Mazmuni Kirisiw I. Texnologiyalıq bólim

1. 6 Natriy gidrokarbonatning kalsinatsiyasi

Kaltinatsiya natriy gidrokarbonatnin` termik bólekleniwi bolıp soda óndirisiniń juwmaqlawshı stadiyasi esaplanadi. Úzliksiz materiallıq aǵıs formasında málim muǵdarda sodaning alınıwı kaltinatsiya bóliminiń tiykarǵı waziypası dep esaplanadi. Soda tómendegi tiykarǵı texnologiyalıq kursatgichlari menen shiǵarıladı: Kalsinatsiya procesiniń fizikalıq-ximiyalıq tiykarları. Kalsinatsiya bóliminde filtrlengen hám juwılǵan namli natriy gidrokarbonatning bólekleniwi nátiyjesindekaltinatsiyalangan soda, uglerod dioksid hám suw payda boladı.Qızdırılıw nátiyjesinde qurǵaqlay natriy gidrokarbonat (NaHCO₃) tómendegi reakciya boyınsha bóleklenedi:

2NaHCO₃ = Na₂CO_3qati + CO_2g + H₂O_g -125,6 kDj
CO₂ hám H₂O lardiń 100 kPa (1 ata) jıyındı basımında bo'lekleniw 1200 ⁰C temperturada o'tedi. Fazalar qaǵıydasına ko're bul sistema bir erkinlik dárejesine iye hám sal sebepli puwli fazanıń suw ozanat basımı tek xaroratga baylanıslı. Temperatura ishiriwi menen ten`salmaqliq ońǵa jıljıdı hám nátiyjede reakciya tezligi asadı. Natriy gidrokarbonat quramında ızǵarlıq hám qosımshalar bar ekenligi ushın ámeldegi sharayatlarda onıń termik bo'lekleniwi quramalılasadı. Natriy gidrokarbonat quramındaǵı ızǵarlıq apparaturali qáliplesiwin quramalılastıradı, sebebi kamto'kiluwchan bolǵanlıǵı sebepli al apparatlar diywallarına jabıwadı. Natriy gidrokarbonatnin` to'ying`an eritpesi bolǵan ızǵarlıq ıssı maydan menen kontakt qillish nátiyjesinde buglanishining intensiv procesi gúzetiledi. Kristallanayotgan payda bolǵan qattı faza zichli júzege jabıwatuǵın qatlamdı payda etedi. To'men ıssılıq uzatıwlıqǵa iye bolǵan sodanin` qattı qatlami ıssılıq uzatiwn jamanlastıradı ham sırtdan qızdırılatuǵın soda Oshaqlarınıń diywalların o'rtewi múmkin. Bul xodisanin` aldın alıw ushın ig`ali natriy gidrokarbonat ıssı soda menen (retur) aralastırıladı hám bunıń nátiyjesinde jańa qattı faza trona payda baladı (NaHCO3=Na2 CO3 + 2 H2 O).Erkin ızǵarlıq kristallizatsion ızǵarlıqǵa baylanısadı hám to'kiluvchan o'nim payda baladı :NaHCO₃ + Na₂CO₃ + 2H₂O = Na₂CO₃ + NaHCO₃ + 2H₂O + 21,9 kJ,Termografik izertlewler nátiyjesine ko're 1110 ⁰Ctemperaturaǵa qızdırılıwı nátiyjesinde tronadan kristallizatsion suw shıǵıp ketedi:
3Na₂CO₃+NaHCO₃+2H₂O_(qati)=Na₂CO₃+NaHCO_3(qati)+ 2Na₂CO_3(qati) + Н₂О_(g)320,3kJ
127⁰C temperaturada ekilemshi tuzdıń bólekleniwin gúzetiledi:
3Na₂CO₃+NaHCO_3(qati)= 5Na₂CO_3(qati) +
+3Н₂О(g )+ СО₂(g) -472,6 kJ
Bul reakciya eń aste o'taigan hám ulıwma kaltinatsiya procesin limitlovchi reakciyası dep esaplanadi. Texnikalıq natriy gidrokarbonat quramında karbonat hám ammoniy xloridler xamda natriy gidrokarbonat menen birgelikte kristallanadigan natriy karbonat duzları bar. Suw puwi tásirinde natriy karbonat jeńil bóleklenedi:
2NН₂CO₃Na_(qati)+ 2H₂O = Na₂CO_3(qati) + 2NН₃(g) + СО₂(g) - 102,4 kJ
Bul reakciya nátiyjesinde ammiakning yarım muǵdarı hám natriy gidrokarbonat tronaga ótiw processinde qalǵan ammiak ajralıp shıǵadı.
Qizdiriv nátiyjesinde ammoniy karbonat jen`il bóleklenedi:
2(NН)<sub>4</sub>CO<sub>3(qati)</sub> 2NН<sub>3</sub>(g) + СО<sub>2</sub>(g) + Н<sub>2</sub>О(g) -178,2 kJ
Ammoniy xlorid natriy gidrokarbonat menen reakciyaǵa kirisiwedi:
NH<sub>4</sub>Cl<sub>(qati)</sub>+NaHCO<sub>3(qati)</sub>=NaCl<sub>(qati)</sub>+NH<sub>3</sub>(g)+H<sub>2</sub>O(g)+СО<sub>2</sub>
Sonday etip, kaltinatsiya procesi tiykarınan tron hám natriy gidrokarbonatlardan soda payda bolishiwinan ibarat. Kaltinatsiya procesine kelip túsip atırǵan troni hám natriy gidrokarbonatlar qatnası aralastırıw sapası xamda natriy gidrokarbonatning ıǵalanıwlıqları menen belgilenedi. Ig`al natriy gidrokarbonat quramındaǵı kristallizatsion forma daǵı bolǵan fizikaliq ızǵarlıqtı bólew ushın teoriya bo'yicha 1kg ızǵarlıqǵa 2, 94 kg soda beriliwi zárúr. Sodanin`ulıwma muǵdarın kúydiriw formula boyınsha esaplaw múmkin:
