Производство экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата в ООО "Балаковские минеральные удобрения"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

ООО «Балаковские минеральные удобрения» начало свое существование 29 декабря 1973 года когда Государственная приемочная комиссия подписала Акт о вводе в эксплуатацию производства серной кислоты мощностью 180 тысяч тонн в год на заводе фосфорных удобрений г. Балаково, и этот день считается официальной датой начала работы завода. В настоящее время «Балаковские минеральные удобрения» работают со 100-процентной загрузкой мощности. На заводе разработана Программа стабилизации и развития производства до 2010 года включительно, которая предусматривает дальнейшее совершенствование технологии, внедрение нового оборудования, повышение качества и объема выпускаемой продукции. Работая в составе «ФосАгро», предприятие следует единой, согласованной стратегии не только в решении производственных и маркетинговых задач, но и в стимулировании труда, повышении его производительности, реализации социальных программ.[11]

Апатит - безводный фосфат кальция, составляет 95% от всех известных минералов фосфора. Господствующей разновидностью апатита в большинстве горных пород являются фтор-апатит и фтор-гидроксилапатит. Подавляющая масса фосфатного сырья (более 95%) используется для получения фосфатных и комбинированных минеральных удобрений, поэтому конъюнктура рынка апатитового концентрата напрямую зависит от производителей удобрений. Остальное количество фосфатного сырья идет на производство фосфора и фосфорной кислоты (а из богатых фтором апатитовых руд получают также кремнисто-фтористоводородную кислоту) - исходных веществ для получения разнообразных химических соединений, используемых в металлургии, пиротехнике, органическом синтезе, производстве минеральных подкормок для скота и птицы, моющих и огнестойких веществ, спичек, лекарственных препаратов, инсектицидов, фотореагентов, матовых стекол и др. Апатит образует кристаллы гексаген, сингонии, шестигранные, удлиненно-призматические до игольчатых, редко - аблитчатые с несовершенной спайностью, а также агрегаты (зернистые, иногда почковидные, землистые и др.). Имеет, как правило, бледно-зеленоватый, голубой, желто-зеленый или розовый цвет со стеклянным блеском, на поверхности излома - с Кетоформатермодинамически более выгодна, чем гидроксиформа. Апатит - распространенный минерал. Генетически связан с различными магматогенными, метаморфическими и осадочными комплексами. Карбонатитовые месторождения, как правило, содержат комплексные апатит-магнетитовые, апатит-редкометалльные и другие руды, из которых апатитовый концентрат извлекают попутно (обычно флотацией). В России к этому типу относится Ковдорское месторождение. Развитые на нем апатит-магнетитовые руды содержат в среднем 6-7% Р₂О₅; после выделения магнетита доля апатита возрастает и флотационным обогащением получают апатитовый концентрат, содержащий 36% Р₂О₅ и сравнительно большое кол-во Mg, что ограничивает его использование. В больших количествах минералы группы апатита встречаются в осадочных фосфоритных породах. Месторождения апатита (гл. обр. карбонатитовые) известны и эксплуатируются также в Бразилии (запасы 2,0 млрд. т), ЮАР (1,0 млрд. т) и Финляндии (1,5 млрд. т). Мировые запасы апатитовых руд 23,3 млрд. т.[12]

Применяется апатитовый концентрат для производства экстракционной фосфорной кислоты, содержание в нем разной концентрации позволяет получить фосфорную кислоту различной концентрации.

Целью данного курсового проекта является рассмотрение процесса приема и хранения апатитового концентрата и подача его в экстрактор, рассмотрение процесса очистки запыленных газов в циклоне, а также сделать расчеты материального баланса и расчеты основного оборудования.



1. Основная часть

1.1 Методы производства

1 Сернокислотное разложение апатитового концентрата с последующей фильтрацией полученной пульпы на карусельном вакуум-фильтре для получения экстракционной фосфорной кислоты. Образующийся осадок - фосфогипс - складируется на отвале - полигоне вторичных ресурсов и материалов.

2 Концентрирование экстракционной фосфорной кислоты способом вакуум-выпаривания до массовой доли Р₂О₅ не менее 52,0%.

3 Осветление упаренной ЭФК способом укрупнения частиц твердой фазы посредством добавления флоккулирующего агента с последующим осаждением сфлоккулированных частиц в тонком слое под действием силы тяжести и отделением продукционной кислоты от суспензии шлама.

1.1.1 Описание технологической схемы и процесса

Технологический процесс производства неупаренной экстракционной фосфорной кислоты, упаренной экстракционной фосфорной кислоты и осветленной упаренной фосфорной кислоты аналогичен для ЭФК-1 и ЭФК-2 и состоит из следующих стадий:

1 Прием и хранение апатитового концентрата в отделении подготовки сырья, транспортировка апатитового концентрата в экстрактор.

