पोटॅशियम सल्फेटसाठी मॅनहाइम प्रक्रिया (K₂SO₄) उत्पादन

पोटॅशियम सल्फेटच्या मुख्य उत्पादन पद्धती

मॅनहाइम प्रक्रिया is K2SO4 च्या उत्पादनासाठी औद्योगिक प्रक्रिया,हायड्रोक्लोरिक आम्लाच्या उप-उत्पादनासह उच्च तापमानात ९८% सल्फ्यूरिक आम्ल आणि पोटॅशियम क्लोराईड यांच्यातील विघटन अभिक्रिया. विशिष्ट चरणांमध्ये पोटॅशियम क्लोराईड आणि सल्फ्यूरिक आम्ल मिसळणे आणि उच्च तापमानात पोटॅशियम सल्फेट आणि हायड्रोक्लोरिक आम्ल तयार करण्यासाठी त्यांची अभिक्रिया करणे समाविष्ट आहे.

स्फटिकीकरणsवियोगतुंग बियांच्या कवचासारख्या अल्कली आणि वनस्पती राख भाजून पोटॅशियम सल्फेट तयार करते, त्यानंतरपोटॅशियम सल्फेट मिळविण्यासाठी लीचिंग, फिल्टरिंग, कॉन्सन्ट्रेटिंग, सेंट्रीफ्यूगल पृथक्करण आणि कोरडे करणे.

ची प्रतिक्रियापोटॅशियम क्लोराईडआणिसल्फ्यूरिक आम्ल विशिष्ट तापमानात विशिष्ट प्रमाणात मिळवण्याची दुसरी पद्धत म्हणजे पोटॅशियम सल्फेट.विशिष्ट पायऱ्यांमध्ये पोटॅशियम क्लोराईड कोमट पाण्यात विरघळवणे, अभिक्रियेसाठी सल्फ्यूरिक आम्ल घालणे आणि नंतर १००-१४०°C वर स्फटिकीकरण करणे, त्यानंतर पोटॅशियम सल्फेट तयार करण्यासाठी वेगळे करणे, तटस्थीकरण करणे आणि कोरडे करणे समाविष्ट आहे.

मॅनहाइम पोटॅशियम सल्फेटचे फायदे

मेनहाइम प्रक्रिया ही परदेशात पोटॅशियम सल्फेट उत्पादनाची प्राथमिक पद्धत आहे. ही विश्वासार्ह आणि अत्याधुनिक पद्धत पाण्यातील विद्राव्यतेसह एकाग्र पोटॅशियम सल्फेट तयार करते. कमकुवत आम्लयुक्त द्रावण क्षारीय मातीसाठी योग्य आहे.

उत्पादन तत्त्वे

प्रतिक्रिया प्रक्रिया:

१. सल्फ्यूरिक आम्ल आणि पोटॅशियम क्लोराईड प्रमाणानुसार मोजले जातात आणि मॅनहाइम भट्टीच्या अभिक्रिया कक्षात समान प्रमाणात दिले जातात, जिथे ते पोटॅशियम सल्फेट आणि हायड्रोजन क्लोराईड तयार करण्यासाठी प्रतिक्रिया देतात.

२. प्रतिक्रिया दोन टप्प्यात होते:

i. पहिली पायरी उष्णतेचे उष्माघात (exothermic) असते आणि कमी तापमानात होते.

ii. दुसऱ्या टप्प्यात पोटॅशियम बायसल्फेटचे पोटॅशियम सल्फेटमध्ये रूपांतर करणे समाविष्ट आहे, जे जोरदारपणे एंडोथर्मिक आहे.

तापमान नियंत्रण:

१. सल्फ्यूरिक आम्लाचे जास्त विघटन न होता कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी २६८°C पेक्षा जास्त तापमानावर प्रतिक्रिया होणे आवश्यक आहे, इष्टतम श्रेणी ५००-६००°C असणे आवश्यक आहे.

