Kimyoviy ishlab chiqarishning energetik texnologiyasi texnik termodinamika

Tozalash usullari

Ohaktosh qo'shimchalari bilan ko'mir yoqilg'isi. Ko'mir bilan ishlaydigan elektr stantsiyalarining chiqindi gazlaridagi SO2 miqdorini kamaytirish uchun ohaktoshni yoqilg'iga kiritishning ikkita usuli ishlab chiqilgan:

- panjarali pechlarda yonish uchun ohaktosh qo'shilishi bilan ko'mir qoldiqlaridan granulalar tayyorlash;

- yoqilg'ining nozulli atomizatsiyasi bo'lgan pechlarda foydalanish uchun kukunli ohaktoshni ko'mir changiga qo'shilishi.

Yonish paytida SO2 bog'lash reaktsiyasi tenglama bilan tavsiflanadi

CaCO₃ +0,5O₂ + SO₂ = CaSO₄ + CO₂.

Ohak qo'shilgan donachalardan foydalanish kam quvvatli panjara pechlarida yoqilganda oltingugurt oksidi kontsentratsiyasini 50% kamaytiradi. Ushbu ko'rsatkichlar an'anaviy gazni SO2 dan yuvish usuli bilan tozalashdan ko'ra bir oz pastroq, ammo usulning soddaligini hisobga olib, uning istiqbollari katta.

Ko'krak changini ohak qo'shimchalari bilan shtutser tipidagi pechlarda yoqishda oltingugurt oksidlarini 70% gacha kamaytirishga erishiladi.

Quruq adsorbanni kiritish. Ushbu usulda quruq gidroksidi adsorbent chiqindi gaz trubasiga puflanadi va reaksiyaga kirishgan qattiq moddalar oqimdan ajratiladi. Shunday qilib, chiqindi gazdagi SO2 kontsentratsiyasini 50% ga kamaytirish mumkin. Natriy tuzlari kaltsiy birikmalariga qaraganda ancha samarali ekanligi eksperimental ravishda aniqlandi. Ularning oltingugurt oksidlari bilan reaktsiyasi tenglamalar bilan tavsiflanadi:

2NaHCO₃ + SO₂ = Na₂SO₃ + 2CO₂ + H₂O, Na₂CO₃ + SO₂ = Na₂SO₃ + CO₂.

Naxolitni adsorban, tabiiy mineral Na2CO3 • NaHCO3 • 2H2O sifatida ishlatish qulay, bu arzon va yaxshi reaktivlikka ega. Reaksiya 110-150 C haroratda etarli darajada davom etadi va haroratning oshishi adsorbentdan foydalanish darajasining oshishiga olib keladi.

Tampella ko'mir va moyni yoqish uchun qozon pechiga ohaktoshni o'lchov bilan etkazib berishga va ohakni alohida reaktsiyada qo'shimcha faollashtirishga asoslangan Lifak usulini ishlab chiqdi.

torus. Bu holda eng ko'p qo'llaniladigan suyuqlik yotqizilgan reaktor hisoblanadi. SO2 ulanishi quyidagicha sodir bo'ladi:

CaCO₃ = CaO + CO₂,

CaO + SO₂ = CaSO₃,

CaSO₃ + 0,5O₂ = CaSO₄.

Ishlash harorati diapazoni 800–1200 S. Reaktsiya qilinmagan CaO suv bilan faollashadi va yana reaksiyaga kirishadi:

Ca(OH)₂ + SO₂ = CaSO₃ + H₂O.

Lifak jarayonining asosiy afzalliklari:

- arzon adsorban;

- mavjud va yangi elektr stantsiyalarida, oltingugurtli yoqilg'ida ishlaydigan barcha turdagi qozonlarda foydalanish imkoniyati;

- uskunalarning kichik maydoni va o'rnatish qulayligi;

- chiqindi suv etishmasligi;

- yakuniy mahsulot to'ldirilgan tuproq yoki yo'l qurilish materiali sifatida ishlatiladi.

Qattiq adsorbent CuO / CuSO4 tomonidan adsorbtsiya. Ushbu usul alyuminiy oksidi ustida qo'llab-quvvatlanadigan mis oksidi CuO ishtirokida SO2 dan gazni tozalashni ta'minlaydi. Baca gazi adsorbent bilan to'ldirilgan gaz oqimi kanallarining parallel joylashuvi bilan reaktorga beriladi. Sxematik jarayon oqim diagrammasi shakl. 3.7.
3.7. Rasm Mis oksidi bilan adsorbsiyaning texnologik oqim diagrammasi
Jarayon kimyosi quyidagi tenglamalar bilan ifodalanishi mumkin:

- adsorbsiya:

CuO + 0.5O2 + SO2 = CuSO4;

- yangilanish:

CuSO4 + 2H2 = Cu + SO2 + 2H2O, Cu + 0.5O2 = CuO.

390 ° C darajadagi tutun gazi reaktorlardan biriga quyiladi, bu erda oltingugurt oksidi CuO bilan reaksiyaga kirishib, mis sulfat hosil qiladi. To'yinganidan so'ng, chiqindi gaz yangi reaktorga o'tkaziladi va chiqindi gaz qayta tiklanadi. Bunday holda, reaktordan chiqadigan chiqindilar tarkibida oltingugurt yoki oltingugurt kislotasini hosil qilish uchun etarli miqdorda SO2 mavjud.

WSA texnologiyasi. WSA katalitik jarayon bo'lib, u nam gazdan oltingugurt kislotasini ishlab chiqaradi. Uning asosiy texnologik sxemasi shakl. 3.8.

Jarayon kimyosi quyidagi reaktsiyalar bilan ifodalanishi mumkin:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃,

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

3.8. Rasm WSA texnologik sxemasi

SO2 dan SO3 gacha oksidlanish taxminan 420 S haroratda vanadiy katalizatorida sodir bo'ladi. Kimyoviy reaktsiyaning issiqligi reaktorga kiradigan gazni isitish uchun ishlatiladi. Keyin texnologik gaz sovutiladi va SO3 suv bug'i bilan sulfat kislota aerozoliga aylanadi. Agar tutun gazida oz miqdordagi suv bo'lsa, unga bug 'qo'shiladi. Sulfat kislota WSA minorasida ajralib chiqadi, u oltingugurt kislotasiga chidamli (masalan, shishadan yasalgan) quvurlari bo'lgan quvurli kondensator / kontsentrator. Sülfürik kislota konsentratsiyasi, chiqindi gazidagi suv tarkibiga ozgina bog'liq, chunki oltingugurt kislotasining shudring nuqtasi harorati suvning shudring haroratidan ancha yuqori.

Baca gazini tozalash darajasi 95-98% ga etishi mumkin.

Qattiq absorberlar tomonidan adsorbsiyalash. Adsorbentlar oltingugurt oksidlarini qayta tiklash va yo'q qilish uchun samarali vositadir. Odatda adsorban sifatida faollashgan uglerodlar, seolitlar, silika gellar ishlatiladi. Biroq, bu usullar past haroratni talab qiladi.

SO2 ning faollashgan uglerodga adsorbsiyalanish usuli ma'lum, uning yuzasi bir vaqtning o'zida SO2 dan SO3 gacha oksidlanish bilan tutun gazlaridan kislorod va suvni yutadi. Jarayon kimyosi quyidagi reaktsiyalar bilan ifodalanishi mumkin:

2SO2 + O2 = 2SO3, SO3 + H2O = H2SO4.

Tozalash tizimining sxematik diagrammasi shakl. 3.7 va faqat adsorberning texnologik quvurlari bilan farq qiladi (3.9-rasm).

Qozondagi chiqindi gazlar chang yig'uvchi va faol uglerod bilan to'ldirilgan bir nechta parallel ulangan adsorberlardan o'tadi. Bundan tashqari, adsorberlarning ba'zilari adsorbsiya bosqichida, ba'zilari esa yangilanish bosqichida. Adsorbsiya jarayonida faollashgan uglerod sulfat kislota hosil bo'lganligi sababli, u qayta tiklanish bosqichida yuviladi. Birinchidan, yuvish etarli darajada konsentrlangan sulfat kislota bilan, so'ngra ketma-ket, o'rtacha kislota bilan, so'ngra past konsentratsiyali va nihoyat suv bilan amalga oshiriladi. Keyin eritma yog 'ajratgichidan o'tadi va idishda yig'iladi. Yuvish paytida olingan suyuqlik 20% sulfat kislota. U 70% konsentratsiyaga qadar bug'lanadi va keyin sovutish va santrifüjdan so'ng iste'molchiga savdo mahsulot sifatida yuboriladi. Yuvib bo'lgandan so'ng, ko'mir tozalangan tutun gazlari bilan quritiladi va adsorber emilim holatiga o'tkaziladi.

