Файл: Попов, Н. П. Выпарные аппараты в производстве минеральных удобрений [учебное пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 61
Скачиваний: 0
при производстве аммофоса на Джамбульском суперфосфатном заводе. Если вести выпаривание в однокорпусном выпарном аппа рате и в качестве теплоносителя использовать дешевый отбросный
|
3 |
|
пар |
|
энерготехнологических |
|||||||
|
|
установок |
|
цеха |
кормовых |
|||||||
|
я |
|
обесфторенных |
фосфатов, |
то |
|||||||
|
а |
|
||||||||||
|
сО |
при |
|
производительности |
||||||||
|
3 |
|
|
|||||||||
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
120 тыс. т готового продукта |
|||||||||
сб |
|
|
в год годовая экономия толь |
|||||||||
В |
-•Я |
ко |
по |
топливу, |
|
энергетиче |
||||||
Я |
|
|||||||||||
О |
Sfc |
ским |
затратам |
|
и |
затратам |
||||||
И |
|
|||||||||||
В |
8» |
на |
ремонт |
составит |
300— |
|||||||
М g£ |
||||||||||||
>> §. |
370 |
тыс. |
руб. |
|
(стоимость |
|||||||
ж |
а 1 |
|
||||||||||
«б . |
строительства выпарной уста |
|||||||||||
5 |
C3N |
|||||||||||
W о •- |
новки |
100—150 |
тыс. руб.). |
|||||||||
6 |
«е |
|||||||||||
н |
I |
8 |
В |
промышленном |
мас |
|||||||
а |
|
х |
||||||||||
И |
|
|
штабе освоены многокорпус |
|||||||||
W я« |
ные установки |
для выпари |
||||||||||
еб |
В я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
В о |
вания пульп сульфоаммофоса |
||||||||||
О |
||||||||||||
>> ^2 |
и нитрофоса. |
|
|
|
|
|
||||||
Э |
|
я |
|
|
|
|
|
|||||
Гн в |
Р. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л „ |
При влажности 20—25% |
|||||||||||
0 |
« |
ft |
||||||||||
й |
§1 |
и температуре |
|
ниже |
70 °С |
|||||||
1 |
ва |
пульпы |
сульфоаммофоса |
и |
||||||||
ft |
ал |
|||||||||||
Н |
еб О |
нитрофоса |
становятся |
гус |
||||||||
« |
В , |
|||||||||||
>•I |
||||||||||||
и |
|
еп |
тыми |
и |
малоподвижными, |
|||||||
Сб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
S.. |
склонны |
к |
кристаллизации |
||||||||
о |
и S* |
|||||||||||
в |
ftg |
и |
забивке |
трубопроводов. |
||||||||
|
О £ |
|||||||||||
|
VO |
rt |
||||||||||
|
о 2 |
При |
влажности |
40—50% |
||||||||
|
|
|
и |
обычной |
|
температуре |
||||||
Сб 3 s |
(20—30 °С) |
они |
подвижны. |
|||||||||
В связи |
с |
этим |
выпаривать |
|||||||||
В |
R X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
Bsr |
пульпу можно только в про- |
||||||||||
g |
||||||||||||
5 |
|
s |
тивоточных многокорпусных |
|||||||||
0 |
«& |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
в 5 |
установках, где по мере |
||||||||||
s |
|
° |
||||||||||
о |
|
уменьшения влажности пуль |
||||||||||
ft |
gs |
пы от корпуса к корпусу |
||||||||||
н |
s'0 |
|||||||||||
00 |
|
|
повышается температура ки |
|||||||||
|
|
пения. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
<N Фу |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
a |
з a |
|
На рис. 28 показана прин |
|||||||||
*6ft |
|
|||||||||||
ft |
о rt |
ципиальная схема |
противо- |
|||||||||
|
ю a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о к |
точной трехкорпусной |
уста |
|||||||||
|
ftrt |
|||||||||||
|
|
|
новки |
для |
выпаривания |
|||||||
|
|
|
пульпы |
сульфоаммофоса |
от |
|||||||
|
|
|
78 |
до 20—25% |
влажности. |
|||||||
|
|
|
В |
состав |
установки |
входят |
три выпарных аппарата 4 и доупариватель 3. Исходная пульпа по дается в третий корпус. Последовательно упариваясь, она прохо дит через все корпуса и наконец поступает в доупариватель, где доводится до влажности 20%. Доупариватель и первый корпус
64
работают под избыточным давлением, второй и третий корпуса — под вакуумом.