2 Прием серной кислоты и подача ее в экстрактор.

3 Разложение апатитового концентрата серной кислотой с получением фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция (фосфогипса).

4 Циркуляция и охлаждение пульпы в аппарате воздушного охлаждения.

5 Фильтрация пульпы на карусельном вакуум-фильтре.

6 Удаление фосфогипса.

7 Улавливание фтористых соединений.

8 Концентрирование экстракционной фосфорной кислоты

9 Осветление упаренной экстракционной фосфорной кислоты

10 Подача, отвод и охлаждение оборотной воды (ВОС-1).

11 Хранение продукционной кислоты, передача ее на концентрирование, производство удобрений, производство полифосфорной кислоты и отгрузку.

В данном курсовом проекте рассматривается процесс приема и хранения апатитового концентрата для производства экстракционной фосфорной кислоты.

1.1.2 Прием и хранение апатитового концентрата в отделении подготовки сырья, транспортировки апатитового концентрата в экстрактор

Для хранения и транспортировки фосфорсодержащего сырья, используемого для производства экстракционной фосфорной кислоты, служит отделение подготовки сырья, которое включает в себя восемь траншей и двенадцать силосов.

Апатитовый концентрат прибывает в минераловозах и зерновозах, которые устанавливаются под выгрузку на два железнодорожных пути. Одновременно выгрузка может производиться из шестнадцати вагонов в восемь прирельсовых траншей

Разгрузка траншей производится с помощью скреперной лебедки, которая подает апатитовый концентрат в приемный бункер пневмокамерного насоса (поз.К1-К8; К25-К32).

Апатитовый концентрат из траншей (поз.Т1-Т4) пневмокамерными насосами (поз.К25-К32) подается в силоса (поз.С9-С12), в которых хранится апатитовый концентрат, предназначенный для ЭФК-3,4.

Апатитовый концентрат из траншей (поз.Т5-Т8) пневмокамерными насосами (поз.К1-К8) подается в силоса (поз.С1-С4), служащие для хранения апатитового концентрата, предназначенного для ЭФК-1,2. Из силосов (поз.С1-С4) апатитовый концентрат подается на переработку пневмокамерными насосами (поз.К9-К16).

Силос представляет собой цилиндрическую железобетонную емкость диаметром 11,5 м и высотой 27 м. Один силос вмещает 2800-3000 т апатитового концентрата.

В нижней части силос снабжен двумя разгрузочными бункерами, оборудованными аэрирующими устройствами для предотвращения зависания апатитового концентрата. Из бункера апатитовый концентрат попадает в камеру пневмокамерного насоса ТА-29 или К-1955. Принцип работы данного насоса следующий:

- заполнение камеры апатитовым концентратом;

- прекращение подачи апатитового концентрата;

- вытеснение апатитового концентрата из камеры сжатым воздухом;

далее циклы повторяются

Все операции работы пневмокамерного насоса производятся автоматически.

Для увеличения запаса хранимого сырья имеется возможность подачи апатитового концентрата в силоса (поз.С5-С8), установленные рядом с силосами (поз.С1-С4).

Принципиальная схема транспортных связей подачи апатитового концентрата:

Условные обозначения:

Т - прирельсовые траншеи

К - пневмокамерные насосы

С - силоса

ЭФК - отделения экстракции фосфорной кислоты



При необходимости транспортные связи могут быть изменены путем переврезки трубопроводов пневмотранспорта.

Транспортировка апатитового концентрата осуществляется сжатым воздухом (пневмотранспорт) по стальным трубопроводам диаметром 150 мм, 168 мм и 250 мм. Повороты трасс выполнены из каменного и чугунного литья. Для компенсации пиковых расходов сжатого воздуха и колебаний давления в системе воздухоснабжения в районе отделения подготовки сырья установлены воздухосборники (ресиверы) (поз.В25).

Во время подачи апатитового концентрата пневмотранспортом из силосов сбрасывается запыленный воздух, требующий очистки от пыли. На верхней отметке каждого силоса (поз.С1-С4) смонтированы воздухоочистительные установки. Установки очищают воздух, выходящий из силосов (поз.С1-С4). Запыленный воздух проходит последовательно через расширитель диаметром 1000 мм, циклон ЦН-15 (поз.Ц1) и два работающих параллельно спирально-конических циклона (поз.Ц2). Очищенный от пыли воздух вентилятором (поз.В7) выбрасывается в атмосферу. Уловленный апатитовый концентрат сбрасывается в силоса.

Из силосов (поз.С1-С4) апатитовый концентрат пневмотранспортом подается в приемные бункера (поз.Е5) ЭФК-1, 2 емкостью 450 м³ каждый, предварительно пройдя разгрузитель.