3.9. rasm Adsorberning texnologik quvurlari

Y uqorida keltirilgan tozalash tizimlari chiqindi gazlarni faqat azot oksidi yoki oltingugurt oksidlaridan tozalashga imkon beradi. Shu munosabat bilan, chiqindi gazlarni to'liq tozalash uchun azot va oltingugurt oksidlarini birgalikda tozalash uchun yuqorida ko'rsatilgan usullardan birlashtirilishi mumkin bo'lgan murakkab tizimlardan foydalanish zarur. Bunday texnologik sxemaning namunasi shakl.
3.10. 3.10. Rasm Baca gazini kompleks tozalash uchun texnologik oqim diagrammasi:

A - qozon; B - changni tozalash tizimi; C - desulfurizatsiya adsorberi; D - kislota yig'ish; E - olov isitgichi; F - gaz generatorini kamaytirish; G - NOx qaytarilish reaktori; H - qaytaruvchi moddalarni yondirish uchun reaktor; I - havo isitgich

Shunday qilib, tutun gazlarini SO2 dan tozalash uchun kompleks sxema yordamida SO2 ning faollashgan uglerodga adsorbsiyasi, so'ngra SO3 ga oksidlanish va sulfat kislotaga gidrogenatsiyalash usuli qo'llanilishi mumkin.

Oltingugurt dioksididan tozalanganidan so'ng, chiqindi gazlar azot oksidlaridan NSCR usuli bilan tozalanadi, bu esa yonish jarayonini (butun tizim uchun) birlikka teng ortiqcha havo nisbati bilan qo'shimcha amalga oshirishga imkon beradi.

Shuni ta'kidlash kerakki, SO2 ko'p katalizatorlar uchun katalitik zahar hisoblanadi, shuning uchun oltingugurt oksidlaridan tozalash tizimi azot oksidlaridan tozalash tizimidan oldin bo'lishi kerak. O'z navbatida, chang zarralarini tozalash tizimlariga salbiy ta'sirini bartaraf etish uchun chiqindi gazlarni changdan (kuldan) oldindan tozalash kerak.

4. QUVVATLARNI TEXNIKA QURILMALARI

Ma'lumki, moddaning issiq oqimidan sovuqgacha bo'lgan issiqlik ikki yo'l bilan: oqimlarning to'g'ridan-to'g'ri aloqasi yoki ularning devor orqali tegishi orqali va sovuq oqim to'g'ridan-to'g'ri issiq oqim bilan aloqa qila olmasa etkazilishi mumkin. , keyin issiqlik uzatish agentlari issiqlik uzatish uchun ishlatiladi ...

Ba'zan dizayni jihatidan o'xshash, ammo ishlash printsipi jihatidan farq qiluvchi energiya texnologiyalari qurilmalarining ikki turi mavjud: qozonxonalar va pechlar. Texnologik jarayon davomida isitish, materiallar yoki mahsulotlarni isitish yoki qayta ishlash jarayonida to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladigan, yonish, boshqa kimyoviy reaktsiyalar yoki elektr energiyasining konversiyasi natijasida issiqlik chiqaradigan qurilmalarga pechlar deyiladi. Agar energetik qurilmalarda issiqlik iste'molchiga issiqlik tashuvchisi yordamida o'tkazilsa, unda bunday qurilmalar qozonxonalar deb ataladi.

