ДИПЛОМ ПРОИЗВОДСТВО СУЛЬФАТА НАТРИЯ. диплои сульфат натрия. 1 Основные проектные решения 1 Выбор и обоснование метода производства
 Скачать 1.07 Mb.
|
8 % . В надрешеточном пространстве аппарата “КС” над фронтом слоя установлено 8 механических форсунок грубого распыла (допускается работа на двух форсунках) .2Технологическая часть [1,4] 2.1 Теоретические основы процессов Технологический процесс производства натрия сульфата технического состоит из следующих стадий: 1. Очистка и отстаивание раствора сернокислого натрия. 2. Выпарка раствора. 3. Сушка раствора сернокислого натрия. 4. Упаковка готового продукта Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4 MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO$ CaSO4 + 2NaOH = Ca(OH)2 + Na2SO4 2.2 Характеристика исходного сырья и готовой продукции [1,4] Таблица 1 Характеристика сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов
Наименование продукта - натрия сульфат технический ТУ 113-07-61-05-89. Натрия сульфат технический представляет собой натриевую соль серной кислоты и применяется в качестве сырья в стекольной промышленности. Химическая формула: Nа2SО4 Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 года) - 142,04. Насыпной вес: 1260 кг/м3 . Температура плавления - (884-890) оС. Растворимость Nа2SО4 в воде в зависимости от температуры приведена в таблице 2 (Ю.Пурье “Справочник по аналитической химии” изд.1965 г., стр.84 ). Таблица 2 – Растворимость натрия сульфата технического
По физико-химическим показателям натрия сульфат технический должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 3. Таблица 3 – Физико –химические показатели
Регистрация потенциально опасного химического вещества АТ № 000002 от 01.09.93 г. Срок действия постоянно. Паспорт безопасности РПБ № 00206457.21.09165 от 07.03.02 2.3 Операционное описание технологического процесса [1] Очистка и отстаивание раствора сернокислого натрия Раствор сернокислого натрия с массовой концентрацией Nа2SO4 не менее 27 г/дм3, загрязненный турбинным маслом и взвесью двуокиси кремния, непрерывно поступает из цеха технического силикагеля в сгуститель поз.ШТ-3031,2 . Сгуститель представляет собой вертикальную цилиндрическую емкость из углеродистой стали с коническим днищем и плоской крышкой. Размеры: Д - 12000 мм, Нобщ. - 4550 мм. Аппарат снабжен гребковой мешалкой и дооборудован устройством для отбора масла . В сгустителе происходит отстой раствора от механических примесей и отделение “плавучего масла”. “Плавучее масло” через приспособление для отбора масла самотеком стекает в сборник масла поз.Е 308, представляющий собой вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем, снабжен рубашкой. Размеры: Д - 1100 мм, Н - 2450 мм. Турбинное масло из сборника поз.Е308 шестеренчатым насосом поз.Н 3091,2 откачивается в автоцистерну, которой отвозится к месту потребления. Очищенные растворы сульфата натрия из сгустителя поз.ШТ-303 1,2 самотеком стекают в сборник поз.Е 3011,2, объемом 50 м3 , а затем по переливной линии поступают в сборники поз.Е 310 , объемом 25 м3 и поз.Е 306 , объемом 32 м3 - вертикальные стальные емкости с плоскими днищем и крышкой , снабженные барбатером . Уровень в сборниках поз.Е 3011,2 контролируется - прибором поз.38, в сборниках поз.Е 310 , поз.Е 306 прибором поз.48. Перемешивание растворов осуществляется сжатым воздухом. По мере накопления шлама в конической части сгустителя поз.ШТ 3031,2 его автоцистерной вывозят в шламонакопитель. Выпарка раствора сульфата натрия Раствор сульфата натрия из сборников поз.Е3011,2, поз.Е310; Е 306 центробежным насосом поз.Н3111,2 , подается в батарею теплообменников-подогревателей поз.Т351; Т352; Т353, где он подогревается до температур 35-40 оС, 52-55 оС, 70-90 оС , соответственно. Температура до и после теплообменников регистрируется прибором поз.61. Подогреватели представляют собой кожухотрубчатые, вертикальные теплообменники с теплопередающей поверхностью S= 68 м2, изготовленные из нержавеющей стали. Теплоносителем в подогревателях служит соковый пар, поступающий из выпарной батареи. Подогретый до 70-90 оС раствор сернокислого натрия поступает на выпарку в поз.ВК 355358. Выпарка производится в четырехкорпусной прямоточной вакуум-выпарной батарее - в выпарных аппаратах с принудительной циркуляцией, с вынесенной греющей камерой и зоной кипения. Рабочий объем выпарного аппарата составляет 96 мз. Рабочий объем выпариваемых растворов составляет 38 мз. Исходный раствор подается в циркуляционную трубу выпарного аппарата поз.ВК 355, где он смешивается с циркулирующим в корпусе выпарного аппарата раствором. Циркуляция раствора осуществляется осевым насосом марки ОХГ 6-55К-3, производительностью 4200 м3/ч. Циркулирующий раствор, проходя через греющую камеру, нагревается до температуры 90-103 оС и поступает в сепаратор, где происходит кипение. В выпарном аппарате I ступени поз.