R = Gc/Gvl.g = 2, 94 Wvl.g/dc
Ámelde bul koefficient joqarılaw boladı. Ádetde soda óshog'i yamasa puwli kaltsinatorlar normal islewi ushın natriy gidrokarbonat yamasa kaltinatsiyaga kelip túsip atırǵan qospanıń keltirilgen ızǵarlıǵı 6 -8% ten aspaǵan bolıwı zárúr. Bunnan kelip chiqkan túrde retur soda muǵdarın tómendegi formula boyınsha esaplaw múmkin: R = Gc/Gvl. G= Wvl. g/ Wsm -1
R-retur soda sarpı, kg/kg namli natriy gidrokarbonatga; c-sodadagi Na2 CO<sub>3</sub> dıń muǵdarı, %;
Wvl.g-shiyki natriy gidrokarbonatning ızǵarlıǵı, %;
Wcm-kaltinatsiya procesine kelip túsip atırǵan qospanıń keltirilgen ızǵarlıǵı, tájiriybede 7% dep qabıl etiledi.Kalsinatsiyaning texnologik sxemasi.Juwitqishda gazǵa suw sepilgan esabine ol qosımsha sawıpıladı xamda soda hám ammiakdan tolıq juwıladı. Kalsinatorni qızdırıw ushın joqarı basımlı suw bug'i beriledi. Kalsinatorga beriwden aldın suw bug'i reduktsion sholan apparattan (ROU) ótedi xamda bul jerde onıń xarorati 2700<sup>0</sup> C hám basımı 3 MPa ge shekem pasaytiriladi. Kaltsinatsialanayotgan materialǵa ıssılıqtı berip, kal'tsinator trubkalari ishinde suw bug'i kondensotsiyalanadi. Kaltsinatordan kondensat yig'uvchisiga (17) beriledi hám odan keyin keńeytiriwshige tómen basımlı bug'ga aylanıwı ushın. Returli soda oshaqlardı qollaytuǵın sxemalar kórilgen texnologiyalıq sxemaǵa uqsas boladı. Retursiz soda oshaqları qollanganda nimmli natriy gidrokarbonat oshaq barabaniga arnawlı tashlovchi arqalı beriledi. Onıń soda menen tartılıp ketiwi oshaqtıń ishinde ótedi hám sol sebepli texnologiyalıq sxemadan aralastırıwshı chikarib taslanıp, sodaning transportirovkachi ápiwayılasadı. \
Joqarıda kórsetilgeni sıyaqlı, vakkum-filtrden keyin natriy gidrokarbonat quramında ızǵarlıq muǵdarı 16 -18% ni quraydı. Kaltinatsiyaga sarplanatuǵın 40% ıssılıq bul ızǵarlıqtı puwlatıwǵa sarplanadı hám sol sebepli natriy gidrokarbonatning ızǵarlıǵın kemeytiw kaltinatsiyaga energiya sarıplanıwı kemeytiwiniń nátiyjeli jolı dep esaplanadı.Tsentrifugada ızǵarlıqtı ajratgan túrde natriy gidrokarbonatning ızǵarlıǵın sezilerli muǵdarda kemeytiw múmkin (4-8% ge shekem ). Tsentrifugalar járdeminde natriy gidrokarbonatning ızǵarlıǵın kemeytirilishini bir neshe variantları málim bolıp tabıladı. Filtrde natriy gidrokarbonatni juwılıw yamasa juwılıwsız menen filtr-tsentrifuga apparatları qollanılıwı eń perspektivli esaplanadi.
Bul usıllar Yaponiya hám Germaniya soda zavodlarında qollanilyapti. Filtrli suyıqlıq menen moyda kristallik natriy gidrokarbonatning joǵalıp ketiwleri joqarı bolǵanı ushın tsentrifuga kem qollaniadi.Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> Hám qosımshalardıń sodadagi muǵdarı baslanǵısh natriy gidrokarbonatnin` quramı hám process temperaturası menen baylanıslı boladı. Process xarorati shıǵıp atırǵan soda xarorati menen baylanısqan boladı.Apparatlarda materialdı qızdırıw waqıtı hám process ótkeriw sharayatlar menen soda uoqidagi xarorat rejimi belgilenedi. Barabanning toltırıw koefficiyenti 0, 3 bolǵan túrde returli soda oshaqında material bir saatǵa shekem menen soda uoqidagi xarorat rejimi belgilenedi.
Barabanning toltırıw koefficiyenti 0, 3 bolǵan túrde returli soda oshaqında material bir saatǵa shekem hám bug'li kalsinatorda 20 -25 min boladı. Namli natriy gidrokarbonat soda menen aralasǵan nátiyjesinde ǵórekler payda bolıwına alıp keledi hám retursiz soda Oshaqlarında kaltinatsiya temperatura asıp ketedi. Bunday qallarda iri granullalarning barlıq massası boyınsha kaltinatsiya procesin juwmaqlaw ushın xarorat asırılıwı zárúr bolıp tabıladı.

