Toshkent yangiyul poligraph service

§. Kontakt usuli bilan sulfat idslota ishlab chiqarish

Sulfat kislota ishlab chiqarish beshta bo‘limni o‘z ichiga oladi:

1. 
   Pechbo‘limi (bunda quruq S0₂ hosil bo‘ladi).
   
2. 
   Yuvish bo‘limi (bunda S0₂ gazi ho‘l usul bilan tarkibidagi qo'shimchalardan, ya’ni H₂S0₄ning tomchilaridan, suv bug‘laridan va kontakt zaharlaridan to'liq tozalanadi).
   
3. 
   Kompressor bo‘limi (bunda tozalangan gaz so‘rib olinib, kontakt apparatiga yuboriladi).
   
4. 
   Kontakt bo‘limi (bunda S0₂ gazi katalizator bilan ta’sirlashib
   

• 
  to'qnashib S0₃ ga aylanadi).
  

5. 
   Absorbsiya bo‘limi (bunda S0₃suvga yuttiriladi va H₂S0₄ ga aylantiriladi).
   

S0₂ gazini tozalash. Kolchedanni kuydirib olingan kuyundi gazlari tarkibida S0₂(16 % gacha, odatda 7—9 %), 0₂ (9—11 %), kuyundi changlari (200 g/m³), qaynovchi qatlamda kuydirilganda kuyundi changlari asosan temir oksidi; ozroq temir sulfidi, mis sulfidi, As₂0₃ mishyak oksidi, Se0₂ selen oksidlarini ushlaydi. Bular katalizator «zaharlari» bo‘lib, katalizatomi tez yaroqsiz holga keltiradi. Shuning uchun ham S0₂ barcha qo'shimchalardan tozalanishi kerak.

Kuyundi gazlari eng awal siklonlarda tozalanadi (siklon apparati jadvaliga qaralsin), so'ngra gaz issiqligidan bug‘ hosil qilish uchun (gaz issiqligi 400°C bo‘ladi), bug‘ qozonlariga yuboriladi va harorati ancha pasaygach, quruq elektrofiltrlar orqali o‘tkaziladi. Bu apparatlaming hammasi zavodning pech bo‘limida joylashgan bo‘ladi. Kuyundi gazlarning tarkibidagi qo'shimchalar siklon apparatidan o‘tgach 20 g/m³ qoladi. Qolgan changlar juda mayda bo‘lib, ular elektrofiltrdan o‘tgach 0,1 g/m³ qoladi, xolos.

S0₂ ni chang zarrachalaridan hamda As₂0₃, Se0₂ lardan batamom tozalash maqsadida, (ayniqsa, As₂0₃, Se0₂ lar kata- lizatomi qaytmas qilib zaharlaydi) gaz (S0₂) yuvuvchi minoralarda maxsus tozalanadi. Unda gaz ho‘llanadi va 30—50°C haroratgacha sovitiladi. Natijada gazda tuman, ya’ni juda mayda suv tomchilari hosil bo‘lib, kondensatsiyalanib ajralib chiqadi. Bu tomchilarda S0₃ va As₂0₃ lar erigan bo‘ladi. Shunday yo‘l bilan katalizator zaharlaridan gaz batamom tozalangach, quritgich minoralarda 93— 95% li sulfat kislotada quritiladi. So‘ngra toza va qumq gaz kompressori yordamida kontakt bo'limiga yuboriladi.

Oltingugurt (IV) oksidini kontakt usulida oksidlash. S0₂ ni S0₃ ga oksidlash sulfat kislota ishlab chiqarishning eng asosiy bosqichidir. Shuning uchun ham sulfat kislota ishlab chiqarishning bu usuli kontakt usuli deb ataladi. Kontakt bu to‘qnashuv degan ma’noni anglatib, S0₂gazning katalizatori bilan to‘qnashuvini bildiradi. S0₂ ni kontakt usulida S0₃ ga aylantirish geterogen ekzotermik katalizga tipik misol bo‘la oladi. Bu reaksiya gaz hajmini kamayishi bilan beradigan qaytar ekzotermik jarayonidir.

2S0₂ +0₂—> 25'0₃ +189 kj (500 at) . *—

Shuning uchun ham Le-Shatele pirinsipiga muvofiq bu reaksiya muvozanat haroratning pasayishi va bosimning ortishi bilan S0₃ hosil bo‘lishi tomon siljiydi. Ammo sulfat kislota ishlab chiqarishda yuqori bosim qo‘llanilmaydi, chunki S0₂ va kislorodning konsetratsiyasi kuyundi gaz tarkibida 20% dan oshmaydi. Qolgan 80 % gaz azotdan iborat bo‘lib, bunday aralashmaga yuqori bosim qo‘llash bosimni hosil qilish xarajatlarini qoplaymaydi.