ВК 355 выпарка ведется греющим паром с температурой 120-5 оС и давлением 0,1-0,2 МПа. Греющим паром каждого следующего корпуса является вторичный пар предыдущего корпуса. Образующийся в результате упарки вторичный пар, с температурой 100-103 оС, пройдя специальное сепарационное устройство отводится в греющую камеру II ступени выпарки поз.ВК 356 и теплообменник поз.Т 353. Упаренный раствор сульфата натрия с концентрацией Nа2SО4 не менее 2,65 % постоянно отводится из сепаратора в циркуляционную трубу выпарного аппарата II ступени поз.ВК 356. Упарка раствора ведется при температуре 86-88 оС и разрежении 0,63-0,06 МПа. Вторичный пар, образующийся в результате упарки раствора, пройдя сепарационное устройство отводится в греющую камеру III ступени выпарки поз.ВК 357 и теплообменник поз.Т 352. Упаренный до заданной концентрации раствор, (массовая доля сульфата натрия не менее 3,53 % ) с температурой (86-88) оС отводится из сепаратора в циркуляционную трубу выпарного аппарата III ступени поз.ВК 357 , упарка раствора производится при температуре (68-70) оС и разрежении (0,06-0,07) МПа . Образующийся в результате упарки вторичный пар с температурой (67-68) оС , пройдя специальное сепарационное устройство , отводится в греющую камеру выпарного аппарата IУ ступени поз.ВК 358 и теплообменник поз.Т 351. Упаренный до заданной концентрации раствор (массовая доля сульфата натрия не менее 5,12 %) с температурой (68-70) оС отводится из сепаратора в циркуляционную трубу выпарного аппарата IУ ступени , поз.ВА 358. Выпарка раствора сульфата натрия ведется при температуре (47-67) оС и разрежении (0,07-0,09) МПа. Образующий в результате упарки вторичный пар с температурой (45-50) оС отводится в поверхностный вакуумный конденсатор поз.Т 360, который представляет собой кожухотрубчатый, шестиходовой теплообменник, с поверхностью теплообмена S= 462 м2. Давление оборотной воды до конденсатора (0,2-0,3) МПа контролируется по показаниям приборов поз.1 П-67а,10. Температура оборотной воды до конденсатора (20-25) оС и после конденсатора (30-40) оС контролируется прибором поз.1 П-65в. Вакуум в системе поз.ВК 356-357 создается за счет конденсации вторичных паров в греющих камерах выпарных аппаратов поз.ВК 357-358. Вакуум в системе поз.ВК 358 создается за счет конденсации вторичного пара в барометрическом конденсаторе поз.Т360. Несконденсирующуюся воздушную смесь отсасывает пароэжекторная трехкорпусная установка поз.Н 361, которая представляет собой три паровых эжектора соединенных последовательно через два кожухотрубчатых теплообменника с поверхностью теплообмена S1= 54 м2 ; S2 = 44 м2 . Пар давлением не менее 0,7 МПа подается в сопло эжектора. В эжекторе создается разрежение за счет которого в эжектор засасываются неконденсирующиеся газы. Вакуум перед эжекторами № 2, № 3 поддерживается не менее 0,094 МПа и контролируется прибором поз.1 П-77б1,2. Перед эжектором № 1 вакуум контролируется прибором поз.1 П-78б и поддерживается не менее 0,048 МПа. Давление оборотной воды перед конденсатором вакуум насоса не менее 0,06 МПа контролируется по показаниям приборапоз.1 П-79б . Конденсат вторичного пара из конденсатора поз.Т 360 направляется в сборник поз.Е 365, представляющий собой цилиндрический горизонтальный с коническим днищем аппарат, объемом 50 м3 . Уровень в сборнике контролируется прибором поз.90. Туда же поступает конденсат из сборника-гидрозатвора поз.Е 362 , образующийся в конденсаторах пароэжекторного насоса поз.Н 361. Сборник-гидрозатвор - это вертикальная с плоским днищем и крышкой стальная емкость, объемом 6,3 м3, Нобщ.= 3200 мм, Д = 1600 мм. Конденсат вторичного пара из греющей камеры аппарата II ступени поз.ВК 356 через систему гидрозатворов поз.Е 374 поступает в греющую камеру аппарата III ступени поз.ВК 357 , откуда через расширительный бачок , объемом 0,064 м3 поз.Е 375 , конденсат поступает в сборник поз.Е 365 , туда же поступает конденсат вторичного пара из греющей камеры выпарного аппарата IУ ступени поз.ВК 358. Собравшийся в сборнике поз.Е 365 конденсат используется в отделении приготовления раствора сульфата алюминия и по мере необходимости центробежным насосом поз.Н 366 может подаваться на орошение в скруббера СИОТ поз.К 407. Конденсат греющего пара из греющей камеры I ступени (поз.ВК 355) возвращается в теплоцентр или поступает в сборник поз.Е 365. Неконденсирующиеся газы из греющей камеры I ступени отводятся в атмосферу. Неконденсирующиеся газы из греющих камер выпарных аппаратов II, III, IУ ступеней отводятся в поверхностный барометрический конденсатор поз.Т 360 , откуда отсасываются пароэжекторным насосом поз.Н 361 в атмосферу. Упаренный раствор из выпарного аппарата IУ ступени поз.ВК 358 с массовой долей сульфата натрия не менее 20,67 % и температурой (47-67) оС самотеком поступает в сборник-гидрозатвор поз.Е 367, представляющий собой вертикальную с плоским днищем и крышкой стальную емкость , V = 16 мз , