પોટેશિયમ સલ્ફેટ માટે મેનહાઇમ પ્રક્રિયા (K₂SO₄) ઉત્પાદન

પોટેશિયમ સલ્ફેટની મુખ્ય ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ

મેનહાઇમ પ્રક્રિયા is K2SO4 ના ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા,૯૮% સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ વચ્ચે ઊંચા તાપમાને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાથે વિઘટન પ્રક્રિયા. ચોક્કસ પગલાંઓમાં પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ અને સલ્ફ્યુરિક એસિડનું મિશ્રણ કરીને ઊંચા તાપમાને તેમની પ્રતિક્રિયા કરીને પોટેશિયમ સલ્ફેટ અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે.

સ્ફટિકીકરણsવિભાજનટંગ બીજના શેલ અને છોડની રાખ જેવા ક્ષારને શેકીને પોટેશિયમ સલ્ફેટ ઉત્પન્ન કરે છે, ત્યારબાદપોટેશિયમ સલ્ફેટ મેળવવા માટે લીચિંગ, ફિલ્ટરિંગ, કોન્સન્ટ્રેટિંગ, સેન્ટ્રીફ્યુગલ સેપરેશન અને સૂકવણી.

ની પ્રતિક્રિયાપોટેશિયમ ક્લોરાઇડઅનેસલ્ફ્યુરિક એસિડ ચોક્કસ તાપમાને ચોક્કસ ગુણોત્તરમાં મેળવવાની બીજી પદ્ધતિ છે પોટેશિયમ સલ્ફેટ.ચોક્કસ પગલાંઓમાં ગરમ ​​પાણીમાં પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ ઓગાળવું, પ્રતિક્રિયા માટે સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉમેરવું, અને પછી 100-140°C પર સ્ફટિકીકરણ કરવું, ત્યારબાદ પોટેશિયમ સલ્ફેટ ઉત્પન્ન કરવા માટે અલગ કરવું, તટસ્થ કરવું અને સૂકવવાનો સમાવેશ થાય છે.

મેનહાઇમ પોટેશિયમ સલ્ફેટના ફાયદા

મેન્હેઇમ પ્રક્રિયા વિદેશમાં પોટેશિયમ સલ્ફેટ ઉત્પાદનની પ્રાથમિક પદ્ધતિ છે. આ વિશ્વસનીય અને અત્યાધુનિક પદ્ધતિ ઉચ્ચ પાણીમાં દ્રાવ્યતા સાથે સંકેન્દ્રિત પોટેશિયમ સલ્ફેટ ઉત્પન્ન કરે છે. નબળું એસિડ દ્રાવણ આલ્કલાઇન માટી માટે યોગ્ય છે.

ઉત્પાદન સિદ્ધાંતો

પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા:

1. સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ પ્રમાણસર માપવામાં આવે છે અને મેનહાઇમ ભઠ્ઠીના પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં સમાનરૂપે ખવડાવવામાં આવે છે, જ્યાં તેઓ પોટેશિયમ સલ્ફેટ અને હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

2. પ્રતિક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે:

i. પહેલું પગલું ઉષ્માગતિશીલ છે અને ઓછા તાપમાને થાય છે.

ii. બીજા પગલામાં પોટેશિયમ બાયસલ્ફેટનું પોટેશિયમ સલ્ફેટમાં રૂપાંતર થાય છે, જે ખૂબ જ એન્ડોથર્મિક છે.

તાપમાન નિયંત્રણ:

1. પ્રતિક્રિયા 268°C થી વધુ તાપમાને થવી જોઈએ, જેમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડના વધુ પડતા વિઘટન વિના કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે શ્રેષ્ઠ શ્રેણી 500-600°C હોવી જોઈએ.

2. વાસ્તવિક ઉત્પાદનમાં, સ્થિરતા અને કાર્યક્ષમતા માટે પ્રતિક્રિયા તાપમાન સામાન્ય રીતે 510-530°C વચ્ચે નિયંત્રિત થાય છે.

