სითბოს გაცვლის შემდეგაც კი, გამონაბოლქვი აირის ტემპერატურა დაახლოებით 160°C-ზე რჩება და ეს ნარჩენი სითბო ატმოსფეროში გამოიყოფა.

ქვეპროდუქტი წყალბადის ქლორიდის აირი:

წყალბადის ქლორიდის აირი გადის წმენდას გოგირდმჟავას გამრეცხ კოშკში, შთანთქმას ცვენადი აპკის შთამნთქმელში და გაწმენდას გამონაბოლქვი აირის გამწმენდ კოშკში, სანამ გამოიყოფა. ეს პროცესი წარმოქმნის 31%-იან მარილმჟავას., რომელშიც უფრო მაღალიკონცენტრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს გამონაბოლქვიარასტანდარტებს და გამონაბოლქვში „კუდის წინააღმდეგობის“ ფენომენის გამოწვევას.ამიტომ, რეალურ დროშიმარილმჟავა კონცენტრაციის გაზომვა მნიშვნელოვანი ხდება წარმოებაში.

უკეთესი ეფექტისთვის შესაძლებელია შემდეგი ზომების მიღება:

მჟავის კონცენტრაციის შემცირება: შეამცირეთ მჟავის კონცენტრაცია შეწოვის პროცესის დროსთანჩაშენებული სიმკვრივის მრიცხველი ზუსტი მონიტორინგისთვის.

ცირკულირებადი წყლის მოცულობის გაზრდა: გააძლიერეთ წყლის ცირკულაცია ვარდნადი აპკის შთამნთქმელში შთანთქმის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.

გამონაბოლქვი აირის გამწმენდ კოშკზე დატვირთვის შემცირება: ოპერაციების ოპტიმიზაცია გამწმენდ სისტემაზე დატვირთვის მინიმიზაციის მიზნით.

ამ კორექტირებისა და დროთა განმავლობაში სათანადო ოპერირების გზით, შესაძლებელია კუდის წინააღმდეგობის ფენომენის აღმოფხვრა, რაც უზრუნველყოფს, რომ გამონაბოლქვი აკმაყოფილებს საჭირო სტანდარტებს.