Atmosfera bosimida va 475°C haroratda S0₃ hosil bo‘lishining gazlar aralashmasining % tarkibiga bog‘liqligi quyidagicha bo‘ladi:

S0₂ ning % miqdori 2 5 6 7 8 9 10

0₂ ning % miqdori 18,2 14,1 12,7 11,3 10,0 8,6 7,2 S0₂ ni S0₃ga aylan-

tirishning % miqdori 97,1 96,5 96,2 95,8 95,2 94,3 92,3

Bundan ko‘rinib turibdiki 2 % S0₂ bo‘lganda S0₃ga aylanish darajasi eng yuqori 97,1 % bo‘ladi, ammo bunda kontakt apparatining mahsuldorligi past bo‘ladi. S0₂ ni miqdori orta borgan sayin S0₃ga aylanish darajasi pasayib boradi.

Optimal gazlar aralashmasi quyidagicha bo‘ladi: 7—8 % S0₂, 10—11 % 0₂va 82 % N₂ Shunday tarkibli aralashma 400°C haroratda 99,2 % unum beradi. Ammo bunday haroratda reaksiya tezligi va demak, mahsuldorlik juda past bo‘ladi (58- rasmga qarang).

* loo § 80 60 40

20 0

Shuning uchun ham hozirgi zamon vanadiyli kontakt massasida oksidlash bir necha bosqichda olib boriladi. Har bir bosqichda o‘zining maqbul harorati aniqlanadi. Bu harorat birinchi bosqichdan (580— 600°C) oxirgi bosqichga (450—400°C) tomon pasayib boradi. y^SOj ni oksidlanish jarayoni eng avvalo qo‘llaniladigan katali- zatorning aktivligi bilan aniqlanadi. S0₂ ni oksidlanishiga minglab moddalar ta’sir etadi. Ammo sulfat kislota ishlab chiqarish sanoatida turli davrlarda faqat uchta katalizatordan foydalanilgan. Bular: 1) pla- tina metali; 2) temir (III) oksidi; 3) vanadiy (V) oksidi. ^

Bulardan eng aktivi platinadir, ammo u juda qimmat turadi hamda oz miqdorda mishyak tasirida qaytmas bo‘lib zaharlanadi. Temir (III) oksidi esa arzon, mishyak bilan zaharlanmaydi, ammo faqat 625°C dan yuqori haroratdagina katalitik aktivlik ko‘rsatadi. Biroq bunday yuqori haroratda S0₂ ning S0₃ ga aylanishi 70 % dan ham kam, odatda 50—60 % bo‘ladi. Shuning uchun ham u faqatgina taxminiy kontaklashdagina foydalanilgan. Vanadiyli katalizator platinadan ancha arzon va mishyak birikmalari bilan zaharlanish darajasi platinaga nisbatan bir necha ming marta kamdiri Shunga ko‘ra MHD dagi barcha sulfat kislota ishlab chiqaradigan zavodlar faqat vanadiyli kontakt massasidan foydalanayotir.

Vanadiyli katalizator massasi 7% V₂0₅ dan va aktivlovchi (promotor)-ishqoriy metall oksidlaridan (ko‘pincha Kp qo‘llaniladi) iborat bo^£lib, bu aralashma yuqori aktivlikka ega bo‘lgan g‘ovak alyumosilikatlar yoki kremniy (IV )- oksidiga shimdiriladi, hosil bo‘lgan aralashmadan turli shakllarda: g‘ovak granulalar (shar shaklida), tabletkalar va xalqalar shaklida 5 mm, kattalikda katalizator tayyorlanadi.

Kontakt jarayonida K₂0 kaliy pirosulfatga (K₂S₂0₇) aylanadi. Vanadiy (V) oksidi unda erigan holda katalizator g‘ovaklari yuzasini to'ldiradi. Har qanday katalizatorda ham vaqt o'tishi bilan S0₂ ni oksidlanish darajasi ortibborad|^Buni quyidagi grafikda (59- rasmga qarang) ko‘rish mumkin. TJrafikda ko‘rinib turibdiki, harorat qanchalik yuqori bo'lsa, muvozanat shunchalik qisqa vaqtda qaror topadi. Demak, unum ham shunchalik kam bo‘ladi.

S0₂ ni S0₃ ga oksidlanishining kinetik(tezlik) tenglamasini G. K. Boreskov topgan. Bu tenglama quyidagicha ifodalanadi.