പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റിനുള്ള മാൻഹൈം പ്രക്രിയ (K₂SO₄) ഉത്പാദനം

പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റിന്റെ പ്രധാന ഉൽപാദന രീതികൾ

മാൻഹൈം പ്രക്രിയ is K2SO4 ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യാവസായിക പ്രക്രിയ,ഉയർന്ന താപനിലയിൽ 98% സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡും പൊട്ടാസ്യം ക്ലോറൈഡും തമ്മിലുള്ള വിഘടന പ്രവർത്തനം ഒരു ഉപോൽപ്പന്നമായി ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡുമായി നടക്കുന്നു. പൊട്ടാസ്യം ക്ലോറൈഡും സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡും കലർത്തി ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റും ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡും രൂപപ്പെടുന്നത് പ്രത്യേക ഘട്ടങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻsവേർപിരിയൽആൽക്കലി പോലുള്ള തുങ്ങ് വിത്ത് പുറംതോടും സസ്യ ചാരവും വറുത്ത് പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, തുടർന്ന്പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ് ലഭിക്കുന്നതിന് ലീച്ചിംഗ്, ഫിൽട്ടറിംഗ്, കോൺസെൻട്രേറ്റിംഗ്, സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ സെപ്പറേഷൻ, ഡ്രൈയിംഗ് എന്നിവ നടത്തുന്നു.

പ്രതികരണംപൊട്ടാസ്യം ക്ലോറൈഡ്ഒപ്പംസൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് ഒരു പ്രത്യേക അനുപാതത്തിൽ പ്രത്യേക താപനിലയിൽ ലഭിക്കാനുള്ള മറ്റൊരു മാർഗമാണ് പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ്.പൊട്ടാസ്യം ക്ലോറൈഡ് ചെറുചൂടുള്ള വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിക്കുക, പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനായി സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് ചേർക്കുക, തുടർന്ന് 100–140°C ൽ ക്രിസ്റ്റലൈസ് ചെയ്യുക, തുടർന്ന് വേർതിരിക്കൽ, നിർവീര്യമാക്കൽ, ഉണക്കൽ എന്നിവയിലൂടെ പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുക എന്നിവയാണ് നിർദ്ദിഷ്ട ഘട്ടങ്ങൾ.

മാൻഹൈം പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റിന്റെ ഗുണങ്ങൾ

വിദേശത്ത് പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രാഥമിക രീതിയാണ് മെൻഹൈം പ്രക്രിയ. വിശ്വസനീയവും സങ്കീർണ്ണവുമായ ഈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന ജല ലയിക്കുന്ന സാന്ദ്രീകൃത പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ദുർബലമായ ആസിഡ് ലായനി ക്ഷാര മണ്ണിന് അനുയോജ്യമാണ്.

ഉത്പാദന തത്വങ്ങൾ

പ്രതികരണ പ്രക്രിയ:

1. സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡും പൊട്ടാസ്യം ക്ലോറൈഡും ആനുപാതികമായി അളക്കുകയും മാൻഹൈം ചൂളയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തന അറയിലേക്ക് തുല്യമായി നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു, അവിടെ അവ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റും ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

2. പ്രതിപ്രവർത്തനം രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളിലായാണ് സംഭവിക്കുന്നത്:

i. ആദ്യ ഘട്ടം ബാഹ്യതാപനിലയാണ്, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ സംഭവിക്കുന്നു.

ii. രണ്ടാമത്തെ ഘട്ടത്തിൽ പൊട്ടാസ്യം ബൈസൾഫേറ്റിനെ പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇത് ശക്തമായി എൻഡോതെർമിക് ആണ്.

താപനില നിയന്ത്രണം:

1. അമിതമായ സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് വിഘടനം കൂടാതെ കാര്യക്ഷമത ഉറപ്പാക്കാൻ, പ്രതിപ്രവർത്തനം 268°C-ന് മുകളിലുള്ള താപനിലയിൽ സംഭവിക്കണം, ഒപ്റ്റിമൽ പരിധി 500-600°C ആയിരിക്കണം.

2. യഥാർത്ഥ ഉൽപ്പാദനത്തിൽ, സ്ഥിരതയ്ക്കും കാര്യക്ഷമതയ്ക്കുമായി പ്രതിപ്രവർത്തന താപനില സാധാരണയായി 510-530°C യിൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.

താപ ഉപയോഗം:

1. ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനം വളരെ എൻഡോതെർമിക് ആണ്, പ്രകൃതിവാതക ജ്വലനത്തിൽ നിന്നുള്ള സ്ഥിരമായ താപ വിതരണം ആവശ്യമാണ്.