Kimyo sanoatida ma'lum texnologik jarayonlarga mo'ljallangan har xil turdagi va dizayndagi pechlar keng qo'llaniladi:

- quvurli (katta endotermik ta'sirga ega katalitik jarayonlarni o'tkazish uchun: uglevodorodlarni bug 'bilan qayta ishlash, yorilish va boshqalar);

- aylanadigan baraban bilan, ichki va tashqi isitish (qattiq fazali va bir nechta reaktivli heterojen jarayonlar uchun, bu vaqtda reaktsiya massasini aralashtirish zarur: ftorli vodorod ishlab chiqarish, vanadiy shlaklarini qovurish va boshqalar);

- suyultirilgan yotoq bilan (qattiq fazali va bitta qattiq reaktivli heterojen jarayonlar uchun yuqori zichlikli reaktorlar: piritli qovurish, quritgichlar va boshqalar);

- meniki (qattiq fazali geterogen jarayonlar uchun reaktorlar, bu erda uning erishi mumkin: natriy sulfid ishlab chiqarish, temirni eritish va boshqalar);

- kamera (ma'lum hajmdagi reaktorlar: soot ishlab chiqarish, oltingugurt yonishi, chiqindilar va boshqalar);

- mexanik (qattiq fazali geterogen jarayonlar uchun reaktorlar, u eriydi va intensiv aralashtirishni talab qiladi, bu mexanizmlar tomonidan ishlab chiqariladi);

- tunnel (otish uchun, masalan, katalizatorlar ishlab chiqarishda va boshqalar);

- vannalar (qattiq fazani eritish va eritmada jarayonlarni o'tkazish uchun).

Taqdim etilgan pechlarning har biri ma'lum bir texnologik jarayonlar uchun mo'ljallangan turli xil dizaynlarga ega, shuning uchun pechlarning konstruktsiyalari aniq sanoat uskunalarini o'rganishda batafsilroq ko'rib chiqiladi.

Pechlardan farqli o'laroq, qozonxonalar va chiqindi issiqlik qozonlarida issiqlik suyuq issiqlik tashuvchisiga o'tkaziladi. Eng keng tarqalgan isitish vositasi suvdir, uni oddiygina isitish mumkin (issiq suv qozonlari) yoki bug'langanda (bug 'qozonlari). Suvdan tashqari, qaynoq harorati yuqori bo'lgan organik suyuqliklar va eritmalar issiqlik tashuvchisi sifatida ishlatilishi mumkin: yuqori haroratli organik issiqlik tashuvchilar (HOT) va noorganik issiqlik tashuvchilar. Bunga quyidagilar kiradi:

- DFS - difenil aralashmasi (evtektik aralashma: 26,5% difenil va 73,5% difenil oksid);

- DTM - ditolilmetan;

- IS-40A - mineral moy;

- AMT-300 - xushbo'y moy;

- CT-2 - difenil-ditolil aralashmasi (50% ditolilmetan, 36,8% difenil oksidi va 13,2% difenil);

- SS-4 - tuzni sovutadigan suyuqlik (evtektik aralash: 40% NaNO2, 7% NaNO3, 53% KNO3);

- har xil metall eritmalari. BOTning asosiy afzalliklari:

• yuqori qaynash haroratlari;

• qotish paytida hajmning pasayishi;

• uskunaning korroziyasini keltirib chiqarmang.

Ularning asosiy kamchiliklari shundaki, harorat ko'tarilganda ular parchalanishi mumkin, shuning uchun HOT ning qo'llanilish doirasi 385-400 S haroratgacha cheklangan. Tuzli sovutish moddalari 500-550 S haroratda ishlatiladi.

VOT bilan taqqoslaganda, suv eng yuqori issiqlik o'tkazuvchanlik xususiyati bilan ajralib turadi, xavfsiz, yuqori darajada bug'lanish issiqligiga ega, ammo u ham muhim kamchiliklarga ega: nisbatan past to'yinganlik haroratida yuqori bug 'bosimi; qattiqlik tuzlari va erigan kisloroddan tozalash talab qilinadi; uskunani zanglashi mumkin;erish darajasi nisbatan yuqori; qotish paytida ishchi suyuqlik hajmi oshadi.

Qozonxonalarda ishlatiladigan asosiy issiqlik tashuvchilarning xususiyatlari 4.1.jadvalda keltirilgan.

4.1-jadval

Asosiy issiqlik uzatish suyuqliklarining xususiyatlari

Teplo- nositelь