Выходящий из бункеров (поз.Е5) запыленный воздух по воздуховоду подается на установку мокрого пылеулавливания - УМПУ.

Установка мокрого пылеулавливания предназначена для очистки воздуха, загрязненного апатитовой пылью. Выходящий из бункеров (поз.Е5) запыленный воздух попадает по воздуховоду в верхнюю часть скруббера (поз.С1_умпу). Пыль апатита проходя через слой воды, задерживается в скруббере (поз.С1_умпу), а очищенный воздух по газоходу выбрасывается в атмосферу. Подпитка скруббера производится оборотной водой из водооборотной станции №1 (ВОС-1) в количестве 0,5 - 1,0 м³/ч. Расход воды автоматически регулируется клапаном, установленном на линии подачи воды в скруббер (поз.С1_умпу)_.

Образующийся в результате мокрого пылеулавливания, пульпообразный осадок по трубопроводу подается во вторую секцию экстрактора (поз.Р19). для предотвращения застоя осадка в нижнюю часть скруббера (поз.С1_умпу) подается сжатый воздух.

Для предотвращения зависания апатитового концентрата в бункере (поз.Е5) смонтированы аэрационные устройства.

Из бункера (поз.Е5) апатитовый концентрат по течке поступает на ленточный дозатор (поз. ПТ8). Далее апатитовый концентрат дозируется в первую секцию экстрактора (поз. Р19), предварительно пройдя узел мокрого смешения (поз. Е83), где происходит смешение апатита с пульпой. Пульпа в узел мокрого смешения подается из девятой секции экстрактора (поз. Р19) насосом (поз. Н20).

1.2 Основные виды сырья

Основные виды сырья указаны в таблице 1

Таблица 1

Наименование исходного сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов	Государственный или отраслевой стандарт, СТП, технические условия, регламент или методика на подготовку сырья	Показатели по стандарту, обязательные для проверки	Регламентируемые показатели
1	2	3	4
1 Концентрат апатитовый	ГОСТ 22275-90	1 Массовая доля оксида фосфора (Р2О5),%, не менее - 39,0 2 Массовая доля воды, %, 1,0±0,5 2 Остаток на сите с сеткой №016К (ГОСТ 6613), %, не более 13,5	1 Массовая доля оксида фосфора (Р2О5),%, не менее - 39,0 2 Массовая доля воды, %, 1,0±0,5 3 Остаток на сите с сеткой №016К (ГОСТ 6613),%, не более 13,5
	-	-	Примечание: 1 Массовая доля оксида фосфора дана в пересчете на сухое вещество. 2 Массовая доля полуторных оксидов (FеО, Fе2О3, Аl2О3) не более 3,0% гарантируется поставщиком и определяется периодически один раз в месяц по требованию потребителя, а также в случае разногласий при оценке качества. 3 Апатитовый концентрат, применяемый для производства суперфосфата и нитрофоски, должен содержать остаток на сите с сеткой N 016К не более 11,5%. 4 По согласованию с потребителем допускается отгрузка апатитового концентрата в период с мая по сентябрь включительно с содержанием массовой доли воды (1,5±0,5)%.
2 Вода оборотная	Технологический регламент 033-ТР-001-2005 гидротехнических сооружений	рН - 6,5-8,5	1 рН - 6,5-8,5 2 Массовая доля взвешенных веществ, мг/л, не более 100
3 Сжатый воздух для пневмотранспорта	Технологический регламент по МКС 1,2 ЦТГС	Давление воздуха, МПа, 0,4-0,6	Давление воздуха, МПа, 0,4-0,6
4 Сжатый воздух для приборов КИПиА	Технологический регламент по МКС 1,2 ЦТГС	-	1 Давление воздуха, МПа, 0,3-0,5 2 Точка «росы», оС, минус 40 (в зимний период); минус 18 (в летний период) 3 Температура, оС, не более 60

1.3 Мероприятия по улучшению качества готовой продукции

Качество исходного сырья влияют на процессы разложения, охлаждения, упаривания и фильтрацию, в конечном итоге, на качество получаемой фосфорной кислоты. Качество исходного продукта в значительной степени сказывается на высокой степени концентрации фосфорной кислоты. Низкая концентрация фосфорной кислоты, высокое содержание в кислоте примесей могут привести к получению некондиционного аммофоса.

Качество продукции включает в себя целый ряд факторов, которые рассматриваются при оценке любого товара, любой услуги: это и улучшение технологических параметров, это эстетика и эргономика (больше удобства использования), надёжность и многое другое, что в целом определяет эффективность использования продукции. Коренное повышение технологического уровня и качества является важнейшими факторами и условиями ускорения социально-экономического развития страны. От качества в первую очередь зависят темпы экономического роста, повышения эффективности производства, рост производительности общественного труда. Чем выше качество изделий, их потребительские свойства, тем полнее и лучше удовлетворяются и личные потребности. Важно, чтобы уровень качества продукции был технически достижим и экономически обоснован в соответствии с общественными потребностями и возможностями экономики.

