O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta`lim vazirligi

Karbonizasiya jarayonining
fizik-kimyoviy asoslari
Reja:

1. Karbonizatsiya jarayonining fizik-kimyoviy asoslari.

   
   

2. Karbonizatsiya bolimining texnologik sxemasi.

   
   

6.1.Karbonizatsiya jarayonining fizik-kimyoviy asoslari.
Karbonizatsiya bolimida ammoniylashgan rassol bilan dioksid uglerod absorbtsiya qilinadi va natriy gidrokarbonat choktiriladi. Bu jarayon quyidagi tenglama boyicha otadi:
NaCl+NH₃+CO₂+H₂O⇄NaHCO₃+NH₄Cl
Ammoniylashgan rassol bilan absorbtsiya qilingan CO₂ ning miqdori sistemaning karbonizatsiya darajasi (R_s) bilan baholanadi. R_c-bu yutilgan dioksid uglerod (qattiq fazadagi ham) miqdorining suyuq fazadagi ammiakning umumiy miqdoriga nisbati. Qattiq fazadagi CO2 ning miqdori choktirilgan NaHCO₃ ga ekvivalentli boladi va eritmadagi bog`langan ammiakning miqdori bilan aniqlanadi. Bu miqdor esa eritmadagi ammoniy xloridning bir qismiga (choktirilgan NaHCO<sub>3</sub> ga ekvivalentli) tog`ri keladi. Bog`langan ammiakning [NH<sub>3</sub> bug`] miqdorini aniqlash uchun uchun ammiakning umumiy miqdoridan tog`ri titrni ayrish kerak. Tog`ri titr eritmaning ishqorligini baholaydi va bevosta eritmani xlorid kislota orqali titrlash bilan aniqlanadi. Sistemaning karbonizatsiya darajasi quyidagi tenglama boyicha aniqlanadi.


R_c 200% bolganda, ya`ni 1.n.d. NH<sub>3</sub> ga 2 n.d. CO<sub>2</sub> tog`ri kelgan holda karbonat kislotaning barcha tuzlari gidrokarbonat holda boladi. Bu holatda asosiy reaktsiyani quyidagicha yozish mumkin:
NaCl+NH₄HCO₃⇄NaHCO₃+NH₄Cl
Ishlab chikarish sharoitida sistemaning karbonizatsiya darajasi 187-199% ni tashkil etadi.
Yuqoridagi reaktsiya boyicha moddalarning eruvchanligini P.P.Fedot`ev organib chiqqan (CO<sub>2</sub> ning bosimi 1 atm bolgan). Bu bosimda karbonizatsiya darajasi 200% ga etmaydi va shuning uchun P.P.Fedot`ev olgan ma`lumotlar etarli darajada aniq bolmagan. 0-30<sup>0</sup>C temperatura intervalida NH<sub>4</sub>Cl va NaHCO<sub>3</sub> lar stabil tuzlar holatida bulgan. Demak, korsatilgan temperatura intervalida qattiq fazalar NaCl va NH<sub>4</sub>HCO<sub>3</sub> stabil holatda bolaolmaydi va boshka stabil xolatga otadilar (NaHCO<sub>3</sub> va NH<sub>4</sub>Cl). Shuning uchun reaktsiyada qatnashayotgan 4 ta tuzlardan bir vaqtda st 1 tasi stabilsiz bolishi mumkin, ya`ni NaHCO₃, NH₄Cl, NH₄HCO₃ yoki NaHCO₃, NH₄Cl va NaCl.
Karbonizatsiya bolimida eng muxim korsatkichlardan biri natriydan foydalanish koeffitsienti (U_Na). Natriydan foydalanish koeffitsienti bu qattiq fazaga chokib tushgan NaHCO₃ ning miqdorining boshlang`ich NaCl miqdoriga nisbati:

Temperatura oshishi bilan natriydan foydalanish koeffitsienti oshib boradi. 32⁰C temperaturada U_Na maksimal miqdorga etib boradi. 32⁰C dan temperatura oshishi bilan NaHCO₃ va NH₄Cl tuzlardan iborat tuyingan eritma hosil boladi. Bu tuzlarning eruvchanligiga binoan U_na ning qiymati kamayadi. Masalan, 45⁰C temperaturada U_Na ning qiymati 81,6% tashkil etadi. Shunday qilib, P.P.Fedot`evning ma`lumotlari boyicha 32⁰C temperaturada U_Na ning qiymati 84% tashkil etadi.

