Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таьлим вазирлиги ислом каримов номидаги тошкент давлат

АБСОРБЦИЯ БЎЛИМИ. АММИАК ВА УГЛЕРОД ДИОКСИДИНИ АБСОРБЦИЯ ЖАРАЁНИ. АБСОРБЦИЯ ЖАРАЁНИНГ ҚИСҚАЧА ТАСНИФИ.


Абсорбция. Карбонат ангидрид ва аммиакнинг ош тузи эритмасига абсорбцияси қуйидаги кимёвий реакциялар бўйича содир бўлади:
NH₃ + H₂O ⇄ NH₄OH + Q
2NH₃ + CO₂ + H₂O ⇄ (NH₄)₂CO₃ + Q
2NH₃ + CO₂ → NH₂COONH₄ + Q
Бу реакцияларнинг барчасида иссиқлик ажралиб чиқади. Шу сабабли абсорбция минораларида абсорбция даражасини ошириш учун намакобни совутиш назарда тутилади.
Бу ерда аммиак НСОз ионларини NН₄НСОз хлор ионларини NН₄С1 моддалар шаклида боғлайди:

NаСl +NН₄НСОзNaНСОз+NН₄Сl

Аммиак тайёр маҳсулотнинг таркибига кирмайди ва хлорид аммонийдан регенерация бўлганидан кейин қайта аммонийлаш жараёнига кайтарилади. Аммиакнинг асосий кисми (460 кг/т содага) дистилляция бўлимидан келади. Аммиакнинг қолган қисми (75 кг/т) карбонизация бўлими ва 4 кг/т барабанли ваккум - фильтр ҳавоси билан келади. Булар таркибида аммиакдан ташқари диоксид углерод ва сув буглари мавжуд. Масалан, дистилляция газлари билан 1 т содага 260 кг С0₂ ва 140 г сув буғлари келиб тушади, карбонизация газлари билан 70 кг С0₂ ва 40 кг сув буғлари келиб тушади.

Аммиак яхши эрийдиган газ, унинг абсорбция тезлиги юқори бўлиб, газли пленка диффузион қаршилиги билан аниқланади.
Диоксид углерод эса яхши эримайдиган газ, унинг абсорбция тезлиги кам бўлиб, суюқли пленка қаршилиги билан аниқланади. С0₂ гази ютилиши аммиак борлигида қайтар кимёвий реакция билан мураккаблашади. Бундан ташқари, аммиак борлигида С0₂ нинг мувозанатли босими камаяди.
Аммиак ва диоксид углеродлардан ташқари абсорбцияга сув буглари ҳам келиб тушади. Сув буғининг мувозанатли босимини А.Г.Белопольский тенгламаси бўйича аниқлаш мумкин:

P_o-тоза сув устидаги сув бугларининг босими;

[NаС1], [NНз], [С0₂]-тегишли компонентларнинг концентрациялари.

Аммонийлаш натижасида сув буғларининг кўп қисми конденсатланади ва бунинг ҳисобига рассолнинг ҳажми 3-4% га ошади.

Бу, ўз навбатида, NаС1 концентрациясини камайишига олиб келади. NаС1 концентрациясини кўп камайтирмаслик ва абсорберга иссиклик юкламани камайтириш учун газлар абсорберга берилишдан олдин совутгичда (ХГДС) совутилади. Аммо лекин, температура 55°С дан кам бўлган ҳолда NНз, СO₂ ва Н₂О лар реакцияга киришиб, қаттиқ тузлар ҳосил қилишлари мумкин. Бу тузлар деворларга чўкиб, труба ва совутгичнинг тиқилиб қолишига олиб келиши мумкин.
Ишлаб чиқариш шароитида дистилляция жараёнини ўтказишда совутгичдан чиқаётган газнинг босими 93,1 кПа ташкил қилади. Демак, газнинг совутиш чегаравий температураси 52⁰С ни ташкил этади. Ишлаб чиқариш шароитида технологик режим ўзгариши мумкин ва шунинг учун температура 55°С дан кам бўлмайди. Одатда 60°С температура ушланади. Карбонизация бўлими талабларига кўра аммонийлашган намокобдаги аммиакнинг концентрацияси белгиланади. Бу концентрация қуйидаги нисбатга жавоб бериши керак.

NН₃ :NaCl=1,1-1,15

Агарда тозаланган намокобда NaС1 концентрацияси 106 н.д. ташкил этса, дистилляция газларининг сув буғлари конденсацияси ва суюқ фаза зичлиги камайиши ҳисобига бу концентрация аммонийлашган намокобда 88-90 н.д. камаяди. Демак NН₃:NaС1=1,1-1,15 бўлган ҳолда аммонийлашган намокобда аммиакнинг концентрацияси 101-104 н.д. бўлиши керак. Ишлаб чиқариш шароитида ушбу концентрация 100-106 н.д. ташкил этади.

Карбонат ангидрид абсорбцияси бирин-кетин жойлашган иккита катта ва кичик абсорбция минораларида амалга оширилади. Катта минора ҳавони ювиш фильтрлари, абсорбция газларини ювувчи, газ совутгичи, биринчи абсорбер ва тиндиргичдан иборатдир. Кичик минора эса абсорбция газларини ювувчи, иккинчи абсорбер ва тиндиргичдан иборат бўлади. Бу жиҳозларда газларнинг суюқлик билан таъсирлашув жараёни амалга оширилади, унинг тезлиги қуйидаги тенглама билан ифодаланади:

Абсорбция жараёни юқори тезликда ўтишини таъминлаш учун фазалар орасидаги контакт юза F ни ошириш керак. Шунинг учун абсорбция бўлимида барботаж миноралари ўрнатилади. Улар тарелкадаги бир неча йирик қабариқлардан иборат бўлиб, қабариқларга битта катта қалпоқча ёки 7-14 та кичик барботаж қалпоқчалари жойлаштирилган бўлади (1-расм). Минора баландлиги бўйича жараённинг ҳаракатлантирувчи кучи ∆с бир текисда бўлишини таъминлаш мақсадида газлар ва суюқлик орасида қарама-қарши оқим юзага келтирилади. Тизим қаршилигини камайтириш учун абсорбция бўлими жиҳозлари вакуум остида ишлайди. Таркибида 80-85 г/л NH₃ тутган абсорбциялашдан олинган аммиак-тузли намакоб совутилгандан сўнг карбонизацияга юборилади.

1-расм. Бир- ва кўп қалпоқчали тарелкаларнинг тузилиши ва ишлаш принципи.
Абсорбция бўлимидан чиқаётган газларнинг аммиакдан тозаланиши юқори даражада бўлиши лозим. Шунинг учун газлар тоза намокоб ёки минимал миққорда аммиакга эга бўлган намокоб билан тозаланади. Бундан ташқари абсорбция бўлимида 100-106 н.д. миқдорда аммиаки бор намокоб ҳосил бўлиши керак. Бунинг учун сув буғлари конденсатида NН₃ ва CO₂ газлар эриш натижасида ажралиб чиқаётган иссиқликни чиқариб ташланиши зарур.
Иссиқлик чиқариб ташлаш усулларига кўра бир нечта абсорбция булими техиологик схемалари мавжуд. Кўп ҳолларда факат суюқ фаза совутиш ёки ҳам суюқ ҳам газ фазаларини совутиш билан технологик схемалар қўлланилади.