Ko‘mir yoqilg‘isi yonadigan tizimlardan chiqayotgan zararli tutun gazlarini tozalash texnologiyasi

Kirish. O‘zbekiston Respublikasi Prezidentining 2025-yil 30-yanvardagi PF-16-son Farmoniga muvofiq, atmosfera havosini muhofaza qilish va sanoat korxonalarining zararli chiqindilarini kamaytirish davlat siyosatining ustuvor yo‘nalishlaridan biri hisoblanadi. Sanoat korxonalarida, xususan, ko‘mir qattiq yoqilg‘isi yonadigan tizimlarda zararli tutun gazlarining atmosferaга chiqishi global ekologik muammolardan biridir. Jumladan, g‘isht pishiruv korxonalarida ko‘mir yonishi natijasida sutkasi 150 000-200 000 m³ tutun gazlari ajralib chiqadi. Bu gazlar tarkibida oltingugurt oksidlari (SO₂, SO₃), azot oksidlari (NO, NO₂) va uglerod oksidlari (CO, CO₂) kabi zararli komponentlar mavjud bo‘lib, ular inson salomatligi va ekologik muvozanatga jiddiy tahdid soladi. Jahon amaliyotida tutun gazlarini tozalashning turli usullari mavjud: mexanik tozalash (siklonlar, filtrlar), elektrostatiк tozalash, katalitik tozalash va absorbsion usullari. Absorbsion usuli nisbatan arzon, samarali va keng qo‘llaniladigan texnologiya hisoblanadi. Mavjud absorber qurilmalari bir qator kamchiliklarga ega: past tozalash samaradorligi (6070%), yuqori absorbent sarfi, murakkab konstruksiya, to‘yingan absorbentni utilizatsiya qilish muammosi. Shu sababli, yuqori samaradorlikka ega, iqtisodiy jihatdan tejamli va ekologik xavfsiz tozalash texnologiyasini ishlab chiqish dolzarb ilmiy-amaliy masala hisoblanadi. Tadqiqotning maqsadi ko‘mir yoqilg‘isi yonadigan korxonalarda zararli tutun gazlarini samarali tozalashning yangi absorbsion texnologiyasini ishlab chiqish va to‘yingan absorbent asosida mineral o‘g‘it olish imkoniyatlarini ilmiy asoslashdan iborat. Yechiladigan muammo va masalaning qo‘yilishi. Tadqiqot obyekti sifatida ko‘mir yoqilg‘isi yonadigan g‘isht pishiruv pechlaridan chiqayotgan tutun gazlari tanlandi. Asosiy vazifalar: • Tutun gazlari tarkibini tahlil qilish va zararli komponentlar miqdorini aniqlash • Fazalaro massa almashinishni jadallashtiruvchi yangi absorber konstruksiyasini ishlab chiqish • Jarayonga ta’sir etuvchi omillarni o‘rganish va optimal rejimlarni aniqlash • Absorbent retsirkulyatsiya tizimini loyihalash • To‘yingan absorbent asosida mineral o‘g‘it ishlab chiqarish texnologiyasini yaratish Tadqiqot usullari • Gaz tahlili: Tutun gazlari tarkibi xromatografik usul bilan aniqlangan. Oltingugurt oksidlari yodometrik titrlash usuli, azot oksidlari Zaltsman reakтиvi, uglerod oksidlari infraqizil spektrometriya usullari bilan aniqlangan. • Absorbsion jarayoni tadqiqoti: Laboratoriya absorber qurilmasida (balandligi 2,5 m, diametri 0,15 m) turli operativ sharoitlarda tajribalar o‘tkazilgan. Tutun gazlari oqim tezligi 0,5-2,0 m/s, absorbent (suvli ishqor eritmasi) sarfi 5-20 l/soat