ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

2.1.2.1 Нейтрализация КФВК и удаление

На первой стадии технологического процесса нагревают КФВК и загружают в реактор, затем туда подают гидроксид алюминия. Реакция является экзотермической, вследствие чего реакционная смесь разогревается до температуры 95-100°С. В результате реакции образуется водный раствор фторида алюминия и твердый аморфный . Кремнегель выделяют из раствора путем фильтрования, также промывают водой. Существенным отличием и особенностью технологии, используемой в России, является то, что гидроксид алюминия применяется в виде влажного порошка (что обусловлено условиями поставки). Для равномерной подачи в процесс его суспендируют водой.

Нагрев КФВК производится в подогревателе, который представляет собой цилиндрическую емкость, оборудованную барбатерами острого пара. Нагрев производится в периодическом режиме.

Реактор нейтрализатор представляет собой цилиндрическую емкость с коническим днищем, которая оборудована мешалкой лопастного типа. Реактор работает в периодическом режиме. Степень нейтрализации КФВК определяется по электропроводимости раствора.

Разделение реакционной смеси осуществляется на ленточном вакуум-фильтре со сходящим полотном. Данное оборудование позволяет эффективно промывать осадок кремегеля, снижая потери целевого продукта.

2.1.2.2 Кристаллизация ТФА

После выделения аморфного пересыщенный метастабильный раствор фторида алюминия помещают в кристаллизатор, в котором происходит кристаллизация твердого ТФА (), который затем также отделяют на фильтре. Жидкую фазу (маточный раствор) направляют на абсорбцию отходящих газов, а затем в производство экстракционной фосфорной кислоты.

Реактор кристаллизации представляет собой цилиндрическую емкость с коническим днищем, оборудованную трехуровневым импеллером-мешалкой. Подогрев раствора осуществляется при помощи барботажа острого пара при помощи барбатера.

Фильтрование ТФА проводят при помощи ленточного вакуум-фильтра со сходящим полотном.

2.1.2.3 Сушка и прокалка ТФА

Влажные кристаллы ТФА направляются на сушку-прокалку во вращающуюся барабанную печь, где происходит прогрев материала и удаление кристаллизационной влаги.

Отходящие газы, содержащие пыль фторида алюминия, последовательно проходят чистку в циклонах, рукавном фильтре, абсорбере и направляются в атмосферу через санитарную трубу.

Для сушки и прокаливания кристаллов ТФА могут применяться барабанные печи 2-х конструкций. Противоточная барабанная печь конвективного действия и противоточная барабанная печь конвективно-кондуктивного действия.

Конвективная печь представляет собой противоточный вращающийся барабан, оборудованный подпорными кольцами для задержки продукта и увеличения времени пребывания его в печи.

Конвективно-кондуктивная печь представляет собой противоточный вращающийся барабан, в котором продукт сначала проходит конвективную зону сушки, оборудованную подъемно-лопастной насадкой, затем продукт попадает в кондуктивную зону, где прогрев продукта происходит через стенку.

Для рекуперации тепла продукта может использоваться вращающийся трубчатый холодильник. Охлаждение продукта производится атмосферным воздухом, который после прохождения теплообменника подается на горение природного газа и разбавление топочных газов.

Для рекуперации тепла отходящих газов может быть использован кожухотрубчатый теплообменник. Охлаждение отходящих газов осуществляется атмосферным воздухом, подогретый в теплообменнике воздух направляется на горение природного газа и разбавление топочных газов.

2.1.2.4 Очистка отходящих газов

Газы, отходящие от стадии сушки-прокалки, содержащие пыль продукта и газообразные фтористые соединения, проходят стадию очистки перед выбросом в атмосферу.

На первой стадии очистки производится очистка от пыли с использованием групповых циклонов. На данной стадии также применяется рукавный фильтр. Пыль продукта возвращается на стадию сушки-прокалки.

На второй стадии обеспыленные газы проходят абсорбционную очистку в абсорбере. Абсорбер представляет собой цилиндрический аппарат, орошаемый водным раствором фторида алюминия. Для интенсификации абсорбции в аппарате устанавливаются 2 провальные решетки. В расширенной части абсорбера (брызгоуловителе) может быть установлена ступень АПС с подпиткой водой.

Использование 2-х ступенчатой системы очистки позволяет достигать высокой степени очистки газов от загрязняющих веществ и максимально возвращать целевой продукт в технологический процесс, экономя сырьевые ресурсы.

2.1.2.5 Очистка аспирационных газов

Газы, отходящие от емкостного и фильтровального оборудования, содержащие газообразные фтористые соединения, подвергаются абсорбционной очистке. Для этого используется абсорбер, орошаемый слабым раствором кремнефтороводородной кислоты и водой. Абсорбер представляет собой цилиндрический аппарат. Для интенсификации абсорбции в аппарате устанавливается провальная решетка. В расширенной части абсорбера (брызгоуловителе) может быть установлена ступень АПС с подпиткой водой.

     2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии

В настоящее время производство фторида алюминия "сухим" способом в России отсутствует, и предпосылок для его создания нет, т.к. основного вида сырья - флюорита кислотного качества нет. Соответственно, текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии для данного способа производства в настоящем документе не приводятся.

Особенностью "гидрохимических" способов производства фторида алюминия из КФВК является то, что данное производство находится на одной площадке с производством фосфорсодержащих удобрений, где КФВК образуется в качестве побочного продукта производства упаренной ЭФК, и очень сильно связано производственными потоками с производством ЭФК. К примеру, производство ЭФК передает в производство фторида алюминия раствор КФВК, обратно производство фторида алюминия передает маточный раствор, который используется при получении КФВК, и сточные воды на нейтрализацию известковым молоком. Собственные сбросы отсутствуют.

Собственных многотоннажных отходов производство фторида алюминия не образует. Получаемый репульпируется водой и направляется в производство ЭФК в составе сточных вод, а затем совместно с фосфогипсом направляется в шламонакопитель.

В качестве эмиссий можно рассматривать выбросы в атмосферу из организованных и неорганизованных источников. Выбросы суммируются из: очищенных отходящих газов от стадии сушки прокалки, очищенных аспирационных газов и неорганизованных выбросов из производственных помещений.

При производстве фторида алюминия выбросы нормируются по следующим загрязняющим веществам.

0342 - фториды газообразные;

0344 - фториды плохо растворимые;

0301 - азота диоксид;

0304 - азота оксид;

и др.

В данном случае фториды газообразные являются маркерным веществом, так как именно они показывают уровень потерь целевого продукта. При этом другие показатели не характеризуют технологию с точки зрения ее совершенства, кроме того, они всегда на порядки ниже нормируемого показателя.

3.1.1 Непосредственное использование фосфогипса

Фосфогипс в народном хозяйстве России используется в качестве следующих продуктов:

- кальцийсеросодержащее удобрение;

- мелиорант;

- добавка при производстве комплексных NPS/NPKS/PKS серосодержащих удобрений;

- строительный материал, используемый при сооружении автомобильных дорог;

- строительный материал для сооружения дамб;

- в качестве сырья для производства термосульфата кальция.

3.1.2 Дополнительная обработка фосфогипса

После дополнительной обработки фосфогипс используется в следующих направлениях:

- кальцийсеросодержащее удобрение;

- мелиорант;

- добавка к цементному клинкеру перед его помолом в качестве регулятора сроков схватывания цемента;

- добавка при производстве комплексных NPS/NPKS/PKS серосодержащих удобрений;

- в качестве наполнителя в лакокрасочной промышленности;

- строительный материал для сооружения дамб.

Дополнительная обработка при производстве названных продуктов подразумевает следующие стадии:

1. 1) вылёживание фосфогипса на объекте складирования;

2. 2) взрыхление материала с возможной транспортировкой на специальный участок;

3. 3) фасовка и отгрузка потребителю.

     3.2 Текущие уровни эмиссии

В процессе производства ЭФК и фосфогипса в газовую фазу выделяются соединения фтора. Отходы производства отсутствуют.

4.2.1.1 Приготовление шихты в смесителях

Из приемного бункера апатитовый концентрат подается в двухвальный смеситель.

Апатитовый концентрат смешивается в двухвальном смесителе с фосфорной кислотой.

Далее пульпа через слив поступает в установленный последовательно за двухвальным смесителем одновальный смеситель, в который подается раствор едкого натра, поступающий из хранилища по кольцевому трубопроводу. Сюда же весовым дозатором подается песок кварцевый.

Шихта после одновального смесителя поступает по загрузочному устройству во вращающуюся печь обжига.

4.2.1.2 Гидротермокислотная переработка шихты (обесфторивание)

Обжиг шихты осуществляется во вращающейся печи, представляющей собой металлический футерованный внутри огнеупорным материалом цилиндрический корпус (барабан) диаметром 3,6 м и длиной 100 м, установленный на шести роликоопорах с уклоном 3,5 град.

Выгрузочный участок печи снабжен рекуператорами, проходя через которые клинкер охлаждается, а воздух, поступающий в печь для сжигания природного газа, нагревается.

Холодная зона печи имеет свободный вход в пыльную камеру, через которую по загрузочной форсунке шихта поступает на обжиг.

Процесс обесфторивания протекает при температуре 1340-1400°С.

Механизм процесса в общем виде описывается уравнением:

Получаемая пастообразная шихта направляется в прокалочные вращающиеся печи обжига. Для прокалки реакционной массы в печах сжигается природный газ. За счет вращения и наклона печи, загружаемая в печи шихта перемещается вдоль печи. Под действием высоких температур и раскаленного водяного пара происходит обесфторивание шихты.

Отходящие из вращающейся печи газы с температурой поступают в пыльную камеру, где за счет изменения скорости и направления движения газового потока происходит грубая очистка газа от пыли. Затем в котлах-утилизаторах газы охлаждаются с частичным пылеотделением и далее проходят тонкую очистку от пыли в групповом циклоне.

Очищенные от пыли газы после групповых циклонов поступают на очистку от фтористых соединений в два последовательно установленных пенных абсорбера. В первом улавливается основное количество фтористых соединений. Данный абсорбер орошается циркуляционным раствором из сборника, в котором за счет подачи гидроксида аммония (аммиачной воды) с массовой долей аммиака 10-25% поддерживается рН раствора в пределах 5,5-7,0. Гидроксид аммония подается с установки приготовления аммиачной воды. Во втором абсорбере улавливается оставшаяся часть фтористых соединений и аммиак, выделяющийся из циркуляционного раствора, орошающего первый абсорбер. Данный абсорбер орошается циркуляционным раствором, который подпитывается водой.

Очищенные газы проходят через осевой брызгоуловитель и с помощью вентилятора выбрасываются в атмосферу.

Отработанные абсорбционные стоки отправляются в цех нейтрализации и очистки промышленных стоков.

4.2.1.3 Отделение размола и фасовки готового продукта

Клинкер из печей обжига системой конвейеров транспортируется в отделение размола.

Клинкер транспортируется на классификатор, после чего в зависимости от крупности продукта поступает либо в силос для дальнейшей фасовки, либо на дополнительный помол в шаровые мельницы.

После шаровой мельницы продукт охлаждается в холодильных барабанах и пневмокамерными насосами измельченный продукт транспортируется в силос готового продукта.

Готовый продукт марки "Р" с силоса подается в бункера и с помощью упаковочной машины затаривается в мешки.

Запыленный воздух, отходящий от мельниц, бункеров, узлов транспортировки, пересыпки и затарки подвергается двухступенчатой очистке сначала в циклонах, а затем в рукавных фильтрах.

Запыленный воздух от узла грохочения подвергается одноступенчатой очистке в циклонах.

4.2.1.4 Отделение химводоподготовки

В отделении химводоподготовки производится приготовление питательной воды для питания котлов-утилизаторов и установки приготовления аммиачной воды.

Осветление воды осуществляется на механических фильтрах; фильтрующим материалом является кварцевый песок. Умягчение воды производится в Na-катионовых фильтрах.

4.2.1.5 Установка приготовления аммиачной воды

На установке осуществляется приготовление аммиачной воды для отделения абсорбции цеха КОФ.

Сущность технологического процесса получения гидрооксида аммония (аммиачной воды) заключается в испарении жидкого аммиака и последующем растворении газообразного аммиака в воде.

Процесс испарения жидкого аммиака и превращение его в газообразный протекает в теплообменнике с поглощением тепла; процесс растворения газообразного аммиака в воде - в абсорберах с выделением тепла.

     
Рисунок 4.2 - Производство дефторированного фосфата

Таблица 4.3 - Стадии процесса производства ДФФ

Таблица 4.4 - Оборудование производства ДФФ (основное технологическое оборудование и оборудование, которое дает значительные эмиссии)

4.3.1 Характеристика производимой продукции

Выпускаемая продукция - кормовые фосфаты кальция: монокальцийфосфат (МКФ), монодикальцийфосфат (МДКФ), дикальцийфосфат (ДКФ).

Монокальцийфосфат, дикальцийфосфат, монодикальцийфосфат кормовой - высококонцентрированные минеральные добавки, содержащие два основных питательных элемента: фосфор и кальций.

4.3.2 Описание технологического процесса

Гибкая технологическая схема предназначена для выпуска монокальцийфосфата (МКФ), монодикальцийфосфата (МДКФ) и дикальцийфосфата (ДКФ) с использованием плужного смесителя без стадии дозревания.

Обеспечение установки кормовых фосфатов по гибкой технологической схеме на базе осветленной полифосфорной кислоты.

Дозировка мела и ретура в смеситель производится ленточными дозаторами.

Сушка продукта производится в сушильном барабане с помощью газового калорифера.

Далее происходит предварительная классификация продукта на грохоте и размол крупной фракции.

Охлаждение и дополнительная классификация МКФ и МДКФ производится в аппарате "КС", дополнительная классификация ДКФ производится на грохоте.

Отходящие газы после БГС, аппарата КС и системы аспирации проходят сухую очистку в циклонах и мокрую очистку в АПС.

Очистка парогазовой смеси из плужного смесителя производится в аппарате "Вентури".

На складе готового продукта предусмотрены две установки фасовки - фасовка в МКР по 800 кг и фасовка в мешки по 50 кг.

4.3.3 Химизм и физико-химические основы производства

Получение фосфатов кальция основано на нейтрализации фосфорной кислоты природным мелом и/или известняком.

При нейтрализации 1-го иона водорода фосфорной кислоты (рН - 3,0-4,0) происходит образование монокальцийфосфата по реакции:

кДж

Реакция экзотермична (протекает с выделением тепла).

При температуре выше 120°С образуется безводный монокальцийфосфат , при температуре более 160°С - кислый пирофосфат кальция .

При замещении двух водородов фосфорной кислоты кальцием в процессе нейтрализации фосфорной кислоты мелом (рН - 5,5-6,5) образуется дикальцийфосфат по реакциям:

Эти реакции также сопровождаются выделением тепла, но в меньшей степени, чем при образовании монокальцийфосфата. В системе ниже 36°С стабилен (брушит), при более высокой температуре - (монетит).

При 40-50°С осаждается как метастабильная (неустойчивая) фаза.

При более высокой температуре выделяется безводная соль. При температуре более 175°С происходит отщепление конституционной воды с образованием пирофосфата кальция .

В воде монокальцийфосфат обладает инконгруентной растворимостью с образованием и свободной :

Максимальная концентрация в водном растворе, при которой визуально не наблюдается выделение в твердую фазу , находится в диапазоне 8-10% (в зависимости от температуры).

Дикальцийфосфат растворяется в воде незначительно (2,7·10%).

С повышением температуры растворимость его снижается.

При нейтрализации фосфорной кислоты мелом в избыточном количестве (125-175%) по отношению к норме на образование монокальцийфосфата (на замещение кальцием 1-го иона водорода кислоты) может быть получен смешанный продукт - монодикальцийфосфат (рН - 3,8-4,5).

Соотношение моно- и ди- форм может колебаться в широких пределах.

Наибольшее предпочтение в странах Евросоюза отдается марке монодикальцийфосфата, содержащей 50% моно- и 50% дикальцийфосфата.

Примеси, содержащиеся в фосфорной кислоте и меле в процессе нейтрализации, вступают во взаимодействие по реакциям:

(при получении монокальцийфосфата)

(при температуре свыше 100°С)

При температуре менее 100°С образуется примесь ардеалита , что, как правило, имеет место при производстве ди- и монодикальцийфосфатов.

Примеси полуторных окислов осаждаются в виде аморфных фосфатов:

и

Примеси фтора осаждаются в основном в виде фторида и кремнефторида кальция:

Для обеспечения минимального содержания свободной фосфорной кислоты в монокальцийфосфате и монодикальцийфосфате и полного её отсутствия в дикальцийфосфате процесс нейтрализации кислоты ведется, как правило, с небольшим избытком мела до содержания его в готовом продукте до 1-3%.

На скорость и степень разложения мела фосфорной кислотой и гранулообразование значительное влияние оказывают: дисперсность мела, влажность реакционной массы в смесителе, количество ретура, подаваемого на стадию разложения, интенсивность перемешивания реагентов. Для достижения приемлемых показателей разложения мела предусматривается использование мела с содержанием не более 3% частиц размером более 100 мкм. Наибольшее влияние на степень разложения реагентов и гранулоообразование оказывает влажность реакционной массы в смесителе, которая обеспечивает максимальную скорость диффузии раствора монокальцийфосфата к зернам через мелкокристаллические слои и .

4.3.4 Описание технологического процесса

Технологическая схема производства фосфатов кальция включает следующие основные стадии:

- узел приема и подачи мела на производство;

- узел приема и подачи фосфорной кислоты;

- узел нейтрализации, сушки и грануляции;

- узел подачи топочных газов в БГС;

- узел классификации;

- узел очистки отходящих газов;

- узел фасовки и отгрузки готового продукта.

Схема процесса производства фосфатов обесфторенных кормовых представлена на рисунке 4.3.

4.3.5 Расходные нормы сырья и энергоресурсов при производстве фосфатов кальция

Общие сведения, расходные нормы сырья и энергоресурсов приведены в таблицах 4.9 и 4.10.

Таблица 4.9 - Общие сведения производства фосфатов кальция

Таблица 4.10 - Расход сырья и энергоресурсов производства фосфатов кальция (цех N 1, 2)

_______________

Для энергоресурсов значения следует указывать в МДж/т продукции

Таблица 4.11 - Описание технологических мероприятий производства фосфатов кальция

     4.4 Производство триполифосфата натрия

5.2.1 Описание процесса

Производство основано на разложении (репульпации) карбоната кальция (мела) азотной кислотой в каскаде реакторов с дальнейшим отделением нерастворимых соединений от водного нитрата кальция на пресс-фильтре. Возможна технология переработки нитрата кальция непосредственно с узла фильтрации производства азотно-фосфорного раствора, описанного в справочнике НДТ ИТС 2-2015 "Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот".

Очищенный раствор нитрата кальция направляется на гранулирование в аппарат кипящего слоя, в котором распылённый в капли раствор нитрата кальция обезвоживается и кристаллизуется.

Увеличение размера гранул нитрата кальция происходит за счёт напыления последующих слоёв нитрата кальция на витающие в кипящем слое мелкие кристаллы нитрата кальция. При достижении критической массы гранулы нитрата кальция под действием силы тяжести выгружаются из гранулятора в переточный охладитель.

В переточном охладителе гранулы охлаждаются до заданной температуры и далее направляются на классификацию, упаковку и отгрузку потребителю.

Схема и описание процесса получения гранулированного нитрата кальция приведены на рисунке 5.2 и в таблице 5.4.

Материальный баланс приведен в таблице 5.5.

     
Рисунок 5.2 - Процесс производства гранулированного нитрата кальция

Таблица 5.4 - Общие сведения производства гранулированного нитрата кальция

Таблица 5.5 - Материальный баланс

5.2.2 Текущий уровень эмиссий производства гранулированного нитрата кальция

Уровни эмиссий при производстве гранулированного нитрата кальция приведены в таблицах 5.18-5.29.

Таблица 5.5 - Выбросы в атмосферу производства гранулированного нитрата кальция

Технологических отходов не образуется.

     5.3 Получение раствора аммонизированного нитрата кальция

6.4.1.1 Описание

Единственный из действующих способов производства фторида алюминия на территории Российской Федерации реализован в БФ АО "Апатит". Об остальных крупнотоннажных производствах информация отсутствует.

Реализованная технология позволяет получать высококачественный продукт с высоким выходом продукта. Общими преимуществами технологии являются:

- хорошая интеграция с предприятием по производству фосфорсодержащих удобрений, хорошая возможность комплексной переработки природных фосфатов и использование попутного фтора;

- отсутствие крупнотоннажных отходов переработки;

- низкие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, возможность утилизации сточных вод в производстве удобрений, низкое ресурсопотребление;

Выбросы в окружающую среду приведены в таблице 6.3 "Выбросы в атмосферу"

     6.5 Наилучшие доступные технологии при производстве КФН

В настоящее время в России существует единственное предприятие, где реализована технология КФН при нейтрализации кремнефтористоводородной кислоты содовым раствором с последующим сгущением в сгустителях и сушкой продукта в аппарате кипящего слоя. Таким образом, в соответствии с принятыми нормативно-правовыми актами, наилучшую технологию выбрать нельзя.

Данные о технологических показателях рассматриваемой технологии, содержащие уровни потребления сырья и энергоресурсов приведены в таблице 6.2 (п.6.3). Уровни эмиссии приведены в таблице 6.3 (п.6.3)

7.2.4.1 Основные технологические этапы

Сгущение дистиллерной жидкости

Исходная дистиллерная жидкость поступает с площадки содового производства с температурой не более 90°С в сгуститель, где происходит осаждение и сгущение твердой фазы. Для достижения требуемой степени сгущения дистиллерной жидкости предусмотрено применение флокулянта. Система приготовления и дозирования флокулянта управляется посредством пропорционального регулирования через расходомеры и обеспечивает подачу раствора флокулянта, прошедшего стадию разбавления, в трубопровод перед сгустителем. Функция сгустителя обуславливает перманентный перелив, который собирается в сборник, куда подводятся фильтрат, образующийся в процессе фильтрации, или отработанный раствор соляной кислоты после химической промывки фильтровальных салфеток, а также сточные воды из сборника. Из емкости жидкость насосами перекачивается в шламонакопитель "Белое море" по двум трубопроводам - основному и резервному. Сгущенный шлам перекачивается из сгустителя в сборную емкость оборудованную мешалкой. Из емкости сгущенный и усредненный шлам через сборный трубопровод направляется на фильтр-пресса для осуществления обезвоживания посредством процесса фильтрации.

Фильтрация сгущенной суспензии

Фильтрация сгущённого шлама дистиллерной жидкости, промывка и осушка образующего осадка производится под избыточным давлением на трех мембранных фильтр-прессах компании. Процесс фильтрования включает в себя следующие стадии:

- подача суспензии в фильтр-пресс;

- фильтрация;

- предварительное прессование;

- отжим осадка в камерах фильтр-пресса мембранами;

- выгрузка отфильтрованного осадка (кека).

Отфильтрованный и отжатый осадок выпадает из фильтр-пресса, выгружается на конвейер, попадая предварительно на разрезающее устройство, представляющее собой металлическую решетку с возможностью регулирования внутреннего размера ячейки. Кек после разгрузки фильтр-пресса (минеральный продукт содового производства), ленточным конвейером загружается непосредственно в автотранспорт через …*

_______________

* Брак оригинала. - Примечание изготовителя базы данных.

Регенерация фильтровальных салфеток

При эксплуатации фильтр-прессов, по мере забивания фильтровальных салфеток предусмотрена система промывки фильтровальной ткани подогретой оборотной водой. По мере забивания фильтровальных салфеток, а также образования солеотложений на фильтрующих плитах производится их промывка 3-5% раствором соляной кислоты.

Производство минерального продукта содового производства позволяет решить вопрос переработки дистиллерной жидкости производства кальцинированной соды. В накопители минерализованных сточных вод поступает только жидкая часть. Твердая часть (минеральный продукт содового производства) используется в качестве материала для рекультивации полигонов ТБО, полигонов промышленных отходов, карьеров и выемок различного назначения и происхождения.

7.2.6.1 Основные технологические этапы

Исходный раствор хлористого кальция подаётся с участка по выработке жидкого хлористого кальция в ёмкость. В теплообменнике раствор подогревается паром до температуры 85-105°С и подается в сушилку-гранулятор через распылительную форсунку. Сушка и гранулирование исходного раствора хлористого кальция осуществляется на гранулах в фонтанирующем слое за счёт тепла топочных газов. Топочные газы образуются при сжигании природного газа и разбавлении продуктов горения воздухом в теплогенераторе. Воздух на горение и на разбавление подаётся в теплогенератор вентилятором. Топочные газы поступают в сушилку-гранулятор через центральный ввод с температурой 600-850°С и давлением 4,0-5,5 кПа. Для создания кипящего слоя на распределительную решётку в период пуска сушилки-гранулятора подается ретур через бункер, а под решетку от вентилятора подаётся воздух с температурой не менее 20°С и давлением 4,0-6,0 кПа. В холодный период года воздух подогревается в калорифере до температуры 20-40°С путём подачи насыщенного пара в калорифер. Сушка - грануляция хлористого кальция осуществляется за счёт многократной рециркуляции частиц из кипящего слоя в фонтанирующий и обратно. Образующиеся гранулы оседают на решётку и выводятся из сушилки-гранулятора. Полученные гранулы хлористого кальция из сушилки-гранулятора поступают на элеватор и далее на грохот, где рассеиваются на три фракции: крупная - размером более 7 мм, товарная от 1 до 7 мм, мелкая - менее 1 мм. Крупная фракция после грохота поступает на молотковую дробилку, где измельчается и по течке возвращается через элеватор на грохот. Прошедшие сухую очистку, дымовые газы соединяются с запыленным аспирационным воздухом и поступают в газоход трубы Вентури на мокрую очистку. Очищенный газовый поток дымососом выбрасывается в атмосферу.

7.2.7.1 Основные технологические этапы

Приготовление жидкого стекла

Жидкое стекло получают растворением силиката натрия в воде в автоклавах при давлении не более 0,6 МПа (6,0 кгс/см) и температуре в пределах (150-160)°С. Силикат натрия грейферным краном загружается в бункер и откуда засыпается в дробилку. Раздробленный силикат натрия конвейерами и элеватором подаётся в загрузочный бункер автоклава с автоматизированной крышкой с электроприводом. Для разваривания силиката натрия в автоклав подается техническая вода и насыщенный пар после РОУ. По истечении 4-8 часов, процесс разваривания силиката натрия завершается. Давление в автоклаве стравливается в атмосферу до 1,8-2,0 кгс/см и после чего полученное жидкое стекло передавливается в мешалку-разбавитель предварительно заполненную технической водой для исключения вскипания. Жидкое стекло в качестве силикатного клея плотностью 1,25-1,43 г/см, из мешалки-разбавителя поз.7 закачивается в автоцистерну для отправки потребителям.

Жидкое стекло для технологии, после определенной коррекции по плотности, насосом перекачивается в буферную емкость, откуда подаётся на рамный фильтр-пресс, где происходит его фильтрация от взвешенных частиц (шлама). Шлам после фильтрации жидкого стекла периодически выгружается в односкатное корыто, а отфильтрованное жидкое стекло самотёком сливается в ёмкость, откуда насосом подаётся в разбавитель на второе разбавление. Жидкое стекло разбавленное в разбавителе до плотности в пределах (1,058-1,117) г/см сливается в ёмкость и насосом подаётся в карбонизатор или в емкость для приготовления "затравки".

Приготовление "затравки"

Готовый раствор жидкого стекла со станции приготовления жидкого стекла из ёмкости центробежным насосом подаётся в ёмкость-мешалку. Из ёмкости-хранилища дробно и при постоянном перемешивании подаётся концентрированная соляная кислота с расходом не более 4 м/ч. Полученная солянокислотная суспензия - "затравка" центробежными насосами подаётся в карбонизатор. Применение "затравки" позволяет увеличить насыпную плотность готового продукта.

Карбонизация раствора жидкого стекла

Карбонизация раствора жидкого стекла протекает в в карбонизаторах газом известково-обжигательных печей содового производства при температуре 70-85°С. Газ () предварительно очищается от пыли в промывной колонне, которая орошается технической водой. Общий расход углекислого газа составляет не более 3000 м/ч. Для поддержания заданной температуры в карбонизаторе предусмотрено автоматическое регулирование подачи пара в рубашку, давлением в 4,0-6,0 кгс/см. Образующийся при этом конденсат отводится в ёмкость-сборник поз. для подогрева воды, подаваемой на промывку кека на фильтр-прессах. После окончания процесса карбонизации, по достижении показателя рН суспензии в пределах (9,8-10,2) суспензия диоксида кремния насосом перекачивается в сборник. Технологическая схема производства сажи БС-100 хлоркальциевым способом, отличается тем, что раствор жидкого стекла обрабатывается дистиллерной жидкостью (3-5%) и разложении полученной суспензии силиката кальция концентрированной соляной кислотой до рН 4,0-6,0. С этой целью в технологии предусмотрена емкость для приема и нагрева дистиллерной жидкости до температуры 50-70°С. Разбавление дистиллерной жидкости производится непосредственно на всасе насоса перекачивающего жидкость в реактор осаждения силиката кальция. Полученная суспензия силиката кальция поступает в реактор разложения, куда одновременно подаётся концентрированная соляная кислота. В реакторе происходит химический процесс разложения суспензии силиката кальция с образованием суспензии диоксида кремния.

Нейтрализация суспензии диоксида кремния

Суспензия диоксида кремния с показателем рН в пределах (9,8-10,2) из сборника перекачивается в реактор на нейтрализацию, образовавшейся в процессе карбонизации соды, концентрированной соляной кислотой. Процесс нейтрализации суспензии происходит при постоянном перемешивании до достижения рН (2,5-7,6) в зависимости от получаемой марки белой сажи. Нейтрализованная суспензия из реактора направляется в накопители и далее подается на станцию фильтрации и репульпации.

Фильтрация и репульпация суспензии диоксида кремния

Фильтрация суспензии диоксида кремния, промывка и просушка образующегося осадка производится под избыточным давлением на мембранных фильтр-прессах с гидроприводом типа ЧМ 150/40-1200М. Нейтрализованная суспензия из ёмкости периодически центробежным насосом давлением 3,0-6,0 кгс/см подаётся на фильтр-прессы, где происходит её фильтрация, промывка и просушка осадка. В первую стадию фильтрования суспензии входит заполнение камер фильтр-пресса, во вторую - стадия фильтрования при достижении давления в камерах фильтр-пресса в пределах 0,6-8,2 кгс/см и последняя стадия - выгрузка кека.

В процессе фильтрации под давлением в межплитном пространстве твёрдые частицы образуют лепёшку (кек), а жидкая фаза (маточник) по коллектору сливается в ёмкость с последующей откачкой в шламонакопитель "Белое море". Промывка кека производится при поджатых мембранах. На промывку кека подаётся подогретая техническая вода давлением 6,0-8,0 кгс/см. После окончания промывки начинается прессование кека мембранами. Для прессования под мембраны подаётся сжатый воздух от компрессора фильтр-пресса ЧМ с расходом не более 14 м/ч. После прессования производится продувка дренажа воздухом, просушка кека и продувка центрального канала от остатков воды и суспензии.

Промытый от хлоридов и просушенный кек белой сажи при раскрытии пакетов фильтр-прессов падает, размельчается об решётку приёмного бункера под фильтр-прессом и по течке выгружается в репульпаторы. Для репульпирования осадка диоксида кремния в репульпаторы подаётся пульпа мокрой очистки или подогретая техническая вода. Для ускорения процесса репульпирования осадка установлены центробежные насосы, которые циркулируют суспензию из репульпаторов через приёмный бункер фильтр-прессов. Репульпированная суспензия откачивается из репульпаторов в ёмкость-мешалку, откуда перекачивается на вибросито, где происходит отделение суспензии от примесей. Суспензия, прошедшая сквозь сетки, самотёком собирается в ёмкость, а примеси, не прошедшие через сетки, поступают на троммель, где ещё раз происходит разделение: примеси - в ёмкость с мешалкой, суспензия - в другую ёмкость. Промытая от хлоридов и репульпированная суспензия диоксида кремния далее подаётся на сушку.

Сушка, газоочистка, упаковка

Газ природный из ГРП, с давлением 0,3-0,4 кгс/см, с расходом 600-800 м/ч поступает в горелку топки. Природный газ сжигается в топке при подаче вентилятором воздуха на горение с давлением 1,8-3,0 кПа. Топочные газы разбавляются воздухом, после чего подаются через газоход в сушильную камеру. Температура топочных газов на входе в сушильную камеру 450-550°С, на выходе - 125-175°С. Суспензия белой сажи подаётся с расходом 5,5-7,0 м/ч на вращающийся диск распылительного механизма, где контактируя с теплоносителем, поступающим по газоходу из топки, высыхает и достигает конусной части сушилки. Высушенный продукт из сушилки через шлюзовой питатель, воздухом от вентилятора переносится по системе пневмотранспорта в циклоны, где отделившись от транспортирующего воздуха, продукт попадает в течку магнитной колонки. Магнитная колонка, очищает поток белой сажи от магнитных включений и представляет собой электромагнит. Далее белая сажа поступает в приёмный бункер станции упаковки готового продукта. Отходящие топочные газы, запылённые белой сажей, направляются на первую ступень системы сухой газоочистки в батарейные циклоны. Осевшая белая сажа из низа конуса циклонов выгружается через шлюзовые питатели в пневмотранспорт, где соединяется с основным потоком белой сажи из сушилки. Окончательная очистка топочных газов от пыли белой сажи производится на мокрой газоочистке в скоростном промывателе типа СИОТ с трубой Вентури. Для мокрой очистки газа от пыли белой сажи используется техническая вода расходом 8-12 м/ч. Для увеличения плотности орошения и утилизации тепла отходящих газов из сушилки вода циркулирует в системе через емкость, где образуется пульпа из уловленных в промывателе частиц сажи. Избыточное количество пульпы направляется в сборник пульпы на станции фильтрации, где далее используется для репульпации кека. Очищенные от пыли топочные газы после мокрой очистки сбрасываются в атмосферу.

Применяемое оборудование на разных стадиях технологического процесса и его характеристики приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Применяемое оборудование на разных стадиях технологического процесса и его характеристики

     7.3 Нормы расхода сырья и энергоресурсов

Нормы расхода сырья, энергоресурсов и вспомогательных материалов на производство 1 тонны гидрокарбоната натрия 100% при выработке соды кальцинированной марки Б приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Нормы расхода сырья, энергоресурсов и вспомогательных материалов

Нормы расхода сырья, энергоресурсов и вспомогательных материалов на производство 1 м очищенного рассола в пересчете на 310 г/л NaCI приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Нормы расхода сырья, энергоресурсов и вспомогательных материалов

Нормы расхода сырья, топлива и энергоресурсов на производство 1 тонны соды кальцинированной марки Б в пересчёте на 100% при выработке соды марки Б приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 - Нормы расхода сырья, топлива и энергоресурсов

Нормы расхода сырья, топлива и энергоресурсов на производство одной тонны соды кальцинированной марки А в пересчёте на 100% приведены в таблице 7.5.

Таблица 7.5 - Нормы расхода сырья, топлива и энергоресурсов

Нормы расхода основного сырья, вспомогательных материалов и энергоресурсов, достигнутые на 01.01.09 для производства 1 т ЖХК в пересчете на 32% представлены в таблице 7.6.

Таблица 7.6 - Нормы расхода основного сырья, вспомогательных материалов и энергоресурсов

Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов на производство гранулированного хлористого кальция 100% представлены в таблице 7.7.

Таблица 7.7 - Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов

Нормы расхода сырья и энергоресурсов на производство 1 тонны очищенного бикарбоната натрия в пересчёте на 100% приведены в таблице 7.8.

Таблица 7.8 - Нормы расхода сырья и энергоресурсов