ဆာလ်ဖျူရစ်အက်ဆစ် ထုတ်လုပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်
ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ် (H₂SO₄) သည် ကမ္ဘာ့အရေးအကြီးဆုံး စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး ဓာတုပစ္စည်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဖော့စဖိတ်ဓာတ်မြေဩဇာနှင့် အမိုးနီယမ်ဆာလဖိတ် ထုတ်လုပ်ခြင်းမှ ရေနံချက်လုပ်ခြင်း၊ သတ္တုသန့်စင်ခြင်း၊ ခဲအက်ဆစ်ဘက်ထရီထုတ်လုပ်ခြင်း၊ အထည်အလိပ်နှင့် ဆေးဝါးလုပ်ငန်းများအထိ ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချမှုများကြောင့် "ဓာတုလုပ်ငန်း၏ ကျောရိုး" အဖြစ် မကြာခဏရည်ညွှန်းလေ့ရှိသည်။ ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်အတွက် မြင့်မားသောဝယ်လိုအားသည် ထိရောက်သော၊ စီးပွားရေးအရ တွက်ခြေကိုက်သော နှင့် ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် သဟဇာတဖြစ်သော ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာစေခဲ့သည်။ လက်ရှိတွင် စက်မှုလုပ်ငန်းအတိုင်းအတာဖြင့် အသုံးအများဆုံးနည်းလမ်းမှာ ခဲခန်းလုပ်ငန်းစဉ်ကဲ့သို့သော နည်းလမ်းဟောင်းများကို အစားထိုးသည့် Contact လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။
ဆာလ်ဖျူရစ်အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်မှုခြုံငုံသုံးသပ်ချက်
ယေဘုယျအားဖြင့်၊ Contact Process မှတစ်ဆင့် ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ် ထုတ်လုပ်ခြင်းတွင် အဓိကအဆင့်များစွာ ပါဝင်သည်- (1) ဆာလဖျူရစ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် (SO₂) ဖွဲ့စည်းခြင်း၊ (2) ဓာတ်ငွေ့ကို သန့်စင်ခြင်းနှင့် အခြောက်ခံခြင်း၊ (3) ဓာတ်ကူပစ္စည်းဖြင့် SO₂ ကို ဆာလဖျူရစ်ထရိုင်အောက်ဆိုဒ် (SO₃) အဖြစ်သို့ ဓာတ်တိုးခြင်း၊ (4) ဆော်လဖျူရစ်အက်ဆစ်ပြင်းအားတွင် SO₃ ကို စုပ်ယူခြင်းဖြင့် oleum ဖွဲ့စည်းခြင်း၊ နှင့် (5) ဆော်လဖျူရစ်အက်ဆစ်ပြင်းအားကို လိုချင်သောပြင်းအားဖြင့် oleum ကို အပျော့စားပြုလုပ်ခြင်း။ အဆင့်တိုင်းတွင် အမြင့်ဆုံးထွက်နှုန်းရရှိရန်နှင့် အန္တရာယ်ရှိသောဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှုကို လျှော့ချရန်အတွက် အပူချိန်၊ ဖိအားနှင့် ဓာတ်ငွေ့ပါဝင်မှုကို တင်းကျပ်စွာထိန်းချုပ်ရန် လိုအပ်သည်။
၁။ ဆာလ်ဖာဒိုင်အောက်ဆိုဒ် (SO₂) ဖွဲ့စည်းခြင်း
ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ် ထုတ်လုပ်ရာတွင် အဓိကကုန်ကြမ်းများမှာ ဒြပ်စင်ဆာလဖာ၊ ရေနံချက်စက်ရုံများမှ H₂S ဓာတ်ငွေ့ သို့မဟုတ် သတ္တုဆာလဖိုက်သတ္တုရိုင်းများ (ဥပမာ၊ ပိုင်ရိုက် FeS₂) ဖြစ်နိုင်သည်။ အသုံးအများဆုံးနည်းလမ်းမှာ ခြောက်သွေ့သောလေတွင် ဒြပ်စင်ဆာလဖာကို မီးရှို့ခြင်းဖြစ်သည်။