ગરમીનો ઉપયોગ:

1. પ્રતિક્રિયા ખૂબ જ એન્ડોથર્મિક છે, જેને કુદરતી ગેસના દહનથી સતત ગરમી પુરવઠાની જરૂર પડે છે.

2. ભઠ્ઠીની લગભગ 44% ગરમી દિવાલો દ્વારા ખોવાઈ જાય છે, 40% એક્ઝોસ્ટ વાયુઓ દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે, અને ફક્ત 16% વાસ્તવિક પ્રતિક્રિયા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

મેનહાઇમ પ્રક્રિયાના મુખ્ય પાસાં

ભઠ્ઠીવ્યાસ ઉત્પાદન ક્ષમતાનો નિર્ણાયક પરિબળ છે. વિશ્વભરમાં સૌથી મોટા ભઠ્ઠીઓનો વ્યાસ 6 મીટર છે.તે જ સમયે, વિશ્વસનીય ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમ સતત અને સ્થિર પ્રતિક્રિયાની ગેરંટી છે.પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી ઊંચા તાપમાન, મજબૂત એસિડનો સામનો કરતી હોવી જોઈએ અને સારી ગરમી ટ્રાન્સફર પ્રદાન કરતી હોવી જોઈએ. હલાવવાની પદ્ધતિઓ માટેની સામગ્રી ગરમી, કાટ અને ઘસારો માટે પ્રતિરોધક હોવી જોઈએ.

હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ ગેસની ગુણવત્તા:

1. પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં થોડો શૂન્યાવકાશ જાળવવાથી ખાતરી થાય છે કે હવા અને ફ્લુ વાયુઓ હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડને પાતળું ન કરે.

2. યોગ્ય સીલિંગ અને કામગીરી 50% કે તેથી વધુ HCl સાંદ્રતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

કાચા માલના સ્પષ્ટીકરણો:

1.પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ:શ્રેષ્ઠ પ્રતિક્રિયા કાર્યક્ષમતા માટે ચોક્કસ ભેજ, કણોનું કદ અને પોટેશિયમ ઓક્સાઇડ સામગ્રીની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવી આવશ્યક છે.

2.સલ્ફ્યુરિક એસિડ:9 ની સાંદ્રતા જરૂરી છે9શુદ્ધતા અને સુસંગત પ્રતિક્રિયા માટે %.

તાપમાન નિયંત્રણ:

1.રિએક્શન ચેમ્બર (510-530°C):સંપૂર્ણ પ્રતિક્રિયા સુનિશ્ચિત કરે છે.

2.કમ્બશન ચેમ્બર:કાર્યક્ષમ દહન માટે કુદરતી ગેસના ઇનપુટને સંતુલિત કરે છે.

3.ટેઇલ ગેસ તાપમાન:એક્ઝોસ્ટ બ્લોકેજ અટકાવવા અને અસરકારક ગેસ શોષણ સુનિશ્ચિત કરવા માટે નિયંત્રિત.

પ્રક્રિયા કાર્યપ્રવાહ

• પ્રતિક્રિયા:પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ અને સલ્ફ્યુરિક એસિડ સતત પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં ખવડાવવામાં આવે છે. પરિણામી પોટેશિયમ સલ્ફેટને પેકેજિંગ પહેલાં કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડથી ડિસ્ચાર્જ, ઠંડુ, સ્ક્રીનીંગ અને તટસ્થ કરવામાં આવે છે.
• બાય-પ્રોડક્ટ હેન્ડલિંગ:
  • ઉચ્ચ-તાપમાન હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ ગેસને સ્ક્રબર્સ અને શોષણ ટાવર્સની શ્રેણી દ્વારા ઠંડુ અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે જેથી ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ (31-37% HCl) ઉત્પન્ન થાય.
  • ટેઇલ ગેસ ઉત્સર્જનને પર્યાવરણીય ધોરણોને પૂર્ણ કરવા માટે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