Мероприятия:

· Автоматизация технологического процесса;

· Установка концентратомеров в сборниках фосфорной кислоты;

· Повышение ответственности аппаратчиков и операторов ПДУ за выдерживание всех технологических параметров;

Главными составляющими качества выпускаемой продукции является:

- стабильное содержание питательных элементов;

- концентрация ЭФК согласно ТУ 2143-002-34179766-97;

- ввод холодильников на каждую систему;

- точное выдерживание технических параметров производства.[3]

1.4 Охрана окружающей среды

Предприятия химической промышленности потребляет для технологических целей большое количество воды. В производстве фосфорной кислоты особое внимание экологов заслуживает несколько объектов:

1. В процессе производства фосфорной кислоты технологические сточные воды не сбрасываются в водоемы, а подаются на нейтрализацию.

2. Производство и использование фосфорной кислоты не приводит к загрязнению окружающей среды. Экстракционная фосфорная кислота не образует токсичных соединений в воздушной среде и в сточных водах, не содержит примесей токсичных элементов. Удельная активность природных радионуклидов не превышает норму 1,5 кБк/кг по Санитарным правилам. Техногенные радионуклиды отсутствуют.

В процессе очистки отходящих газов проверяется содержание пыли в газах на входе в циклоны и на выходе из них, содержание аммиака и фтора в газах до и после абсорбции. Орошающие абсорберы жидкости анализируются на содержание Р₂О₅, определяется их кислотность и плотность, отношение NH₃: Р₂О₅. В заключительной стадии абсорбции определяется содержание Са(ОН)₂ в орошающей жидкости. Важным аспектом развития и функционирования OOO «БМУ» является работа в сфере охраны окружающей среды. Система экологического управления на предприятии является составной частью общей системы административного управления. На заводе действует программа «Экология», предусматривающая количественные и качественные показатели снижения влияния деятельности предприятия на окружающую среду, уменьшения потребления природных ресурсов. Ежегодно на эксплуатацию и реконструкцию природоохранных объектов тратится более 400 миллионов рублей. В соответствии с нормативной документацией на предприятии организована система контроля за соблюдением нормативов предельно допустимых выбросов, установленных для источников выбросов, а также система контроля состояния атмосферного воздуха в санитарно-защитной зоне предприятия и в близлежащих населенных пунктах. Прежде чем попасть к источникам выбросов, газы, образующиеся в процессе производства, проходят многоступенчатую очистку. На предприятии эксплуатируется 68 газопылеулавливающих установок. Их эффективность достигает 99%. В технологической цепочке химического производства применяются различные типы газоочисток, выбор которых обусловлен спецификой химического состава и агрегатным состоянием вредных примесей. В производстве минеральных удобрений очистка отходящих газов от пыли, аммиака и фтористых соединений производится в абсорберах за счёт контакта очищаемого газа с орошающей жидкостью.

Основной задачей по охране водного бассейна является создание системы водопользования с максимальной степенью утилизации стоков, снижение потребления речной воды на производственные нужды посредством использования в производственных процессах очищенных сточных вод. В настоящее время речная вода используется только на нужды теплоэнергоцентрали, для подпитки водооборотных циклов и для приготовления питьевой воды, т.е. только там где использование очищенных сточных вод запрещено или технически практически невозможно. На предприятии действует целый комплекс водоочистных сооружений. Контроль за качеством сбрасываемых остаточных вод производится более чем по 30 параметрам. Данные аналитического контроля позволяют судить о ежегодном улучшении качества сточных вод. Так, суммарный показатель загрязненности сточных вод - токсичность в конце 2009года более чем 2,5 раза ниже уровня 2010года. Ежегодно на предприятии проводится внутренний и внешний экологический аудит, в процессе которого специалисты проводят анализ и оценку достигнутых результатов деятельности в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов, включая оценку соответствия действующему природоохранительному законодательству для разработки необходимых рекомендаций по дальнейшему развитию системы экологического менеджмента. При производстве фосфорной кислоты выбрасываемый в атмосферу воздух проходит очистку и не превышает нормы ПДК: суммарный объем газов, отсасываемых вентилятором постоянно 310 дней в году, в котором массовая концентрация фтористых соединений в пересчете на фтор составляет не более 9,9 мг/м³; пыль апатитового концентрата при закачке апатита в бункера массовая концентрация которой составляет не более 180 мг/м³; пыль апатитового концентрата при закачке его в силоса концентрация которого не более 250 мг/м³.[3]



2. Характеристика технологического процесса

2.1 Обоснование и выбор технологического процесса

Очистка отходящих газов - целенаправленное изменение характеристик выбрасываемых в атмосферный воздух загрязненных газовоздушных смесей с использованием различных технических методов и средств. Для обезвреживания отходящих газов от газообразных и парообразных токсичных веществ применяют следующие методы: абсорбции (физической и хемосорбции), адсорбции, каталитические, термические, конденсации и компримирования. Процессы очистки проводят в периодических или непрерывных адсорберах. Достоинством методов является высокая степень очистки, а недостатком - невозможность очистки запыленных газов.