oralig‘ida o‘zgartirilgan. “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 100 Chemistry and chemical technologies • Matematik modellashtirish: Massa almashinish jarayoni Fisk qonunlari va Genri qonuni asosida modellashtirilgan. MatLab/Simulink dasturiy ta’minotida hisobiy tajribalar o‘tkazilgan. • Gidrodinamik tadqiqotlar: Tutun gazlari va absorbent oqimlarining o‘zaro ta’siri CFD (Computational Fluid Dynamics) usullari bilan tahlil qilingan. Eksperiment va olingan natijalarning tahlili. Tutun gazlari tarkibining tahlili. Natijalardan ko‘rinib turibdiki, barcha zararli komponentlar konsentratsiyasi chegaraviy ruxsat etilgan me’yordan 1,5-2,9 barobar yuqori. 1-jadval. G‘isht zavodining tipik pechidan chiqayotgan tutun gazlari tarkibi tahlil qilingan Komponent Konsentratsiya (mg/m³) Chegaraviy ruxsat etilgan konsentratsiya (mg/m³) Chegaradan oshish baravari SO₂ 850-1200 500 1,7 - 2,4 NO₂ 420-580 200 2,1 - 2,9 CO 1500-2200 1000 1,5 - 2,2 Chang zarralari 250-380 150 1,7 - 2,5 Yangi absorber qurilmasining konstruksiyasi. An’anaviy tarelkali va nasadkali absorberlarning kamchiliklarini bartaraf etish uchun venturi trubkasiga asoslangan yangi konstruksiya ishlab chiqilgan. 1-rasm. Pishiq g‘isht ishlab chiqarish korxonasidan chiqayotgan zararli gazlarni tozalash texnologik tizimi. 1-g‘isht pishirish pechi, 2-tutun chiqarish trubasi, 3,5-tutunni berkitish ventili, 4gazoduvka (ventillyator), 6,7,12-absorbentni sochib beruvchi forsunkalar, 8-absorbent trubasi, 9-absorbent idishi ichidagi to‘siq, 10-absorbent idishi, 11-absorber, 13-tozlangan gaz turubasi, 14- nasos Ushbu texnologik tizimning ishlash prinsipi quyidagicha: g‘isht pishirish pechi 1 dan chiqadigan zararli gazlarni 2 truba orqali chiqariladi. 3 ventil bu gazlarni atmosferaga chiqarish oldini olib tozalash texnologik tizimiga yo‘naltiradi. Ushbu tizimga gidravlik qarshiliklarni oldini olish maqsadida 4 gazaduvka (ventillyator) zararli gazlarni so‘rib turadi. 5 ventil ochilganda tutun gazlar tozalash texnologik tizimiga yo‘naltiriladi. Zararli gazlar tozalash texnologik tizimida o‘rnatilgan 6,7 forsunkalardan chiqayotgan absorbent bilan tozalanadi. Absorbent hamda qisman tozalangan zararli tutun gazlari 11 absorberga tangensial yo‘naltiriladi. Absorberga absorbent va zararli tutun gazlar to‘la to‘qnashuviga erishiladi. Absorberning yuqori qismida o‘rnatilgan forsunkadan sochib berilgan absorbent tutun gazini tozalash samadorligini ortishiga ijobiy ta’sir ko‘rsatadi. Tozalangan gazlar absorberning yuqori qismida o‘rnitilgan 13 truba orqali tutun chiqarish 2 trubaga yuborilib tizimdan chiqarib yuboriladi. Absorber pastgi qismida absorbent va unga yutilgan zararli moddalar 10 absorbent yig‘gichga yig‘iladi. Yig‘ilgan absorbentlar 9 to‘siqdan o‘tishga og‘ir komponentlar cho‘ktiriladi, tozalangan absorbent nasos 14 yordamida tizimga qayta yuboriladi. Ishlash davomida to‘yingan absorbent yig‘gichdan olinib ekin maydonlari uchun mineral o‘g‘it konsentratlari olish uchun ishlatiladi. Development of science and technology Scientific and technical journal №2/2026 101 Kimyo va kimyoviy texnologiyalar Jarayonga ta’sir etuvchi omillarning tadqiqi. Absorbent turi: Uch xil absorbent sinovdan o‘tkazilgan: toza suv (bazis taqqoslash uchun), 2-5% NaOH eritmasi, 3-7% Na₂CO₃ eritmasi (2-jadval). Eng yuqori samaradorlik 3-5% NaOH eritmasida qayd etilgan. 2-jadval. Absorbentlarning sinovdan o‘tkazish natijalari. Absorbent SO₂ tozalash, % NO₂ tozalash, % CO tozalash, % O‘rtacha samaradorlik, % Toza suv 45-52 28-35 22-28 38 3% NaOH 82-87 65-72 58-65 75 5% Na₂CO₃ 78-84 62-68 55-62 71 Harorat. Absorbent harorati 15-50°C oralig‘ida o‘zgartirildi. Natijalar shuni ko‘rsatdiki: • 20-25°C optimal diapazon (tozalash samaradorligi maksimal) • 25°C dan yuqori haroratda samaradorlik 8-12% ga kamayadi (gazlarning suyuqlikda eruvchanligi pasayadi) • 20°C dan past haroratda viskozizlik oshadi, gidrodinamik qarshilik ortadi Gaz oqimi tezligining ta’siri: Venturi bo‘g‘izidagi gaz tezligi 2-7 m/s oralig‘ida o‘zgartirildi: ➢ 2-3 m/s: past turbulentlik, tozalash 55-62% ➢ 4-5 m/s: optimal rejim, tozalash 78-85% ➢ 6-7 m/s: yuqori gidrodinamik qarshilik, absorbent tomchilari parchalanadi, tozalash 70-75% ➢ Optimal tezlik: 4,5-5,0 m/s. Absorbent sarfining ta’siri: Suyuq/gaz hajmiy nisbati (L/G) 0,5-3,0 l/m³ oralig‘ida o‘zgartirildi: ✓ L/G = 0,5-1,0: absorbent yetishmaydi, tozalash 50-60% ✓ L/G = 1,5-2,0: optimal nisbati, tozalash 80-85% ✓ L/G > 2,5: ortiqcha sarf, iqtisodiy samarasizlik Matematik model va optimallashtirish. Massa almashinish jarayoni quyidagi differensial tenglama bilan tavsiflanadi: 𝑑𝐶 𝑑𝜏= 𝐾⋅𝑆⋅(𝐶𝑒𝑞−𝐶) bu yerda: 𝐶 — absorbentdagi zararli gaz konsentratsiyasi, mg/l; 𝜏 — vaqt, s; 𝐾 — massa uzatish koeffitsiyenti, m/s; 𝑆 — fazalar to‘qnashuv yuzi, m²/m³; 𝐶𝑒𝑞 — muvozanat konsentratsiyasi, mg/l. Tajriba ma’lumotlari asosida massa uzatish koeffitsiyenti aniqlandi: SO₂ uchun: 𝐾= 2,8 × 10−4 m/s NO₂ uchun: 𝐾= 1,9 × 10−4 m/s CO uchun: 𝐾= 1,2 × 10−4 m/s MatLab/Simulink modeli yordamida optimal rejim parametrlari aniqlandi: Absorbent: 3-4% NaOH eritmasi Harorat: 22-25°C Gaz tezligi (bo‘g‘izda): 4,5-5,0 m/s L/G nisbati: 1,7-2,0 l/m³ Kontakt vaqti: 2,5-3,0 s Retsirkulyatsiya tizimining samaradorligi. Absorbentni bir martalik ishlatish o‘rniga retsirkulyatsiya tizimi joriy etildi. To‘yingan absorbent regeneratsiya idishida qizdiriladi (85-95°C), absorb qilingan gazlar ajralib chiqadi va alohida utilizatsiya qilinadi. Qayta ishlangan absorbent sovutilib, yangidan jarayonga qaytariladi. Natijalar: ▪ Absorbent sarfi 40% ga kamaydi “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 102 Chemistry and chemical technologies ▪ Ekspluatatsiya xarajatlari 35% ga pasaydi ▪ To‘yingan eritma konsentratsiyasi 15-18% ga yetadi (mineral o‘g‘it uchun maqbul) Mineral o‘g‘it ishlab chiqarish texnologiyasi. 3-jadval. To‘yingan absorbent tarkibi tahlili natijalari Komponent Konsentratsiya (g/l) O‘g‘it komponenti sifatida Na₂SO₃, Na₂SO₄ 45-55 Oltingugurt manbayi (S) NaNO₂, NaNO₃ 18-25 Azot manbayi (N) Na₂CO₃ (qoldiq) 8-12 Natriy manbayi pH 8,5-9,2 Tuproqni ishqorlashtirish Qishloq xo‘jaligida sinov natijalari (Buxoro viloyati paxta dalalarida): ➢ Hosildorlik 12-15% oshgan ➢ Tuproq oltingugurt ta’minoti yaxshilangan ➢ Kimyoviy o‘g‘itlar sarfi 20% kamaygan Narxi: 150 000 so‘m/tonna (kimyoviy mineral o‘g‘itlardan 3-4 barobar arzon). Sanoat sinovlari natijalari. Ishlab chiqilgan texnologiya Buxoro viloyati g‘isht zavodida (quvvat: 15 mln dona/yil) sinovdan o‘tkazildi. 4-jadval. Sanoat sinovlari natijalari. Ko‘rsatkich Tozalashdan oldin (mg/m³) Tozalashdan keyin (mg/m³) Yaxshilanish (%) SO₂ 850-1200 180-250 75-82 NO₂ 420-580 95-140 72-78 CO 1500-2200 350-520 73-78 Chang 250-380 65-95 72-75 Barcha zararli komponentlar chegaraviy ruxsat etilgan konsentratsiya darajasigacha kamaytirildi. Iqtisodiy ko‘rsatkichlar: • Qurilma narxi: 45 mln so‘m (import analoglaridan 2,5 barobar arzon) • Yillik ekspluatatsiya xarajatlari: 8,5 mln so‘m • Mineral o‘g‘it sotilishidan daromad: 12 mln so‘m/yil • Qaytuv muddati: 3,2 yil Xulosa. Ko‘mir yoqilg‘isi yonadigan korxonalardan chiqayotgan tutun gazlari tarkibida SO₂, NO₂, CO kabi zararli komponentlar chegaraviy ruxsat etilgan konsentratsiya me’yorlaridan 1,5-2,9 barobar yuqori ekani aniqlandi. Venturi trubkasi prinsipiga asoslangan yangi absorber konstruksiyasi ishlab chiqildi. Qurilma yuqori turbulentlik va katta fazalar to‘qnashuv yuzasini ta’minlaydi. Jarayonga ta’sir etuvchi omillar kompleks tadqiq qilindi. Optimal rejim parametrlari aniqlandi: 3-4% NaOH eritmasi, 22-25°C harorat, 4,5-5,0 m/s gaz tezligi, L/G = 1,7-2,0 l/m³. Retsirkulyatsiya tizimi joriy etilib, absorbent sarfi 40% ga kamaytirildi. Texnologiya zararli gazlar miqdorini 75-85% ga kamaytiradi va barcha komponentlarni chegaraviy ruxsat etilgan konsentratsiya darajasiga tozalaydi. Development of science and technology Scientific and technical journal №2/2026 103 Kimyo va kimyoviy texnologiyalar To‘yingan absorbent asosida qishloq xo‘jaligi uchun samarali mineral o‘g‘it ishlab chiqarish texnologiyasi yaratildi. Bu o‘g‘it kimyoviy analoglaridan 3-4 barobar arzon va hosildorlikni 1215% ga oshiradi. Sanoat sinovlari texnologiyaning texnik samaradorligi va iqtisodiy maqsаdga muvofiqligini tasdiqladi. O‘zini qoplash muddati 3,2 yilni tashkil etadi. Ishlab chiqilgan texnologiya konstruktiv soddaligi va nisbatan arzonligi tufayli kichik va o‘rta korxonalarda ham tijoratlashtirish uchun istiqbolli hisoblanadi