2. ചൂളയുടെ താപത്തിന്റെ ഏകദേശം 44% ഭിത്തികളിലൂടെ നഷ്ടപ്പെടുന്നു, 40% എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് വാതകങ്ങൾ വഴി കൊണ്ടുപോകുന്നു, കൂടാതെ 16% മാത്രമേ യഥാർത്ഥ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ.

മാൻഹൈം പ്രക്രിയയുടെ പ്രധാന വശങ്ങൾ

ചൂളവ്യാസം ഉൽപാദന ശേഷിയുടെ നിർണ്ണായക ഘടകമാണ്. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ ചൂളകൾക്ക് 6 മീറ്റർ വ്യാസമുണ്ട്.അതേസമയം, വിശ്വസനീയമായ ഡ്രൈവിംഗ് സിസ്റ്റം തുടർച്ചയായതും സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ പ്രതികരണത്തിന്റെ ഉറപ്പ് നൽകുന്നു.റിഫ്രാക്റ്ററി വസ്തുക്കൾ ഉയർന്ന താപനിലയെയും ശക്തമായ ആസിഡുകളെയും ചെറുക്കുകയും നല്ല താപ കൈമാറ്റം നൽകുകയും വേണം. ഇളക്കൽ സംവിധാനങ്ങൾക്കുള്ള വസ്തുക്കൾ ചൂട്, നാശനം, തേയ്മാനം എന്നിവയെ പ്രതിരോധിക്കണം.

ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് വാതകത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരം:

1.പ്രതികരണ അറയിൽ നേരിയ വാക്വം നിലനിർത്തുന്നത് വായുവും ഫ്ലൂ വാതകങ്ങളും ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡിനെ നേർപ്പിക്കുന്നില്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.

2. ശരിയായ സീലിംഗും പ്രവർത്തനവും 50% അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കൂടുതൽ HCl സാന്ദ്രത കൈവരിക്കും.

അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ സവിശേഷതകൾ:

1.പൊട്ടാസ്യം ക്ലോറൈഡ്:ഒപ്റ്റിമൽ പ്രതിപ്രവർത്തന കാര്യക്ഷമതയ്ക്കായി പ്രത്യേക ഈർപ്പം, കണിക വലിപ്പം, പൊട്ടാസ്യം ഓക്സൈഡ് ഉള്ളടക്കം എന്നിവയുടെ ആവശ്യകതകൾ പാലിക്കണം.

2.സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ്:9 എന്ന സാന്ദ്രത ആവശ്യമാണ്9പരിശുദ്ധിക്കും സ്ഥിരമായ പ്രതികരണത്തിനും %.

താപനില നിയന്ത്രണം:

1.പ്രതികരണ ചേമ്പർ (510-530°C):പൂർണ്ണമായ പ്രതികരണം ഉറപ്പാക്കുന്നു.

2.ജ്വലന അറ:കാര്യക്ഷമമായ ജ്വലനത്തിനായി പ്രകൃതിവാതക ഇൻപുട്ട് സന്തുലിതമാക്കുന്നു.

3.ടെയിൽ ഗ്യാസ് താപനില:എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് തടസ്സങ്ങൾ തടയുന്നതിനും ഫലപ്രദമായ വാതക ആഗിരണം ഉറപ്പാക്കുന്നതിനും നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.

പ്രോസസ് വർക്ക്ഫ്ലോ

• പ്രതികരണം:പൊട്ടാസ്യം ക്ലോറൈഡും സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡും തുടർച്ചയായി പ്രതിപ്രവർത്തന അറയിലേക്ക് നൽകുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്ത് തണുപ്പിച്ച്, സ്ക്രീനിംഗ് ചെയ്ത്, പാക്കേജിംഗിന് മുമ്പ് കാൽസ്യം ഓക്സൈഡ് ഉപയോഗിച്ച് നിർവീര്യമാക്കുന്നു.
• ഉപോൽപ്പന്ന കൈകാര്യം ചെയ്യൽ:
  • ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് വാതകം തണുപ്പിച്ച് ശുദ്ധീകരിച്ച് നിരവധി സ്‌ക്രബ്ബറുകളിലൂടെയും ആഗിരണ ടവറുകളിലൂടെയും വ്യാവസായിക നിലവാരമുള്ള ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് (31-37% HCl) ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
  • പരിസ്ഥിതി മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്ന തരത്തിലാണ് ടെയിൽ വാതക ഉദ്‌വമനം കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത്.