Термические методы (методы прямого сжигания) применяют для обезвреживания газов от легкоокисляемых токсичных, а также дурнопахнущих примесей. Методы основаны на сжигании горючих примесей в топках печей или факельных горелках. Преимуществом метода является простота аппаратуры, универсальность использования. Недостатки: дополнительный расход топлива при сжигании низкоконцентрированных газов, а также необходимость дополнительной абсорбционной или адсорбционной очистки газов после сжигания. Следует отметить, что сложный химический состав выбросов и высокие концентрации токсичных компонентов заранее предопределяют многоступенчатые схемы очистки, представляющие собой комбинацию разных методов. [13]

Каталитические методы очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистки подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используются для очистки газов и оксидов азотов, серы, углерода и от органических примесей. [13]

Механическую очистку газов производят осаждением частиц примесей под действием силы тяжести или центробежной силы, фильтрацией сквозь волокнистые и пористые материалы, промывкой газа водой или др. жидкостью. Наиболее простым, но малоэффективным и редко применяемым является способ осаждения крупной пыли под действием силы тяжести в т. н. пылевых камерах. Инерц. способ осаждения частиц пыли (или капель жидкости) основан на изменении направления движения газа со взвешенными в нём частицами. Т. к. плотность частиц примерно в 1-3 тыс. раз больше плотности газа, они, продолжая двигаться по инерции в прежнем направлении, отделяются от газа. Инерц. уловителями пыли служат т. н. пылевые мешки, жалюзийные решётки, зигзагообразные отделители и т. п. В некоторых аппаратах используется и сила удара частиц. Всеми такими аппаратами пользуются для улавливания сравнительно крупных частиц; высокой степени очистки газов эти методы не дают.[13]

2.2 Нормы и контроль технологического режима

Нормы и контроль технологического режима указаны в таблице 2

Таблица 2

Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Нормы расхода	Примечание
	По проекту	достигнутые (на момент составления регламента)
1	2	3	4
Кислота фосфорная экстракционная
Апатитовый концентрат ГОСТ 22275-90, т, 100% Р2О5 или в натуральном выражении, т, 38,7% Р2О5	1,052 2,74	1,058 2,734	- -
Серная кислота ГОСТ 2184-77 c изм.1-4, т, массовая доля моногидрата не менее 92,5%	2,46	2,48	-
Электроэнергия, кВт/ч	155	136,3	-
Пар 0,6 МПа, Гкал	1,47	0,16	-
5 Сжатый воздух нм3	63	636,5	-
6 Вода подпиточная, м3	-	5,7	-
7 Ткань фильтровальная импортного производства, 71-1141-R 1 К, м2	-	0,0085	-
8 Клей хлориновый, ТУ 6-40-0203995-12-88, кг	-	0,00025	-
9 Полотно холстопрошивное фильтровальное С-4 ТУ 17-14-240-84 шир. 160 см, м (м2)	- -	0,00047 (0,00075)	- -
10 Рукав резинотканевый для КВФ ТУ 38-105-985-81 (Ду=150), м	-	0,0016	-
11 Рукав резиновый напорно-всасывающий ГОСТ 5398-76 (Ду=100), м	-	0,0012	-
12 Щебень, ГОСТ 22263-76, м3	-	0,0032
13 Песок, ГОСТ 22263-79, т	-	0,01	-
14 Труба 168*10, ГОСТ 8731-74, 8732-78, Ст.20, кг	-	0,045	-
15 Канат стальной, ГОСТ 2688-80, Ду=24, м	-	0,03	-

2.3 Устройство и принцип работы основного оборудования

фосфорный кислота апатитовый концентрат

Циклоны ЦН-15 предназначены для сухой очистки газов, выделяющихся при различных технологических процессах, связанных с сушкой обжигом, сжиганием топлива, а также очистка аспирационного воздуха в различных отраслях промышленности. Циклоны нельзя применять в условиях токсичных или взрывоопасных сред и при сильно слипающейся пыли.

В зависимости от требований, предъявляемых к очистке газа, циклоны могут применяться как самостоятельно или использоваться в сочетании с другими газоочистными аппаратами. Циклоны устанавливаются как на нагнетательном, так и на всасывающем участке газохода.