પડકારો અને સુધારાઓ

1. ગરમીનું નુકસાન:એક્ઝોસ્ટ ગેસ અને ભઠ્ઠીની દિવાલો દ્વારા નોંધપાત્ર ગરમીનો નાશ થાય છે, જે સુધારેલી ગરમી પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રણાલીઓની જરૂરિયાત પર ભાર મૂકે છે.
2. સાધનોનો કાટ:આ પ્રક્રિયા ઊંચા તાપમાન અને એસિડિક પરિસ્થિતિઓમાં કાર્ય કરે છે, જેના કારણે ઘસારો અને જાળવણીના પડકારો ઉભા થાય છે.
3. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ બાય-પ્રોડક્ટ ઉપયોગ:હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડનું બજાર સંતૃપ્ત થઈ શકે છે, જેના કારણે બાય-પ્રોડક્ટ આઉટપુટ ઘટાડવા માટે વૈકલ્પિક ઉપયોગો અથવા પદ્ધતિઓમાં સંશોધનની જરૂર પડે છે.

મેનહાઇમ પોટેશિયમ સલ્ફેટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં બે પ્રકારના કચરો ગેસ ઉત્સર્જનનો સમાવેશ થાય છે: કુદરતી ગેસમાંથી કમ્બશન એક્ઝોસ્ટ અને બાયપ્રોડક્ટ હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ ગેસ.

દહન એક્ઝોસ્ટ:

દહન એક્ઝોસ્ટનું તાપમાન સામાન્ય રીતે 450°C ની આસપાસ હોય છે. આ ગરમીને ડિસ્ચાર્જ કરતા પહેલા રિક્યુપરેટર દ્વારા ટ્રાન્સફર કરવામાં આવે છે. જો કે, ગરમીના વિનિમય પછી પણ, એક્ઝોસ્ટ ગેસનું તાપમાન આશરે 160°C રહે છે, અને આ શેષ ગરમી વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે છે.

હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ ગેસનું આડપેદાશ:

હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ ગેસ સલ્ફ્યુરિક એસિડ વોશિંગ ટાવરમાં સ્ક્રબિંગ, ફોલિંગ-ફિલ્મ શોષકમાં શોષણ અને ડિસ્ચાર્જ કરતા પહેલા એક્ઝોસ્ટ ગેસ શુદ્ધિકરણ ટાવરમાં શુદ્ધિકરણમાંથી પસાર થાય છે. આ પ્રક્રિયા 31% હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ ઉત્પન્ન કરે છે., જેમાં ઉચ્ચસાંદ્રતા ઉત્સર્જન તરફ દોરી શકે છેસુધી નહીંધોરણો અને એક્ઝોસ્ટમાં "ટેલ ​​ડ્રેગ" ઘટનાનું કારણ બને છે.તેથી, વાસ્તવિક સમયહાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાંદ્રતા માપન ઉત્પાદનમાં મહત્વપૂર્ણ બને છે.

સારી અસર માટે નીચેના પગલાં લઈ શકાય છે:

એસિડ સાંદ્રતા ઘટાડો: શોષણ પ્રક્રિયા દરમિયાન એસિડ સાંદ્રતા ઘટાડોસાથેઇનલાઇન ઘનતા મીટર સચોટ દેખરેખ માટે.

ફરતા પાણીનું પ્રમાણ વધારો: શોષણ કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે ફોલિંગ-ફિલ્મ શોષકમાં પાણીનું પરિભ્રમણ વધારવું.

એક્ઝોસ્ટ ગેસ શુદ્ધિકરણ ટાવર પરનો ભાર ઓછો કરો: શુદ્ધિકરણ પ્રણાલી પરનો ભાર ઓછો કરવા માટે કામગીરીને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો.

આ ગોઠવણો અને સમય જતાં યોગ્ય કામગીરી દ્વારા, ટેઇલ ડ્રેગ ઘટનાને દૂર કરી શકાય છે, ખાતરી કરી શકાય છે કે ઉત્સર્જન જરૂરી ધોરણોને પૂર્ણ કરે છે.