S(s) + O₂(g) → SO₂(g) + စွမ်းအင်
ဤဓာတ်ပြုမှုသည် အပူထုတ်လွှတ်ခြင်း (အပူကိုထုတ်လွှတ်သည်) ဖြစ်သည်။ ရရှိလာသောအပူကို ရေနွေးငွေ့ထုတ်လုပ်ရန် မကြာခဏအသုံးပြုလေ့ရှိသောကြောင့် ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်စက်ရုံများကို စွမ်းအင်ပြန်လည်ရယူသည့်စနစ်များနှင့် ပေါင်းစပ်ထားလေ့ရှိသည်။ ကုန်ကြမ်းပစ္စည်းသည် ဆာလဖိုက်သတ္တုရိုင်းဖြစ်ပါက SO₂ ထုတ်လုပ်ရန် သတ္တုရိုင်းကို ကင်သည်။ သို့သော်၊ ဒြပ်စင်ဆာလဖာကိုအသုံးပြုခြင်းသည် ပိုမိုသန့်ရှင်းသောဓာတ်ငွေ့ကို ထုတ်လုပ်ပေးပြီး သန့်စင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို ရိုးရှင်းစေသည်။
၂။ ဓာတ်ငွေ့သန့်စင်ခြင်းနှင့် အခြောက်ခံခြင်း
လောင်ကျွမ်းသောဓာတ်ငွေ့များတွင် လေထုထဲမှ SO₂ နှင့် N₂ ပါဝင်ရုံသာမက ဖုန်မှုန့်၊ ရေငွေ့နှင့် အာဆင်းနစ်ဒြပ်ပေါင်းများ သို့မဟုတ် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအမှုန်အမွှားများကဲ့သို့သော အခြားမသန့်စင်မှုများကိုလည်း သယ်ဆောင်နိုင်သည်။ ဤမသန့်စင်မှုများသည် အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်းအဆင့်တွင် ဓာတ်ကူပစ္စည်းကို အဆိပ်သင့်စေနိုင်သောကြောင့် အန္တရာယ်ရှိသည်။ ထို့ကြောင့် ဓာတ်ငွေ့ကို သန့်စင်ယူနစ်မှတစ်ဆင့် စီမံဆောင်ရွက်ရမည်၊ ဥပမာ-
– ဖုန်မှုန့်/ အမှုန်အမွှားများကို ဖမ်းယူရန် ဆိုင်ကလုန်းခွဲထုတ်ကိရိယာ သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်
– အချို့သော ပျော်ဝင်နိုင်သော မသန့်စင်မှုများကို လျှော့ချရန် Scrubber
– ရေငွေ့ကို စုပ်ယူရန် ပြင်းအားမြင့် ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်ကို အသုံးပြုသည့် အခြောက်ခံစက် (အခြောက်ခံမျှော်စင်)
ရေရှိနေခြင်းသည် အက်ဆစ်မြူဖွဲ့စည်းမှုကို လှုံ့ဆော်ပေးခြင်း၊ SO₃ စုပ်ယူမှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေခြင်းနှင့် စက်ပစ္စည်းများတွင် ချေးခြင်းကို တိုးစေနိုင်သောကြောင့် ဓာတ်ငွေ့အခြောက်ခံခြင်းသည် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။
၃။ SO₂ မှ SO₃ သို့ အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်ခြင်း (ထိတွေ့မှုလုပ်ငန်းစဉ်၏ အဓိကအဆင့်)
ထိတွေ့မှုလုပ်ငန်းစဉ်၏ အဓိကအဆင့်မှာ ဆာလဖာဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဆာလဖာထရိုင်အောက်ဆိုဒ်အဖြစ်သို့ အောက်ဆီဒေးရှင်းလုပ်ခြင်းဖြစ်သည်-
၂ SO₂ (ဂရမ်) + O₂ (ဂရမ်) ⇌ ၂ SO₃ (ဂရမ်)
ဤဓာတ်ပြုမှုသည် အပူထုတ်ခြင်းဖြစ်ပြီး မျှခြေဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ သီအိုရီအရ အပူချိန်နိမ့်ခြင်းသည် SO₃ ဖွဲ့စည်းခြင်းကို အထောက်အကူပြုသည် (အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဓာတ်ပြုမှုသည် အပူထုတ်ခြင်းဖြစ်သောကြောင့်)။ သို့သော် အပူချိန်နိမ့်လွန်းခြင်းသည် ဓာတ်ပြုမှုနှုန်းကို နှေးကွေးစေသည်။ ထို့ကြောင့် စက်မှုလုပ်ငန်းသည် အကောင်းဆုံးအခြေအနေများကို ရွေးချယ်သည်- ၄၀၀-၄၅၀°C ခန့်ရှိ အပူချိန်နှင့် လေထုဖိအားနှင့် နီးစပ်သော (သို့မဟုတ် အနည်းငယ်ပိုများသော) ဖိအား။ ဓာတ်ပြုမှုကို အရှိန်မြှင့်ရန်အတွက် ဗန်နာဒီယမ် (V) အောက်ဆိုဒ် (V₂O₅) ဓာတ်ကူပစ္စည်းကို အသုံးပြုပြီး ကွန်ဗာတာရှိ ဓာတ်ကူပစ္စည်းအိပ်ရာထဲတွင် ထားရှိသည်။
ကွန်ဗာတာများတွင် ပုံမှန်အားဖြင့် intercooling စနစ်ပါရှိသော catalyst beds များစွာပါရှိသည်။ ၎င်းက အပူချိန်ကို အကောင်းဆုံးအတိုင်းအတာအတွင်း ရှိနေစေရန် သေချာစေသည်- ၎င်းသည် အလွန်ပူလာပါက မျှခြေသည် SO₂ သို့ ပြန်လည်ပြောင်းလဲသွားပြီး catalyst သည် အပူချိန်အလွန်အမင်းတွင် စွမ်းဆောင်ရည်ကျဆင်းခြင်းကို ကြုံတွေ့ရနိုင်သည်။
စွမ်းဆောင်ရည်တိုးတက်စေရန်နှင့် ထုတ်လွှတ်မှုများကို ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် ခေတ်မီစက်ရုံများစွာသည် Double Contact Double Absorption (DCDA) စနစ်ကို အသုံးပြုကြသည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံတွင် ဓာတ်ငွေ့သည် converter မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားပြီး SO₃ အချို့ကို စုပ်ယူပြီးနောက် နောက်ဆုံးစုပ်ယူမှုမပြုမီ နောက်ထပ်ဓာတ်တိုးစေရန် converter သို့ ပြန်ပို့သည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် SO₂ ပြောင်းလဲမှုနှုန်း မြင့်မားပြီး ထုတ်လွှတ်မှု နည်းပါးသည်။
၄။ SO₃ စုပ်ယူမှုနှင့် Oleum ဖွဲ့စည်းမှု
နောက်တစ်ဆင့်ကတော့ SO₃ ကို ဖမ်းယူဖို့ပါ။ ပထမတစ်ချက်ကြည့်လိုက်ရင် SO₃ ကို ရေနဲ့ ရိုးရိုးရှင်းရှင်း ဓာတ်ပြုဖို့ လွယ်ပုံရပါတယ်။
SO₃ (ဂရမ်) + H₂O (လီတာ) → H₂SO₄ (လီတာ)
သို့သော် စက်မှုလုပ်ငန်းခွင်လက်တွေ့တွင် ရေနှင့်တိုက်ရိုက်ဓာတ်ပြုမှုသည် အဓိကပြဿနာတစ်ရပ်ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်- SO₃ သည် အလွန်လျင်မြန်စွာ ဓာတ်ပြုပြီး ငွေ့ရည်ဖွဲ့ရန်နှင့် စုပ်ယူရန်ခက်ခဲသော ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်အငွေ့ကို ထုတ်ပေးပြီး ထုတ်ကုန်ဆုံးရှုံးမှုများနှင့် ထုတ်လွှတ်မှုအန္တရာယ်များကို တိုးမြင့်စေသည်။ ထို့ကြောင့် SO₃ ကို ရေမှ မစုပ်ယူဘဲ ပြင်းအားရှိသော ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ် (များသောအားဖြင့် 98%) ဖြင့် oleum (SO₃ ပိုများသော ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်) ကို ဖွဲ့စည်းသည်-
