Mavzu: Ammiak sintezida issiqlik rekuperatsiyasi. Reja

Mavzu: Ammiak sintezida issiqlik rekuperatsiyasi.

Reja:

1.Ammiak haqida ma’lumot.

2.Sintetik ammiak ishlab chiqarish.
3. Changli gazlarni rekuperatsiya qilish.
4. Chiqindi gazlarni azot oksidlaridan tozalash texnologiyalari.

Ammiak haqida ma’lumot.
Ammiak NH₃ – normal bosim va haroratda rangsiz va o‘tkir hidli gaz. Suyuq ammiak – rangsiz suyuqlik bo‘lib, –33,4^oC da qaynaydi. Ammiak qaytaruvchi xossani namoyon qiladi, suvda yaxshi eriydi va ammoniy gidroksid (NH₄OH) hosil qiladi. Ammiakning suvdagi 25% li eritmasi ammiakli suv yoki novshadil spirt nomi bilan yuritiladi.
Ammiak o‘g‘it sifatida ishlatiladi, u tuproqqa suyuq holatda beriladi, shuningdek ammiakdan sovutgichlarda, metallurgiya sanoatida, plastmassalar, fotografiya materiallari preparatlari va boshqalar ishlab chiqarishda qo‘llaniladi.
Ammiakning ko‘p qismi turli xil azot tutgan o‘g‘itlar va nitrat kislota ishlab chiqarishda qayta ishlanadi, ulardan kimyo sanoatida ham, xalq xo‘jaligining boshqa tarmoqlarida ham keng miqyosda foydalaniladi.

Sintetik ammiak ishlab chiqarish
Ammiak sontezi quyidagi reaksiya bilan ifodalanadi:
N₂ + 3H ₂ ⇄ 2NH ₃ + Q
Ammiak sintezi hajm kamayishi va issiqlik ajralishi bilan boradigan qaytar jarayondir. Demak, bosimni oshirish va haroratni pasaytirish orqali reaksiya muvozanatini ammiak sintezi tomonga siljitish mumkin. Masalan, 200 ^O C harorat va 10 atm bosimda azot va vodorod stexiometrik nisbatidagi aralashmasida NH₃ ning muvozanat konsentratsiyasi 50,7% ni tashkil etadi. Xuddi shu bosimda haroratni 300^OC gacha oshirilishi ammiak konsentratsiyasining 14,7% gacha pasayishiga olib keladi. 300 ^O C haroratda, ammo bosim 10 atm emas, balki 300 atm bo‘lganda NH₃ konsentratsiyasi 71,0% ni tashkil etadi.
Azot molekulasida bog‘ning xattoki yuqori haroratda (800 ^O C) ham yuqori mustahkamlikka ega bo‘lganligi sababli ammiak sintezi juda ham sekin sodir bo‘ladi. Sintez jarayonini tezlashtirish uchun 400-550^oC haroratda sintezni o‘tkazishni ta’minlaydigan katalizatorlar qo‘llaniladi.
Ammiak sintezining nisbatan faol katalizatorlaridan biri temir oksidlaridan (Fe₃O₄) qaytarib olingan temir metalli hisoblanadi. Yuqori harorat (450-550 ^O C) ta’sirida va katalitik zaharlar (oltingugurtli va kislorodli birikmalar) bilan ta’sirlashishi natijasida temir katalizatori tezda o‘zining faollligini yo‘qotadi. Katalizatorning yuqori va turg‘un faolligini ta’minlash uchun uni tayyorlash jarayonida promotorlar (Al ₂O₃, K₂ O, CaO) qo‘shish orqali faollanadi. Ishlab chiqarish sharoitida katalizatorning xizmat qilish muddati ikki yilni tashkil etadi. Katalizatorni kislorodli birikmalar (H ₂O, CO₂ , CO) qaytar (qayta tiklanadigan), oltingugurtli birikmalar qaytmas (qayta tiklanmaydigan) zaharlaydi. Ammiak sintezi bir necha bosqich bo‘yicha sodir bo‘ladigan geterogen-katalitik jarayondir:
1) gaz hajmidan katalizator bo‘laklari sirtiga va uning ichki qismiga azot va vodorodningdiffuziyasi;
2) katalizator sirtiga gazlarning faollangan (kimyoviy) absorbsiyasi:
3) katalizator sirtida azot va vodorodning ta’sirlashishi;
4) ammiak desorbsiyasi va uning ichki hajmidan gaz fazasi hajmiga diffuziyasi.
Zamonaviy tasavvurlarga ko‘ra, temir katalizatorida barcha jarayon tezligini belgilab beradigan bosqich azotning faollangan absorbsiyasi hisoblanadi.
Ammiak sintezi jarayonining tezligi haroratga, bosimga, hajmiy tezlikka, gaz fazasidagi azot, vodorod va ammiak konsentratsiyasiga, inert qo‘shimchalar (Ar va CH₄)ga hamda katalitik zaharlarga bog‘liqdir.