വെല്ലുവിളികളും മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളും

1. താപനഷ്ടം:എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് വാതകങ്ങളിലൂടെയും ചൂള ഭിത്തികളിലൂടെയും ഗണ്യമായ താപം നഷ്ടപ്പെടുന്നു, ഇത് മെച്ചപ്പെട്ട താപ വീണ്ടെടുക്കൽ സംവിധാനങ്ങളുടെ ആവശ്യകതയെ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.
2. ഉപകരണ നാശം:ഉയർന്ന താപനിലയിലും അസിഡിറ്റി ഉള്ള സാഹചര്യങ്ങളിലും ഈ പ്രക്രിയ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് തേയ്മാനത്തിനും പരിപാലനത്തിനും വെല്ലുവിളികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
3. ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് ഉപോൽപ്പന്ന ഉപയോഗം:ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡിന്റെ വിപണി പൂരിതമാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, അതിനാൽ ഉപോൽപ്പന്ന ഉൽ‌പാദനം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ബദൽ ഉപയോഗങ്ങളെക്കുറിച്ചോ രീതികളെക്കുറിച്ചോ ഗവേഷണം ആവശ്യമാണ്.

മാൻഹൈം പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ് ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ രണ്ട് തരം മാലിന്യ വാതക ഉദ്‌വമനം ഉൾപ്പെടുന്നു: പ്രകൃതിവാതകത്തിൽ നിന്നുള്ള ജ്വലന എക്സോസ്റ്റ്, ഉപോൽപ്പന്നമായ ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് വാതകം.

ജ്വലന എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ്:

ജ്വലന എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റിന്റെ താപനില സാധാരണയായി 450°C ആണ്. ഈ താപം ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പ് ഒരു റീക്യൂപ്പറേറ്റർ വഴി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, താപ കൈമാറ്റത്തിനു ശേഷവും, എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് വാതക താപനില ഏകദേശം 160°C ൽ തുടരുന്നു, കൂടാതെ ഈ അവശിഷ്ട താപം അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പുറത്തുവിടുന്നു.

ഉപോൽപ്പന്നം ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് വാതകം:

ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് വാതകം ഒരു സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് വാഷിംഗ് ടവറിൽ സ്‌ക്രബ്ബിംഗ്, ഒരു ഫോളിംഗ്-ഫിലിം അബ്സോർബറിൽ ആഗിരണം, ഒരു എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ഗ്യാസ് ശുദ്ധീകരണ ടവറിൽ ശുദ്ധീകരണം എന്നിവയ്ക്ക് വിധേയമാക്കി ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിൽ 31% ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു., അതിൽ ഉയർന്നത്സാന്ദ്രത ഉദ്‌വമനത്തിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാംവരെ അല്ലമാനദണ്ഡങ്ങൾ, എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റിൽ ഒരു "ടെയിൽ ഡ്രാഗ്" പ്രതിഭാസത്തിന് കാരണമാകുന്നു.അതുകൊണ്ട്, തത്സമയംഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് സാന്ദ്രത അളക്കൽ ഉത്പാദനത്തിൽ പ്രധാനമായി മാറുന്നു.

മികച്ച ഫലങ്ങൾക്കായി ഇനിപ്പറയുന്ന നടപടികൾ സ്വീകരിക്കാവുന്നതാണ്:

ആസിഡിന്റെ സാന്ദ്രത കുറയ്ക്കുക: ആഗിരണം പ്രക്രിയയിൽ ആസിഡിന്റെ സാന്ദ്രത കുറയ്ക്കുക.കൂടെഇൻലൈൻ ഡെൻസിറ്റി മീറ്റർ കൃത്യമായ നിരീക്ഷണത്തിനായി.

രക്തചംക്രമണ ജലത്തിന്റെ അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുക: ആഗിരണം കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് വീഴുന്ന ഫിലിം അബ്സോർബറിലെ ജലചംക്രമണം മെച്ചപ്പെടുത്തുക.

എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ഗ്യാസ് ശുദ്ധീകരണ ടവറിലെ ഭാരം കുറയ്ക്കുക: ശുദ്ധീകരണ സംവിധാനത്തിലെ ഭാരം കുറയ്ക്കുന്നതിന് പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക.

ഈ ക്രമീകരണങ്ങളിലൂടെയും കാലക്രമേണയുള്ള ശരിയായ പ്രവർത്തനത്തിലൂടെയും, ടെയിൽ ഡ്രാഗ് പ്രതിഭാസം ഇല്ലാതാക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ഉദ്‌വമനം ആവശ്യമായ മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.