२. प्रत्यक्ष उत्पादनात, स्थिरता आणि कार्यक्षमतेसाठी प्रतिक्रिया तापमान सामान्यतः ५१०-५३०°C दरम्यान नियंत्रित केले जाते.

उष्णतेचा वापर:

१. ही अभिक्रिया अत्यंत उष्णतेमुळे होते, ज्यासाठी नैसर्गिक वायूच्या ज्वलनातून सतत उष्णता पुरवठा आवश्यक असतो.

२. भट्टीतील सुमारे ४४% उष्णता भिंतींमधून बाहेर पडते, ४०% उष्णता बाहेर पडणाऱ्या वायूंद्वारे वाहून जाते आणि फक्त १६% उष्णता प्रत्यक्ष अभिक्रियेसाठी वापरली जाते.

मॅनहाइम प्रक्रियेचे प्रमुख पैलू

भट्टीव्यास हा उत्पादन क्षमतेचा निर्णायक घटक आहे. जगभरातील सर्वात मोठ्या भट्ट्यांचा व्यास ६ मीटर आहे.त्याच वेळी, विश्वासार्ह ड्रायव्हिंग सिस्टम ही सतत आणि स्थिर प्रतिक्रियेची हमी आहे.रेफ्रेक्ट्री पदार्थ उच्च तापमान, मजबूत आम्ल सहन करतात आणि चांगले उष्णता हस्तांतरण देतात. ढवळण्याच्या यंत्रणेसाठी लागणारे साहित्य उष्णता, गंज आणि झीज यांना प्रतिरोधक असले पाहिजे.

हायड्रोजन क्लोराईड वायूची गुणवत्ता:

१. अभिक्रिया कक्षात थोडासा व्हॅक्यूम ठेवल्याने हवा आणि फ्लू वायू हायड्रोजन क्लोराईड पातळ करत नाहीत याची खात्री होते.

२. योग्य सीलिंग आणि ऑपरेशनमुळे ५०% किंवा त्याहून अधिक एचसीएल सांद्रता साध्य होऊ शकते.

कच्च्या मालाचे तपशील:

1.पोटॅशियम क्लोराईड:इष्टतम प्रतिक्रिया कार्यक्षमतेसाठी विशिष्ट आर्द्रता, कण आकार आणि पोटॅशियम ऑक्साईड सामग्री आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे.

2.सल्फ्यूरिक आम्ल:९ ची एकाग्रता आवश्यक आहे9शुद्धता आणि सुसंगत प्रतिक्रियेसाठी %.

तापमान नियंत्रण:

1.प्रतिक्रिया कक्ष (५१०-५३०°C):पूर्ण प्रतिक्रिया सुनिश्चित करते.

2.ज्वलन कक्ष:कार्यक्षम ज्वलनासाठी नैसर्गिक वायूचे प्रमाण संतुलित करते.

3.टेल गॅस तापमान:एक्झॉस्ट ब्लॉकेजेस टाळण्यासाठी आणि प्रभावी गॅस शोषण सुनिश्चित करण्यासाठी नियंत्रित.

प्रक्रिया कार्यप्रवाह

• प्रतिक्रिया:पोटॅशियम क्लोराईड आणि सल्फ्यूरिक आम्ल सतत अभिक्रिया कक्षात दिले जातात. परिणामी पोटॅशियम सल्फेट पॅकेजिंग करण्यापूर्वी कॅल्शियम ऑक्साईडसह सोडले जाते, थंड केले जाते, तपासले जाते आणि तटस्थ केले जाते.
• उप-उत्पादन हाताळणी:
  • उच्च-तापमानाच्या हायड्रोजन क्लोराइड वायूला स्क्रबर्स आणि शोषण टॉवर्सच्या मालिकेद्वारे थंड आणि शुद्ध केले जाते जेणेकरून औद्योगिक दर्जाचे हायड्रोक्लोरिक आम्ल (३१-३७% एचसीएल) तयार होईल.
  • पर्यावरणीय मानकांनुसार टेल गॅस उत्सर्जनावर प्रक्रिया केली जाते.