В зависимости от производительности по газу и условий применения, циклоны изготавливают одиночного исполнения или группового исполнения из двух, четырех, шести и восьми циклонов одинакового внутреннего диаметра. Устанавливать циклон ЦН 15 рекомендуется перед аппаратами высокоэффективной газоочистки, фильтрами и электрофильтрами. Это устройство очищает газы эффективностью 90-98% от пылевых частиц более 10 мкм при малых расходах на эксплуатацию и капитальных затратах. Чтобы увеличить срок службы циклонов, в местах наибольшего абразивного износа (а это входная часть улитки, нижняя часть конуса) стоит применять антиабразивное покрытие - приваривать дополнительные листы к стенкам циклонов. Компоновка групповых циклонов возможна при установке вентилятора после циклона (камера для газа - улитка) или перед ним (камера - сборник).Когда циклон 15 работает, необходимо обеспечивать постоянную выгрузку пыли, уровень которой в бункере не должен превышать половину диаметра циклона от бункерной крышки.

Оптимальная скорость воздуха в «цилиндре» бункера при обычных условиях - 4 м/с, при очистке от абразивной пыли- 2,5 м/с.

Циклонные аппараты вследствие дешевизны и простоты устройства и эксплуатации, относительно небольшого сопротивления и высокой производительности являются наиболее распространенным типом механического пылеуловителя.

Исходя из условий использования и пропускной способности по воздуху или газу выполняются циклоны ЦН-15 одиночными либо групповыми из двух -четырех, а также шести - восьми единиц.[14]

Циклоны ЦН-15 являются наиболее универсальными и распространёнными аппаратами газоочистки, широко применяемыми для отделения пыли от газов и воздуха(в том числе и аспирационного) в самых различных отраслях промышленности; в чёрной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике, деревообработке. Циклоны ЦН-15 применяются при следующих технологических процессах: сушка, обжиг, агломерация, сжигании топлива и т.д. Применение циклонов типа ЦН-15 недопустимо в условиях токсичных или взрывоопасных сред; их также не рекомендуется использовать для улавливания сильно слипающихся пылей. При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 85-98% от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны рекомендуется использовать перед высокоэффективными аппаратами газоочистки(фильтры, электрофильтры). В ряде случаев достигаемая эффективность циклонов оказывается достаточной для выброса газов или воздуха в атмосферу. Для увеличения срока службы циклонов, подвергающихся абразивному износу, в местах наибольшего износа (в нижней части конуса, во входной части улитки) рекомендуется наносить специальное антиабразивное покрытие. Исходя из компоновочных соображений групповые циклоны изготовляют с камерой очищенного газа в виде улитки (вентилятор устанавливается после циклона), или в виде сборника (вентилятор устанавливается перед циклоном). При работе циклонов должна быть обеспечена непрерывная выгрузка пыли. Уровень пыли в бункере не должен подыматься выше 0, 5 диаметра циклона от крышки бункера. В обычных условиях оптимальной скоростью воздуха в цилиндрической части бункера является 4 м/сек, скорость 2,5 м/сек. рекомендуется принимать при работе с абразивной пылью.[14]

Условное обозначение типоразмера одиночного и группового циклона:

ЦН - циклон конструкции НИИОгаза

15 - угол наклона входного патрубка относительно горизонтали(град.)

П, Л - "правое" ("левое") вращение газа в улитке число после тире - внутренний диаметр цилиндрической части циклона (мм.)

следующая цифра - количество циклонов в группе

У - с камерой очищенного газа в виде "улитки"

С - с камерой очищенного газа в виде сборника

П - пирамидальный бункер

Для надёжной работы циклонных аппаратов температура газов должна быть выше точки росы на 20-250єС при негигроскопичной пыли и газах с большой влажностью. При выборе допускаемой запылённости газов рекомендуется учитывать склонность прилипания пыли к стенкам циклона, зависящую от физико-химических свойств, дисперсного состава пыли, влажности газов, материала и состояния поверхности стенок. В качестве общего правила следует иметь в виду, что, чем тоньше пыль, чем легче она прилипает. Пыль у которой 60-70% частиц имеют диаметр меньше 10 мкм, ведут себя, как липкие, хотя та же пыль крупнее 10 мкм обладает хорошей сыпучестью. Для обеспечения надёжной работы циклонов при работе очистке газов от среднеслипающихся пылей допустимая запылённость газов должна быт уменьшена в 4 раза, а для сильно слипающихся в 8-10 раз. Длительная надёжная работа циклонов ЦН-15 в значительной степени зависит от интенсивности абразивного износа. При улавливании крупной абразивной пыли, концентрацию её надо снизить в 2-3 раза против допустимой с помощью предварительной очистки газов в пылеотстойниках, разгрузителях и других простейших пылеуловителях. Уменьшению степени абразивного износа также способствует снижение скоростей газового потока на входе в циклон, хотя и будет иметь место и некоторое уменьшение эффективности очистки. На эффективность работы ЦН-15 существенное влияние оказывает режим работы аппарата. Для обеспечения наиболее высоких показателей очистки газов режим работы ЦН должен быть стабильным. Изменение в расходе газов не должно превышать 10-12%.

Удаление пыли из бункеров циклона ЦН производиться через пылевыгружное устройство, состоящее из пылевого затвора и приспособлений для транспортирования пыли. Пылевыгружные устройства должны быть небольших размеров, особенно по высоте, герметичны, способны работать на противодавлении и при пониженном давлении в бункере; безотказны в действии. Негерметичность пылевыгружного устройства при наличии в бункере давления выше атмосферного ведёт к выбросу пыли в окружающую среду а при наличии в бункере разряжения вызывает резкое снижение коэффициента очистки газов от пыли. Пи нерегулярном выпуске пыли происходит переполнение бункера пылью, что недопустимо, так как при этом коэффициент очистки уменьшается и создаётся возможность забивания циклонов пылью. Выгрузка пыли из бункера циклона ЦН может осуществляться либо непрерывно, либо периодически. В первом случае транспортировка производиться с помощью автомашин, мусорных контейнеров, евромешков. При непрерывном пневматическом удалении, пыль может транспортироваться непосредственно из бункера, при этом требуются специальный пылевой затвор с электроприводом.[15]

2.4 Технологическая характеристика оборудования

Технологическая характеристика оборудования указана в таблице 3

Таблица 3

Номер позиции по схеме	Наименование оборудования или технических устройств	Кол-во	Материал, способ защиты	Техническая характеристика
-	Скрепер	8	Сталь углеродистая	Объем ковша - 2 м3 Производительность - 60 т/ч
-	Скреперная лебедка	8	Сталь углеродистая	Тип - 100-ЛС-2СМ Мощность - 110 кВт, Ду каната - 25 мм Скорость движения каната - 1,66 м/с
С1-С4	Силос для хранения апатитового концентрата	4	Железобетон	Наружный диаметр - 11520 мм Высота - 26720 мм Рабочий объем - 1900 м3
-	Бункер с провальной решеткой	8	Сталь углеродистая	Объем - 16 м3
К1-К16	Двухкамерный пневматический насос	16	Сборный	Тип - К-19-55 Производительность 30-50 т/ч
К25-К32	Двухкамерный пневматический насос	16	Сборный	Тип - ТА-29 Производительность 40-60 т/ч
В 25	Воздухосборник	8	Сталь углеродистая	Диаметр - 2200 мм Высота - 6000 мм Объем - 22,7 м3 Ризб. - 8 кг/см2
В7	Вентилятор	4	Сборный	Тип - ЦБ-28-10 (на силосе поз.С1) Производительность - 9000 м3/ч Тип - ВР-120-28-10 (на силосах поз С2-С4) Производительность -10000 м3/ч Мощность - 19,92 кВт; n= 1450 об/мин
Ц1	Циклон	4	Сталь углеродистая	Тип ЦН-15 Диаметр - 950 мм Высота - 4330 мм
Ц2	Спирально-конический циклон	4	Сталь углеродистая	Диаметр - 900 мм
ПТ1	Разгрузитель	4	Сталь углеродистая	Диаметр - 377 мм Высота - 1800 мм
Е 5	Приемный бункер апатитового концентрата	2	Сталь углеродистая	Состоит из двух отсеков Объем - 450 м3, толщина стенки 10 мм Снабжен трубчатой аэрацией Диаметр трубок - 25 мм, количество трубок - 36 шт.
С1УМПУ	Скруббер	2	Сварной, сталь углеродистая	Длина - 1400 Ширина - 2000 мм Высота - 2380 мм

2.5 Техника и меры безопасности при эксплуатации производства

Безопасное ведение процесса слагается из точного выполнения всех требований инструкций по технике безопасности, промсанитарии, пожарной безопасности и всех обязательных инструкций по рабочему месту. Для обеспечения безопасных условий производства необходимо: Вести технологический процесс в строгом соответствии с инструкциями по рабочему месту и правилами по обслуживанию имеющегося в отделении оборудования:

а) обслуживать газодувные машины в строгом соответствии с требованиями правил по эксплуатации;

б) не находиться в зоне работы мостового крана на воздуходувках во время его работы;

в) на всем находящемся в работе оборудования должны быть установлены КИП и А с не истекшим сроком государственной проверки.

г) на всем оборудовании, остановленном в ремонт, предварительно снимается электронапряжение и вывешивается табличка «Не включать - работают люди!». Снять эту табличку имеет право только тот, кто ее вывешивал.

д) смазочные и обтирочные материалы хранить в специальных местах в металлических ящиках;

е) пролитое масло на газодувках следует сразу же убрать.

Производить работу в исправной, положенной по нормам спецодежде, имея при себе средства индивидуальной защиты и уметь ими пользоваться.

Не разрешать производство ремонтных работ без наряда - допуска и без разрешения начальника смены. Соблюдать правила эксплуатации оборудования. Не включать в работу оборудование неисправное, с неисправными сигнализацией, выключателями, блокировками, КИП и А. Следить за наличием и исправностью ограждений. При неисправности электрооборудования ремонт производит только электрик. Постоянно следить за герметичностью оборудования, газоходов, коммуникаций.[3]

Индивидуальные средства защиты

Обслуживающий и ремонтный персонал должен пользоваться спецодеждой из кислотостойких материалов (суконный костюм, кислотозащитный костюм из прорезиненной ткани), защитными очками или щитками, резиновыми перчатками и резиновыми сапогами. Для защиты головы от травм используются защитные каски, для защиты органов дыхания использовать противогазы разных марок.[3]

2.6 Средства автоматизации

На сегодняшний день развитие технологий сделало возможным эффективное внедрение систем автоматизированного управления производственными процессами в различные аспекты хозяйственной, производственной и экономической деятельности предприятий. Комплексная автоматизация производства или здания или отдельного элемента всей цепочки систем влечет за собой значительное повышение эффективности управления.

Автоматизация производства является одним из основных направлений нашей работы. Промышленная автоматизация представляет собой комплекс средств, применение которых, в полной мере, позволит человеку контролировать весь производственный или технологический процесс, не участвуя в нем непосредственно. В настоящее время, практически на всех современных предприятиях автоматизация производства применена с целью сократить численность персонала, увеличить производительность, повысить надежность оборудования, улучшить условия труда и сделать производство более безопасным.

Автоматизация технологических процессов - это совокупность всех средств и методов, предназначенная для реализации различных систем, которая дает возможность осуществлять управление технологическими процессами без непосредственного участия человека, либо с оставлением за человеком возможности принятия критических решений, являющихся наиболее ответственными.

Благодаря комплексной автоматизации производственных процессов качество и производительность повышается, так как получение, использование и обработка данных осуществляется автоматически. За счет этого, автоматизация технологических процессов позволяет добиться существенного увеличения эффективности выпуска продукции и повышения ее качества и при этом добиться снижения ее стоимости.

Автоматизированные производства - это этап машинного производства, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачи этих функций автоматическим установкам. Конечной целью автоматизации производства является создание полностью автоматизированных производств.[16]

Для обеспечения и контроля процесса приема и хранения апатитового концентрата установлено ряд измерительных устройств. Измерение эксплуатационных параметров осуществляется соответствующими датчиками и преобразователями. Для оперативной оценки работы и технического состояния установки весь необходимый объем сигналов выведен в ЦПУ на мнемосхему и ПК.

Система КИП предусматривает измерение следующих параметров сред: расход, давление, температура, уровень, химические показатели (концентрация, реакция среды рН). [3]

Поддержание расхода, уровня, давления, температуры, концентрации на установке приема и хранения апатитового концентрата осуществляется системами автоматического регулирования.

Первоначально задание параметров работы регулятору устанавливается аппаратчиком на ПК, затем регулятор переводится в автоматический режим управления.[3]



Список литературы

1. Гершенкоп А.Ш., Скороходов В.Ф., Сулименко Л.П., Креймер Л.Л. / Интенсификация очистки сточных вод // Горный информационно-аналитический бюллетень, МГГУ.- 2000, №3.- С.167-170.

2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.- М: Учебник для вузов, 2004.

3. Постоянный технологический регламент производства экстракционной фосфорной кислоты (ПЭФК) отделения ЭФК-1,2 (дигидрат), 2005.

4. Тимонин А.Б. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования.- К: Издательство Н. Бочкаревой, 2001.

5. Туманов, Д. Н. Оптимизация управления получением фосфорных кислот на примере цеха ЭФК ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" / Д. Н. Туманов, И. Р. Сунчелей, Т. Н. Гартман // Промышленные АСУ и контроллеры. - 2005. - N 3. - С. 5-8

6.. Усачев П.А. Интенсификация обогащения магнетитовых руд. Апатиты, Изд. КНЦРАН, 2000, - 69с.

7. Ферсман А.Е. - Наш Апатит, М: Наука -1968 г.-138 с

8. Эвенчик С.Д., Бродский А.А. Технология фосфорных и комплексных удобрений.- М: Химия, 2001.

Интернет ресурсы

9. http://bmu.phosagro.biz/

10. http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=2410

11. http://www.himtrade.ru/passport-description-315.htm

Размещено на Allbest.ru