8-súwret. Kalsinatsiya bólimi sxeması.

1 - puw kaltsinatori; 2 - remontlaw aralastıruvchisi; 3, 15 - yacheykali remontlaǵısh ; 4, 10 - lentali transporter; 5 - silkuvchi remontlaǵısh ; 6 - teka bunker; 7 - plujkali túsiriwshi; 8, 9, 14, 16 - transporter; 11 - ciklon; 12 - kaltsinatsiya gazı kollektorı ; 13- separator; 17 - kondensat jıynawısh ; 18 - oraydan qashıwshı nasos ; 19 - kúshsiz eritpe jıynawısh ; 20 - kaltsinatsiya gazı sholanı ; 21 - reduktsiyali sholan apparatı (RSQ); 22 - kaltsinatsiya gazın yuvgich; 23 - juwılǵan eritpe sıyımlılıqı.

Bul processler eksergiyaga da baylanıslı. Energotexnologiya hám eksergiya óz gezeginde bir qatar terminlerden ibarat. Olar energotexnologiya - bul ıssılıq resurslarini tejew hám de material hám ıssılıq boyınsha derlik shıǵındısı bolmaǵan ıslap shıǵarıwdı jaratıw maqsetinde berilgen ishiab shıǵarıwdaǵı texnologiyalıq hám energetikalıq processlerdiń óz-ara baylanısıw nizamlıqlanni úyretiwshi energetikanıń bir bólegi bolıp tabıladı. Energokimyo-texnologiyalıq sistemalar (EKTT) — bul energetikalıq úskenelerin ximiya - texnologiya úskeneleri menen ajıralmas baylanısqan halda iskerlik kórsetetuǵın birden-bir sisteması bolıp tabıladı.Ekilemshi energiya resursları - texnologiyalıq apparatlarda vujudga keiadigan hám sol apparatda isletilbeytuǵın ónimdiń, shıǵındılaming, o'tkinchi hám aralıq ónimdiń energetikalıq potensialı bolıp tabıladı.

Ekzotermik processler - ıssılıqtıń shıǵıwı menen baratuǵın processler bolıp tabıladı.Eksergiya - qaytarma process dawamında elementtıń átirap - ortalıq menen qábiletli ıssılıq dáregi retinde atqarǵan maksimal jumısı. Eksergetik ónimlilik - barlıq túrdegi eksergiyalaming jıyındısı bolıp tabıladı. Eksergetik quwat - eksergiyalar jıyındısınıń waqıtqa qatnası bolıp tabıladı. Eksergetik balans - sistemanı eksergetik f. i. k. birge teń bolǵan ideal jaǵdayǵa qaysı dárejede jaqınlıǵın ańlatpalap beretuǵın kórsetkish.
Eksergetik analiz - sistemanıń islew processinde bolıp atırǵan energiya sarp etiwlerin qanday etip kemeytiw múmkinshiliklerin qıdırıw maqsetinde alıp barılatuǵın analiz bolıp tabıladı.