Пар с ТЭЦ давлением 5—6 ат поступает в греющие камеры доупаривателя и первого корпуса. Образующийся в этих аппаратах вто ричный пар вместе с паром от самоиспарения конденсата поступает в греющую камеру второго корпуса. Вторичный пар из второго кор пуса с паром от самоиспарения конденсата направляется в греющую камеру третьего корпуса. Из треть его корпуса вторичный пар отво дится и конденсируется в баромет рическом конденсаторе 5.
Вакуум в установке создается вакуум-насосом 7 марки ВВН-12. Предусмотрен вариант использо вания тепла конденсата, отводимого
сустановки, для предваритель
ного |
подогрева |
исходной |
пульпы |
|
|
|
|||
(на рисунке не показано). Чистый |
|
|
|
||||||
конденсат |
откачивается |
на |
ТЭЦ, |
|
|
|
|||
а |
загрязненный |
направляется |
|
|
|
||||
на технологические нужды произ |
|
|
|
||||||
водства. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В состав освоенных промыш |
|
|
|
||||||
ленных установок входят три или |
|
|
|
||||||
четыре выпарных аппарата с при |
|
|
|
||||||
нудительной циркуляцией и доупа- |
|
|
|
||||||
риватели, |
изготовленные |
из |
стали |
|
|
|
|||
1Х18Н10Т. Выпарные |
аппараты |
|
|
|
|||||
ц доупариватели (рис. 29) обору |
|
|
|
||||||
дованы циркуляционными |
насосами |
|
|
|
|||||
типа 18Прц и кожухотрубчатыми |
|
|
|
||||||
греющими камерами (трубки диа |
Рис. 29. Выпарной аппарат: |
||||||||
метром |
38 X 2 |
мм |
и |
|
длиной |
1 — сепаратор; |
2 — подъемная труба: |
||
6000 |
мм). |
|
|
|
|
|
3 — греющая |
камера; |
4 — нижняя |
|
|
|
пульпы |
растворная камера; 5 — циркуляцион |
|||||
Скорость циркуляции |
ный насос; 6 — колено; |
7 — цирку |
|||||||
в трубках греющих камер выпар |
ляционная труба. |
||||||||
ных аппаратов 2,3—2,5, а в доупа- |
|
|
|
||||||
ривателях 3 м/с. |
Зона кипения вынесена из греющих камер в се |
||||||||
параторы. |
|
|
|
|
|
|
' |
|
Чтобы обеспечить наиболее надежную работу насосов, преду смотрена подача на сальники холодной воды под давлением боль шим, чем в работающем насосе.
Выпарные установки останавливают на профилактический осмотр и ремонт через 20—30 суток непрерывной работы. Промывают их 10—15%-ным раствором азотной кислоты.
Многокорпусные установки, автоматизированы, предусмотрены дистанционный контроль и регистрация основных параметров процесса выпаривания.
5 Н. П. Попов |
65 |
Ниже приводятся средние показатели работы выпарных установок:
Производительность, т/ч
по |
исходной пульпе . . . |
по |
выпаренной воде . . . |
Влажность пульпы, % |
|
исходной ............................. |
|
упаренной ......................... |
|
Расход, т/ч |
. . . |
Дара на установку |
воды на барометрический
к он ден сатор .....................
Температура кипения пульпы по
корпусам, °С
первый .................................
второй . . . . . . . . .
тр ети й ................................. ....
ч етв ер ты й .............................
доупариватель.....................
Давление пара (абсолютное) в
греющих камерах по корпу
сам, ат
первый .................................
второй . . . .....................
третий ......................................
четвертый ..............................
доупариватель.....................
Давление пара (абсолютное) в
сепараторах по корпусам, ат
первый .................................
второй .................................
тр е т и й .....................................
четв ер ты й .............................
доупариватель.....................
Коэффициенты теплопередачи по
корпусам, ккал/(м2 -ч-°С)
первый .................................
второй . . . ^ .................
тр е т и й .....................................
четв ер ты й .............................
доупариватель.....................
Общая поверхность теплообме на, м2 . . . .........................
