
Szervetlen t echnológiai alap i smeretek. techno: mesterség, szakma logosz: ismeret, tudás, tudomány Technológia: Tudatosság Újérték teremtés (pozitív gazdasági mérleg). A gyártás “eredményessége” 1. Anyag és energiamérleg 2. Gazdasági mérleg 3. Környezeti hatások
Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.
Kitermelés – növelés lehetőségei:
Termelékenység (produktivítás) fogalma
Tiszta technológia fogalma
A kémiai technológia jelrendszere
Ciklon, hidrociklon
Vibroszita
Keretes szűrőprés
Dobszita
Vákuum dobszűrő
Elektrosztatikus porleválasztó
levegő
Finomtisztítás
CO konverzió
Salétromsav
gyártás
HNO3
cseppfolyósítás
Szintézis
Kénmentes
földgáz
Nyers
szintézisgáz
CO2
Parciális
oxidáció
vízgőz
Karbamid
gyártás
Műtrágya
gyártás
Pétisó
Karbamid
A nitrogénipari kombinát blokksémája
Nitrogén: levegő cseppfolyósítás, frakcionált desztilláció
(FpO2:- 183 oC, FpN2: -195 oC)
Hidrogén: - vízbontás
- alacsony szénatomszámú szénhidrogének
parciális oxidációja
CH4 + H2O CO + 3 H2 Q= 206 kJ/mol
CH4 + 1/2O2 CO + 2 H2 Q= -35,6 kJ/mol katalizátor Ni
CO + H2O CO2 + H2 Q= -41 kJ/mol
Ammónia oxidációja, salétromsav gyártás
Pétisó
előállítás: NH3 + HNO3NH4NO3
NH4NO3NH3 + HNO3 (170 – 185 oC)
bomlás: NH4NO3N2O + 2 H2O (185 - 210 oC)
2 NH4NO32 N2 + O2 + 4 H2O (210 oC fölött)
2 NH3 + CO2NH4-OCO-NH2 (ammóniumkarbamát)
(ΔHr = - 160 kJ/mol)
Exoterm, reverzibilis, molekulaszám csökkenéssel végbemenő reakció
Hőmérséklet: 180 – 220 oC
Nyomás: 150-200 bar
Tartózkodási idő: 30-60 perc
50-200%-os ammóniafölösleg
bepárlás, kristályosítás dermesztés
kondenzációs termékek: haszonnövény „kiégése”
NH4-OCO-NH2→ NH2-CO-NH2 + H2O (karbamid
(ΔHr = 30 kJ/mol)
Kénsavgyártás:
Nyersanyagok:
- Szulfidos ércek, elsősorban pirit
olcsó
As, Se szennyeződés
Pörk feldolgozása megoldatlan
„tiszta”
drága
- Földgáz és ipari melléktermékek kén-hidrogén tartalma
környezetbarát, az összes kénigény fele fedezhető
drága, de ez a jövő
FeS2 FeS + S kb. 600 oC endoterm
4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2600-700 oC endoterm
3 FeS2 + 8 O2 Fe3O4 + 6 SO2 800-1000 oC exoterm
Reakcióidő: 700-800 oC-on 2-3 óra
1000 oC-on 1-2 perc
Etázsos kemence
Fluidágyas pörkölő
Elektrosztatikus porleválasztó
Alapanyag:
Termék:
Ca5(PO4)3X X.F-; OH-
Ca(H2PO4)2 CaHPO4
Vízoldható citrát oldható
Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 3 H3PO4 + 5 CaSO4 + HF
Ca5(PO4)3F + 21 H3PO4 + 35 CaSO4 15 Ca(H2PO4)2 + 35 CaSO4
„Krebs gyertya”
A földkéreg leggyakoribb fémes eleme!!
Nyersanyag: bauxit Al2O3 * x H2O üledékes kőzet
Alkotói: hidrargilit Al2O3 * 3 H2O böhmit Al2O3 * H2O
korund Al2O3 * H2O
Szennyezők: Fe2O3, SiO2, TiO2, V, Ga
Feldolgozásra alkalmas jelenleg:
Al2O3 tartalom
SiO2 tartalom
10
Al(OH)3 + NaOH + 2 H2O Na[Al(OH)4(H2O)2]
AlO(OH) + NaOH + 3 H2O Na[Al(OH)4(H2O)2]
2 SiO2 Al2O3 + NaOH + H2O Na2O*Al2O3*2SiO2*2H2O
TiO2 + 4 NaOH Na4TiO4 + 2 H2O Modulus!