SO₃ (ဂရမ်) + H₂SO₄ (လီတာ) → H₂S₂O₇ (လီတာ)
Oleum (H₂S₂O₇) ကို pyrosulfuric acid ဟုလည်းခေါ်သည်။ ၎င်းသည် SO₃ ၏ “သိုလှောင်မှုပုံစံ” တစ်မျိုးဖြစ်ပြီး အရည်စနစ်များတွင် ကိုင်တွယ်ရလွယ်ကူသည်။ SO₃ ကို ပြင်းအားမြင့် ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်အဖြစ် စုပ်ယူခြင်းသည် အက်ဆစ်မြူဖွဲ့စည်းခြင်းကို ကာကွယ်ပေးပြီး စုပ်ယူမှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးသည်။
၅။ အိုလီယမ်ကို ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်အဖြစ် ပျော်ဝင်စေခြင်း
အိုလီယမ်ဖွဲ့စည်းပြီးသည်နှင့် နောက်ဆုံးအဆင့်မှာ ဈေးကွက်ဝယ်လိုအားအတွက် သင့်လျော်သော ပါဝင်မှုတွင် ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်ကို ထုတ်လုပ်ရန်ဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့် ယေဘုယျစက်မှုလုပ်ငန်းသုံးအတွက် ၉၈% သို့မဟုတ် သီးခြားအသုံးချမှုများအတွက် ပိုမိုနိမ့်သော ပါဝင်မှုဖြစ်သည်။ ရေကို ထိန်းချုပ်ထားသောနည်းလမ်းဖြင့် ထည့်ခြင်းဖြင့် အပျော့စားဖြစ်အောင် ပြုလုပ်သည်။
H₂S₂O₇ (လီတာ) + H₂O (လီတာ) → H₂SO₄ ၂ ခု (လီတာ)
ဤပျော့ပြောင်းမှုသည် အပူထုတ်ဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုလည်းဖြစ်သောကြောင့် တင်းကျပ်သော အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုနှင့် ဘေးကင်းရေးလုပ်ထုံးလုပ်နည်းများဖြင့် ဆောင်ရွက်ရမည်။ လူသိများသော ဘေးကင်းရေးလုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုမှာ ရုတ်တရက်အပူပေးခြင်းကြောင့် ပက်ဖျန်းခြင်းကို ကာကွယ်ရန် ရေထဲသို့ အက်ဆစ်ထည့်ခြင်းဖြစ်ပြီး ပြောင်းပြန်မဟုတ်ပါ။ စက်မှုလုပ်ငန်းအတိုင်းအတာတွင် ရောနှောစနစ်များကို ဓာတ်ပြုမှုမှ အပူထုတ်လွှတ်မှုကို ထိန်းချုပ်ရန် အအေးပေးစက်များ၊ မွှေစက်များနှင့် အပူချိန်အာရုံခံကိရိယာများဖြင့် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။
ဘေးကင်းရေးနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ ရှုထောင့်များ
ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်မှုတွင် အသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ ယားယံမှုကို ပြင်းထန်စွာဖြစ်စေပြီး လေထုထဲသို့ ထုတ်လွှတ်ပါက အက်ဆစ်မိုးရွာသွန်းမှုကို ဖြစ်စေနိုင်သည့် အန္တရာယ်ရှိသော ဓာတ်ငွေ့များ (SO₂, SO₃) ပါဝင်သည်။ ထို့ကြောင့် စက်ရုံသည် အောက်ပါတို့ကို လုပ်ဆောင်သည်-
၁။ SO₂ မှ SO₃ သို့ ပြောင်းလဲမှုကို အများဆုံးဖြစ်စေပြီး ထုတ်လွှတ်မှုများကို လျှော့ချရန် DCDA စနစ်နှင့် စုပ်ယူယူနစ်။
၂။ မီးခိုးခေါင်းတိုင်မှတစ်ဆင့် ထုတ်လွှတ်ခြင်းမပြုမီ ဓာတ်ငွေ့စီးကြောင်းမှ အက်ဆစ်မြူများကို ဖမ်းယူရန် မြူဖယ်ရှားပေးသည့်ကိရိယာ။
၃။ H₂SO₄ သည် အထူးသဖြင့် အချို့သော ပြင်းအားများနှင့် အပူချိန်များတွင် အလွန်အမင်း ချေးတက်တတ်သောကြောင့် ချေးခံနိုင်ရည်ရှိသော ပစ္စည်းများ (ဥပမာ သံမဏိအချို့၊ အထူးသတ္တုစပ်များ သို့မဟုတ် အကာအကွယ်အပေါ်ယံလွှာများ)။
၄။ ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ စွမ်းဆောင်ရည်သည် စည်းမျဉ်းများနှင့် ကိုက်ညီကြောင်း သေချာစေရန်အတွက် စဉ်ဆက်မပြတ် ထုတ်လွှတ်မှု စောင့်ကြည့်ခြင်း။
ထို့အပြင်၊ အပူထုတ်လွှတ်မှုတုံ့ပြန်မှုများ၏ အပူကို စွမ်းအင်ပြန်လည်ရယူခြင်းစနစ်များတွင် မကြာခဏအသုံးပြုလေ့ရှိပြီး လုပ်ငန်းစဉ်ကို ပိုမိုစွမ်းအင်ထိရောက်စေပြီး ကာဗွန်ခြေရာကို လျှော့ချပေးပါသည်။
ပိတ်
ခေတ်မီ ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ် ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်များကို ၎င်း၏ မြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်၊ ကောင်းမွန်သော ထုတ်ကုန်အရည်အသွေးနှင့် DCDA ကဲ့သို့သော နည်းပညာများဖြင့် ထိန်းချုပ်နိုင်သော ထုတ်လွှတ်မှုများကြောင့် Contact Process မှ လွှမ်းမိုးထားသည်။ အဓိက အဆင့်များတွင် SO₂ ထုတ်လုပ်ရန် ဆာလဖျူရစ်လောင်ကျွမ်းမှု၊ ဓာတ်ငွေ့သန့်စင်ခြင်းနှင့် အခြောက်ခံခြင်း၊ SO₃ သို့ ဓာတ်ကူပစ္စည်းဓာတ်တိုးခြင်း၊ oleum ဖွဲ့စည်းရန် ပြင်းအားမြင့် ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်တွင် SO₃ ကို စုပ်ယူခြင်းနှင့် လိုအပ်သလို oleum ကို ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်အဖြစ် အပျော့စားခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။ ထိန်းချုပ်ထားသော လည်ပတ်မှု ကန့်သတ်ချက်များ၊ သင့်လျော်သော စက်ရုံဒီဇိုင်းနှင့် ခိုင်မာသော ဘေးကင်းရေးနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ စနစ်များဖြင့် စက်မှုလုပ်ငန်းသည် စီးပွားရေးကဏ္ဍအမျိုးမျိုးကို ပံ့ပိုးရန်အတွက် ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ် အမြောက်အမြားကို ယုံကြည်စိတ်ချစွာ ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။
သင်အလိုရှိပါက၊ ပိုမိုပညာရပ်ဆိုင်ရာဖွဲ့စည်းပုံဖြင့် (“မိတ်ဆက်-နည်းလမ်း-ရလဒ်-ဆွေးနွေးမှု” ဟူသော စာတန်းထိုးများဖြင့်) ဤဆောင်းပါး၏ ဗားရှင်းတစ်ခုကို ကျွန်ုပ်ဖန်တီးနိုင်သည်၊ သို့မဟုတ် နားလည်ရလွယ်ကူစေရန် လုပ်ငန်းစဉ်စီးဆင်းမှုဇယားတစ်ခု ထည့်နိုင်ပါသည်။