Поверхность греющих камер по
корпусам, |
м2 ......................... |
|
первый |
.................................. . ......................... |
|
второй |
||
третий |
. . Г ...................... |
• |
четвертый . . . . . . . . |
||
доупариватель . . . . . . |
||
Мощность установленных |
элек- |
|
' тродвигателей, к В т ................. |
|
Производство сульфоаммофоса
I II
установка установка
3 6 -4 5 |
37 |
|
27—34 |
2 5 -2 6 |
|
8 0 -8 |
5 |
78—80 |
2 2 -2 |
6 |
2 2 -2 7 |
1 1 -1 4 |
13 -15,8 |
|
220-280 |
— |
|
118-128 |
110—112 |
|
9 3 -9 |
5 |
98—100 |
6 9 -7 |
5 |
7 4 -7 6 |
125-133 |
112-114 |
|
3 ,9 -4 ,6 |
1,9 |
|
1 ,4 -1 |
,5 |
1,0 |
0 ,6 -0 |
,7 |
. 0,7 |
О 1C 1 1 CD |
3 |
|
1 ,4 -1 ,5 |
1 ,1 -1 ,2 |
|
0,6— 0,7 |
0,8 |
|
0,2— 0,3 |
СО О 1 сч о |
|
1 ,4 -1 |
,5 |
0,8 |
900—1100 900-1000 |
||
1400—1600 |
1100— 1200 |
|
1700— 1800 |
1400— 1600 |
|
500—600 |
700—800 |
|
640 |
|
700 |
160 |
|
190 |
160 |
|
190 |
160 |
|
190 |
160 |
|
190 |
160 |
|
130 |
500 |
|
600 |
Производство нитрофоса
I II
установка установка
25 |
58 |
18 |
35—40 * |
75 |
6 5 -7 4 |
1 0 -1 5 |
1 0 -1 4 |
6 - 7 |
1 2 -15 |
160 |
_ |
140— 145 |
153-158 |
110— 115 |
122-127 |
102— 104 |
106-108 |
62— 67 |
78 |
140— 145 |
153— 158 |
6 |
6 |
2,2 |
3,5 |
1 |
2,0 |
0,5 |
0,7 |
6 |
6 |
2—2,2 |
3,5 |
1,0 |
2,0 |
0,5 |
0,7 |
0,2 |
0,2 |
1,2 |
1,2 |
1000— 1100 |
1000—1100 |
1200— 1300 |
1200-1300 |
1300— 1400 |
1300—1400 |
1400— 1500 |
1400—1500 |
700—800 |
700 -800 |
740 |
1750 |
160 |
350 |
160 |
350 |
160 |
350 |
160 |
350 |
160 |
350 |
100 |
350 |
585 |
— |
|
* Такая производительность не является оптимальной. Она получена при темпера туре 153-158 °С, превышающей проектную (140-145 °С), а это приводит к частичной потере в нитрофосе Р206уСв. Во избежание ретроградации Р20 6 необходимо снизить тем
пературу упариваемого раствора в первом корпусе и доуларивателе [до 145 °С, но тогда производительность установки снизится.
66
Проведены промышленные испытания оборудования для полу чения гранулированного аммофоса по схеме с упаркой аммонизиро ванной пульпы в многокорпусной установке и дальнейшей грануля цией и сушкой продукта в барабанном грануляторе-сушилке (БГС).
Для получения аммофоса использовали экстракционную фосфор ную кислоту из апатитового концентрата плотностью 1,18 г/сма следующего состава (%): Р 20 5 18; S03 2,8; F 0,98.
Пониженное содержание Р 20 5 в кислоте объясняется условиями дозирования апатитового концентрата в экстрактор в виде суспензии с соотношением жидкой и твердой фаз, равным 1. Кроме того, из-за отсутствия точного дозирования суспензии апатита в экстрактор не представлялось возможным поддерживать в экстракционной фосфор ной кислоте необходимое весовое соотношение S03 и Р20 5, равное примерно 0,09. Содержание иона S03 в кислоте было несколько завышено.
На рис. 30 представлена принципиальная схема производства аммофоса.
Экстракционная фосфорная кислота поступает в три последова тельно соединенных аммонизатора 1, где нейтрализуется газообраз ным аммиаком до значения pH 5—5,5; пульпа за счет тепла реакции разогревается до 100—105 °С.
Ниже приводятся средние технологические показатели процесса нейтрализации:
|
|
I |
Нейтрализа1ор |
|
pH |
............. |
И |
III |
|
2,5 |
3,8 |
5,2 |
||
Температура, С |
65 |
95 |
105 |
Затем аммонизированную пульпу подают на противоточнун> многокорпусную установку.
1 В состав установки входят три выпарных аппарата 8 и доупариватель из стали Х18Н10Т, выполненные конструктивно одинаково и оборудованные циркуляционными насосами 3 типа 18Прц (ско рость циркуляции пульпы в трубках греющих камер 2,5—3 м/с), и кожухотрубными греющими камерами. Поверхность теплообмена выпарных аппаратов 190 м2, доупаривателя — 130 м2. Зона кипения
ваппаратах вынесена из греющих камер в сепараторы. Аммонизированную пульпу подают в третий корпус, затем она
последовательно проходит все корпуса и наконец поступает в доупариватель, где ее влажность доводится до 20%. Первый корпус рабо тает под избыточным давлением 1—2,5 ат, второй и третий корпуса* а также доупариватель — под разрежением 0,8; 0,26; 0,8 ат соответ ственно.