p: 20-40 bar, T: 200 oC, t: 2-3 óra szakaszos ill. folyamatos autoklávok
b./ ülepítés
Dorr ülepítők
c./ kikeverés, hidrolízis:
Mechanikus v. légkikeverők
Na[Al(OH)4(H2O)2] + H2O Al(OH)3(H2O)3
Folyamatos csőkemence
Vízleadás több lépésben:
100 oC felületi nedvesség
250 oC 2 mol szerkezeti víz
500 oC γ-korund
900-1200 oC -korund
Történeti vonatkozások:
- 5000 éve használatban
- A Delhi vasoszlop
- Magyar vonatkozások
Technikai vasfajták:
„Tiszta vas”
Op. 1533 oC
Op.: 1150-1300 oC
Puha jól alakítható fém
Rideg, kemény nehezenmegmunkálható ötvözet
fehér
Szürke
Cc 1-2 %
Cc 2%
grafit
C tartalom Fe3C
Nem forgácsolhatónem kovácsolható
nem kovácsolható
acélgyártás
Öntöttvas termékek
szénacélok
Speciális-, nemesacélok
Kemény acélok Cc 0,5-1,7 %
Lágyacél + fémes ötvözők
Közép kemény acélok Cc 0,2-0.5 %
Lágy acélok Cc0.2 %
Alapanyagok:
-vasércek, vastartalmú ipari melléktermékek
Mágnesvasérc Fe3O4
Vörösvasérc Fe2O3
Barnavasérc Fe2O3 * 3H2O
Vaspát, sziderit FeCO3
-koksz hömérséklet beállítás direkt és indirekt redukció
-levegő, részleges koksz oxidáció
-salakképzőanyagok, reaktáns az érc szennyezőinek olvadt állapotban tartásához
A nagyolvasztó föbb folyamatai:
200-300 oC a szabad és kötött vizek eltávoznak
400-600 oC karbonátok bomlanak, indirekt redukció
3Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2
FeO + CO Fe + CO2
500-900 oC 2 CO C + CO2
750 oC direkt redukció
3Fe2O3 + C 2 Fe3O4 + CO
Fe3O4 + C 3 FeO + CO
FeO + C Fe + CO
900 oC egyéb vegyületek redukciója
FeSiO3 + 3 C Fe + Si + 3 CO
SiO2 + 2 C sI + 2 CO
MnO + C Mn + CO
P2O5 + 5 C 2 P + 5 CO
Elektroacél gyártás ív és indukciós kemencék
Az ipar folyamatai elsősorban fizikai jellegűek, kémiai változások az olvadékképzés ill. az égetés során játszódnak le.
Az iparág felosztása:
- az üvegipar és termékei
- a kerámia ipar és termékei
- az építőanyagipar (kötőanyag) és termékei
Az üveg átlagos összetétele:
~ R2OR’O6SiO2
pl. a nátronüveg
Na2OCaO6SiO2
Az üveg alkotóinak csoportosítása
Az alkotók összeolvasztása eredményeként, fő vázként SiO44-tetraéderek kapcsolódnak és ezek vázába épül be a többi alkotó
Üvegképző anyagok
SiO2 min. 99%-os tisztaság, szemcseméret 0,01-0,9 mm lényeges vastartalma
B2O3 Op. csökkentés, fénytörés növelése, höállóság fokozása adagolás bórax formában is
Na2CO3,K2CO3 az üveg R2O tartalmát biztosítja, jelentős befolyással bír a hőállóságra, lágyulásra
CaCO3 RO tartalom, adagolás kréta, márvány, mészkő formában
Pb3O4 ólomkristály, optikai üvegek.Vastartalma és szbad ólom tartalma lényeges
Al2O3 Adagolás tímföldhidrát formában
ZnO, BaCO3, MgCO3 Különleges üvegek esetén
Az olvasztás fázisai
Az üvegtermékek csoportosítása gyártási ágazatok szerint
Tűzállóság csökken
- Ridegek, kemények nem formázhatók talkum magnézium-hidro-szilikát cirkon cirkónium-szilikát wollastonit kalciumszilikát vegyipari termékek oxidok (Al2O3,MgO,TiO2) karbidok (SiC) nitridek (Ti3N4) szilicidek (MoSi2)
Különleges előkészítési eljárások:
Az égetési hőmérséklet pontos mérése
A késztermékek minősítésének főbb paraméterei
A kötőanyagok folyékony vagy pépes állapotukból képesekmegszilárdulásra ill. több és ballasztanyagok összeragasztására
Nem hidraulikus kötőanyagok (mész, gipsz, Sorel cement)
- gipsz CaSO4*2H2O gipsz, CaSO4 anhidrit120 oC CaSO4*2H2O CaSO4*0,5H2O + 1,5H2O180-200 oC CaSO4 képződik oldódó anhidrit400-750 oC CaSO4 képződik nem oldódó anhidrit 800 oC CaSO4 képződik oldódó anhidrit
Sorel cement MgCl2 Mg(OH)2 (MgO(OH)) sok kevésA kötés során eltérő összetételű MgOxCly keletkezik. Hiroszkópos!
- Szilikát cement~ 2/3 rész CaO~ ¼ rész SiO2~ 4-7% Al2O3~ 2-4 % Fe2O3~ 1% MgO elegye
Nyersanyagok: agyag, mészkő, márgák, pirit, dolomit
Előállítás:előkészítés: őrlés, homogenizálás vas adagolása égetés ~ 1200 oC - száradás - hidrátvíz elvesztés 500-700 oC - CaCO3 bomlik 800-1100 oC - a CaO reagál a SiO2-dal, Al2O3 –dal Fe2O3-dal 1100-1200 oC - az agyag egy része olvad, dermedéskor magas CaO tertalmú szilikátelegy válik ki klinker - gipsz agadolás ~ 1,5 % - őrlés, érlelés cement
Cement + víz kötés és szilárdulás részben paralel,de a szilárdulás jelentősen elhúzódik
A kötés során lejátszódó reakciók részeben hidrolitosak, részben hidratációsak
Hidrolitos típus: 3Ca*SiO2 + yH2O 3Ca(OH)2 + SiO2 + x H2O 3CaO+Al2O3 + yH2O 3Ca(OH)2 + xAl(OH)3
Hidratációs típus: 2(3CaO*SiO2) + 4H2O 3CaO*2SiO2 + 3 Ca(OH)2
Beton típusok: vasbeton könnyűbeton nehézbeton
A beton tulajdonsága lényegesen fűgg: a W = v/c hányadostól, ahol: v: a készítéskor felhasznált víz térfogata c: a cement tömege