आव्हाने आणि सुधारणा

1. उष्णतेचे नुकसान:एक्झॉस्ट गॅसेस आणि भट्टीच्या भिंतींमधून लक्षणीय उष्णता नष्ट होते, ज्यामुळे सुधारित उष्णता पुनर्प्राप्ती प्रणालींची आवश्यकता अधोरेखित होते.
2. उपकरणांचा गंज:ही प्रक्रिया उच्च तापमान आणि आम्लयुक्त परिस्थितीत चालते, ज्यामुळे झीज आणि देखभालीच्या अडचणी येतात.
3. हायड्रोक्लोरिक आम्ल उप-उत्पादन वापर:हायड्रोक्लोरिक आम्लाची बाजारपेठ संतृप्त होऊ शकते, ज्यामुळे उप-उत्पादन उत्पादन कमी करण्यासाठी पर्यायी वापर किंवा पद्धतींमध्ये संशोधन आवश्यक आहे.

मॅनहाइम पोटॅशियम सल्फेट उत्पादन प्रक्रियेत दोन प्रकारचे कचरा वायू उत्सर्जन समाविष्ट असते: नैसर्गिक वायूपासून ज्वलनातून बाहेर पडणारा एक्झॉस्ट आणि उप-उत्पादन हायड्रोजन क्लोराईड वायू.

ज्वलन एक्झॉस्ट:

ज्वलन वायूचे तापमान साधारणपणे ४५०°C च्या आसपास असते. ही उष्णता रिकुपरेटरद्वारे सोडली जाते आणि नंतर ती बाहेर टाकली जाते. तथापि, उष्णता विनिमयानंतरही, वायूचे तापमान अंदाजे १६०°C वर राहते आणि ही उरलेली उष्णता वातावरणात सोडली जाते.

हायड्रोजन क्लोराईड वायूचे उपउत्पादन:

हायड्रोजन क्लोराइड वायू सल्फ्यूरिक आम्ल वॉशिंग टॉवरमध्ये घासला जातो, फॉलिंग-फिल्म शोषकमध्ये शोषला जातो आणि डिस्चार्ज होण्यापूर्वी एक्झॉस्ट वायू शुद्धीकरण टॉवरमध्ये शुद्ध केला जातो. या प्रक्रियेमुळे ३१% हायड्रोक्लोरिक आम्ल तयार होते., ज्यामध्ये उच्चएकाग्रतेमुळे उत्सर्जन होऊ शकतेपर्यंत नाहीमानके आणि एक्झॉस्टमध्ये "टेल ड्रॅग" घटना घडवून आणणे.म्हणून, वास्तविक वेळहायड्रोक्लोरिक आम्ल एकाग्रता मापन उत्पादनात महत्त्वाचे ठरते.

चांगल्या परिणामांसाठी खालील उपाययोजना करता येतील:

आम्ल सांद्रता कमी करा: शोषण प्रक्रियेदरम्यान आम्ल सांद्रता कमी करा.सहइनलाइन घनता मीटर अचूक देखरेखीसाठी.

फिरणाऱ्या पाण्याचे प्रमाण वाढवा: शोषण कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी फॉलिंग-फिल्म शोषकमध्ये पाण्याचे अभिसरण वाढवा.

एक्झॉस्ट गॅस शुद्धीकरण टॉवरवरील भार कमी करा: शुद्धीकरण प्रणालीवरील भार कमी करण्यासाठी ऑपरेशन्स ऑप्टिमाइझ करा.

या समायोजनांद्वारे आणि कालांतराने योग्य ऑपरेशनद्वारे, टेल ड्रॅग इंद्रियगोचर दूर केले जाऊ शकते, उत्सर्जन आवश्यक मानकांची पूर्तता करते याची खात्री करून.