Ishlab chiqarish sharoitida U_Na ning qiymati 75% dan oshmaydi, chunki hosil bolgan eritmalar faqat gidrokarbonat bilan toyingan boladi. U_Na ning maksimal qiymatiga erishish uchun rassolga ammiak bilan qattiq xlorid natriy tuzini qoshish kerak. Natriy xlorid karbonizatsiya va NaHCO₃ chokmaga tushishi jarayonida eriydi va hosil bolgan eritmada xlor ionlarining kontsentratsiyasi optimal qiymatigacha oshadi. Texnik xlorid natriy tarkibida kal`tsiy va magniy ionlar aralashmasi borligi uchun bu tuzni faqat tozalab qoshish mumkin. Tuzni tozalash iktisodiy nuqtay nazardan foydali emas.
Boshlang`ich moddalarning kontsentratsiyasi oshishi bilan choktirilgan NaHCO₃ ning miqdori oshib boradi. Shuning uchun soda ishlab chiqarishida rassol NaCl boyicha maksimal kontsentratsiya bilan tayyorlanishiga harakat qilinadi. Bundan tashqari tozalashda va absorbtsiya jarayonida NaCl kontsentratsiyasi kamayishiga yol qoyilmaydi.
Eritmada ammiakning kontsentratsiyasni chokmaga tushayotgan NH₄HCO₃ mikdori bilan chegaralangan. 30⁰C temperaturada umumiy amiakning umumiy xlorga nisbati birga teng.
Karbonizatsiya jarayonida 15% amiakning gaz bilan chiqib ketishi munosobati bilan bu nisbat 1,10-1,15 atrofida ushlanadi. Mumkin bolgan maksimal karbonizatsiya darajasiga erishish karbonizatsiya gazidagi CO₂ ning kontsentratsiyasiga bog`liqdir. Karbonizatsiyaga dioksid uglerod soda va ohak tosh uchoqlaridan keladi. Soda uchoqlari gazi (85-90% CO<sub>2</sub>) toliq karbonizatsiyaga beriladi. Bu gazga kerakli miqdorda oxoq tosh uchoqlari gazi qoshiladi (33-40% CO<sub>2</sub>).
Karbonizatsiya bolimida NaHCO<sub>3</sub> ning yirik kristallarini hosil qilish eng muhim masaladir. Karbonizatsiya kolonnasining unumdorligi eng sekin otadigan jarayonga bog`liqdir. Eng sekin otadigan jarayon deb NaHCO₃ ning kristallizatsiyasini hisoblash mumkin. NaHCO₃ ning yirik kristallarini olish vaqtni talab qiladi. Suyuq fazaning kolonnadan otish vaqti kolonnaning erkin hajmiga bog`liqdir. Shuning uchun kolonnaning barbotaj tarelkasi kolpaki maxsus konstruktsiyaga ega. Kalpak tegida gaz minimal va suspenziya maksimal hajm egallaydilar. NaHCO<sub>3</sub> ning kristallizatsiya jarayoni karbonizatsion kolonnaning ma`lum temperatura rejimini talab qiladi.
NaHCO₃ kristallariga quyidagi yuqori talablar qoyiladi: kristallar etarli darajada yirik bolishlari kerak (100-200 mkm), olchami va shakli bir xil bolishi zarur. Bu talablarga keyingi quyidagi apparatlarning yaxshi ishlashiga bog`liq: vakkum-fil`tr va soda uchog`i.