Узбекский научно-исследовательский и проектный
Наименование сырья, материалов и полупродуктов
MFHMBBN
- Bu sahifa navigatsiya:
- Показатели, обязательные для проверки Регламентируемые показатели с допустимыми отклонениями
- 5 Выбор и обоснование принятой технологической схемы
| Наименование сырья, материалов и полупродуктов
|
Государственный или отраслевой стандарт, технические условия, регламент или методика на подготовку сырья |
Показатели, обязательные для проверки | |
|
Регламентируемые показатели с допустимыми отклонениями | |||
|
4 Фосфатная суспендированная кальций сульфатфосфатная пульпа – для производства NPK-удобрения и полного комплексного удобрения NPK-S (Ca, Mg, Fe) |
Ts 00203074-06:2015 |
1 Плотность пульпы, g/cm3 |
1,39÷1,44 |
|
|
2 Плотность жидкой фазы в экстракторе, g/cm3 |
1,21÷1,24 | |
|
|
3 Соотношение Т : Ж |
1 : (2,3÷3,0) | |
|
|
4 Массовая доля фосфатов в жидкой фазе пульпы в пересчете на Р2О5, % |
13÷20 | |
|
|
5 Массовая доля фосфатов в пульпе в пересчете на Р2О5, % |
10÷15 | |
|
|
|
6 Массовая доля сульфатов в жидкой фазе пульпы в пересчете на SO3, g/100 cm3 |
0,25÷2,5 |
|
|
|
7 Массовая доля сульфатов в пульпе в пересчете на SO3, % |
2,5÷11,0 |
|
|
|
8 Соотношение SO3 : P2O5 в пульпе |
0,15÷1,20 |
|
|
|
9 Массовая доля кальция в пересчете на СаО, %, не менее |
10,0 |
|
|
|
10 Массовая доля магния в пересчете на MgO, %, не менее |
0,5 |
|
|
|
11 Массовая доля железа в пересчете на Fe2O3, %, не менее |
0,3 |
5 Выбор и обоснование принятой технологической схемы
Для производства концентрированных фосфорных и сложных удобрений требуется фосфорная кислота, содержащая 37-55%P2O5, а для получения полифосфатов аммония и концентрированных жидких удобрений – полифосфорная кислота с 72-83% P2O5. Поэтому во многих случаях фосфорную кислоту выпаривают.
Процесс выпаривания фосфорной кислоты осложнен сильной коррозией аппаратуры и выделением примесей. Горячая фосфорная кислота оказывает сильное корродирующее действие на большинство известных металлов, сплавов и силикатно - керамических материалов. Коррозия резко усиливается, если в выпариваемом растворе содержится 2 – 5 % свободной серной кислоты. Выделяющиеся в процессе выпаривания осадки забивают аппаратуру, в результате ее производительность резко снижается. Это затрудняет использование для выпаривания фосфорной кислоты типовых выпарных установок.
Концентрирование растворов относится к самым энергоемким процессам во всей химической технологии. Конкретно, при концентрировании агрессивных в коррозионном отношении ЭФК значительно возрастают капитальные затраты, составляющие 50% от суммарных затрат на выпаривание. Стремление к достижению максимальных степеней концентрирования порождает проблемы возникновения твердых отложений на поверхностях контакта.
Мировой опыт использования выпарных аппаратов для концентрирования фосфорной кислоты свидетельствует о том, что наибольшее распространения получили два основных способа выпаривания:
- выпаривание кислоты в аппаратах с косвенным нагревом через теплопередающую поверхность, в вакуум- выпарных аппаратах;
- выпаривание кислоты в аппаратах контактного типа при нагреве кислоты при непосредственном соприкосновении с горячими топочными газами.
При упарке фосфорной кислоты под вакуумом процесс идет при более низких температурах, что важно в случае концентрирования растворов веществ, склонных к разложению при повышенных температурах. Кроме того при разрежении увеличивается разность температур между греющим агентом и раствором, что позволяет уменьшить нагрева аппарата.
В данной установке процесс выпарки фосфорной кислоты протекает при естественной циркуляции раствора в контуре. Это дает возможность управлять температурным режимом аппарата. Также происходит экономия электроэнергии за счет отсутствия осевого насоса, что в свою очередь влияет на стоимость аппарата.