Температура кипения аммонизированной пульпы в доупаривателе и первом корпусе 112, втором — 100, в третьем — 75 °CL Пар с ТЭЦ давлением 2—3 ат поступает в греющие камеры
доупаривателя и первого корпуса. |
Образующийся |
в |
первом: |
|||
корпусе вторичный |
пар |
поступает |
в греющую |
камеру |
вто |
|
рого корпуса, а |
вторичный пар |
из доупаривателя |
и |
вто |
||
рого корпуса — в греющую |
камеру третьего корпуса. Из третьего |
|||||
5* |
|
|
|
|
|
6? |
Рис. 30. Схема производства аммофоса:
1 — аммонизаторы; 2 — промежуточная емкость; з — перекачивающие насосы; |
4 — поверхностный |
барометрический конденсатор; 5 — сепа |
|||||||
ратор; 6 — вакуум-насос; 7 — барометрическая емкость; 8 —•выпарные аппараты; |
9 — доупариватель; 10 — емкость |
упаренной |
пульпы; |
||||||
1 1 — грохот; |
12 — валковая |
дробилка; 13 — транспортеры; |
14 — элеватор; |
15 — молотковая |
дробилка; |
16 — дутьевые вентиляторы; |
|||
17 — топка; |
18 — барабанный |
гранулятор-сушилка (БГС); 19 — барабанный |
холодильник; 20 — вентиляторы; 21 — погружные |
насосы; |
|||||
22, 26 — турбулентные промыватели; 23, 30 — центробежные |
брызгоуловители; 24, |
27 — циркуляционные |
баки; 25, |
28, 29 — сборники; |
|||||
|
|
31 — газоход: 32 — выхлопная труба. |
|
|
|
|
корпуса вторичный пар отводится и конденсируется в поверхностном барометрическом конденсаторе 4.
Влажность упаренной пульпы изменяется в пределах 18—30%, при этом пульпа подвижна и без затруднений перекачивается насо сами.
После упаривания пульпу собирают в емкость 10 и далее напра вляют в пневматическую форсунку барабанного гранулятора-су шилки 18 (БГС) диаметром 3,5 и длиной 16 м (скорость вращения барабана 4 об/мин, угол наклона 3°).
Вакуум в установке создается вакуум-насосом 6 марки ВВН-12. Чистый конденсат откачивается на ТЭЦ, а конденсат из третьего корпуса поступает на орошение узла абсорбции газов, отходящих из гранулятора-сушилки 18.
Аппарат БГС имеет винтовую насадку в зоне загрузки, а на остальной длине — подъемо-лопастную с обратным шнеком. При вращении барабана ретур, находящийся на лопатках, ссыпается, образуя завесу, на которую напыляется пульпа. При этом продукт укрупняется, приобретая сферическую форму, гранулы окатыва ются, уплотняются и сушатся. Сушку пульпы осуществляют топоч ными газами с температурой 550—600 °С. Температура отходящих газов 80, продукта на выходе из БГС — 70 °С, влажность 0,3— 0,5%. Средний влагосъем БГС составлял 20 кг/(м3-ч). Высушенный продукт из БГС поступает на охлаждение, рассев и затаривание. Гранулы мельче 1 мм и крупная фракция + 4 мм после дробления поступают в БГС в качестве ретура. Отходящие из БГС и барабан ного холодильника газы подают на мокрую очистку в турбулентные промыватели, орошаемые аммофосной пульпой. Увеличение влаж ности пульпы от 20 до 30% вызывало снижение производительности БГС с 13,5 до 9,5 т готового продукта в час. Гранулометрический состав аммофоса после аппарата БГС приведен ниже:
Размер гранул, мм .......................................... |
+ 4 |
+ 3 |
+ 1 |
— 1 |
|
|
Содержание, % .................................................. |
4 |
7 |
75 |
19 |
|
|
Гранулы аммофоса имеют сферическую форму и хорошо окатан |
||||||
ную поверхность. Выход товарной фракции -j-1 —3,2 |
мм составил |
|||||
70—75%. |
Полученный продукт |
соответствовал |
требованиям |
|||
МРТУ 6-08-58—67 на аммофос и |
содержал |
(%): |
Р 20 6усв |
49,5; |
||
Р 20 5вОД 47; |
N12; Н аО 0,5. |
сокового |
пара |
составляла |
1% |
|
Потеря |
аммиака с конденсатом |
от введенного в процесс; количество выделенного фтора 0,33%. Ниже приведены средние показатели работы установки:
Производительность, т/ч |
|
|
по исходной пульпе ............................................. |
|
45 |
по выпаренной воде ............................. |
' |
25 |
Влажность пульпы, % |
64 |
|
исходной . ......................... |
. . . . . |
|
упаренной ...................................................... |
20 |
69