В ходе анализа литературы в качестве модернизируемого оборудования был выбран вакуум- выпарной аппарат с кристаллизатором , способствующий увеличению чистоты фосфорной кислоты за счет осаждения кристаллов на дно
кристаллизатора.
Разработка заключается в том, что в верхней части испарительной емкости содержится промывная труба и насадочный счет осаждения кристаллов на дно кристаллизатора.
Промывная труба состоит из сваренных в кольцо перфорированных трубок и служит для удаления отложений, сокращающих срок службы аппарата. Насадочный брызгоуловитель необходим для улучшения отделения кислоты от вторичного пара. Процесс выпарки ведется естественным методом, что позволяет исключить осевой насос, необходимый для циркуляции раствора в контуре, и уменьшить стоимость аппарата.
Увеличение масштабов потребления концентрированной фосфорной кислоты для получения сложных минеральных удобрений, высокая стоимость термической кислоты и технические трудности, связанные с упариванием разбавленной кислоты, обусловили интенсивное развитие в последние годы освоение полугидратного метода экстракции фосфорной кислоты из апатитов.
В отличие от применяемого ранее дигидратного метода полугидратным методом можно получить кислоту, содержащую 45-54% P2O5. Это позволяет увеличить мощность цехов в 1,5-1,8 раза и несколько уменьшить количество отхода – сульфатного остатка.
Оба процесса осуществляются с выделением твердых фаз – дигидрата и полугидрата сульфата кальция в метастабильном состоянии, но резко отличающихся по своей растворимости, устойчивости, размером и форме кристаллов. Полугидратный процесс отличается от дигидратного, во-первых условиями формирования достаточно крупных хорошо фильтрующихся кристаллов, и, во-вторых, режимом промывки осадка вследствие малой устойчивости полугидрата и превращения его в гипс в разбавленных фосфорнокислых растворах.
Полугидратный метод позволяет получать более концентрированную кислоту; снизить потери сырья и обеспечить более высокие интенсивность производительность аппаратуры.
Процесс выпаривания фосфорной кислоты осложнен сильной коррозией аппаратуры и выделением примесей. Горячая фосфорная кислота оказывает сильное корродирующее действие на большинство известных металлов, сплавов и силикатно- керамических материалов. Коррозия резко усиливается, если в выпариваемом растворе содержится 2-5% свободной серной кислоты. Выделяющиеся в процессе выпаривания осадки забивают аппаратуру, в результате ее производительность резко снижается. Это затрудняет использование для выпаривания фосфорной кислоты типовых выпарных установок.
Концентрирование растворов относится самым энергоемким процессам во всей химической технологии. Конкретно, при концентрировании агрессивных в коррозионном отношении ЭФК значительно возрастают капитальные затраты, составляющие 50% от суммарных затрат на выпаривание. Стремление к достижению максимальных степеней концентрирования порождает проблемы возникновения твердых отложений на поверхностях контакта , выделение тумана и, соответственно необходимость борьбы с загрязнением окружающей среды.
Выбор и опыт использования выпарных аппаратов для концентрирования фосфорной кислоты свидетельствует о том, что наибольшее распространения получили два основных способа выпаривания :
- выпаривание кислоты в аппаратах с косвенным нагревом через теплопередающую поверхность в вакуум-выпарных аппаратах;
- выпаривание кислоты в аппаратах контактного типа при нагреве кислоты при непосредственном соприкосновении с горячими топочными газами.
При упарке фосфорной кислоты под вакуумом процесс идет при более низких температурах, что важно в случае концентрирования растворов веществ, склонных к разложению при повышенных температурах. Кроме того при разрежении увеличивается разность температур между греющим агентом
и раствором, что позволяет уменьшить нагрева аппарата.
В данной установке процесс выпарки фосфорной кислоты протекает при естественной циркуляции раствора в контуре. Это дает возможность управлять температурным режимом аппарата. Также происходит экономия электроэнергии за счет отсутствия осевого насоса, что в свою очередь влияет на стоимость аппарата.
Download 0.78 Mb.
Do'stlaringiz bilan baham:
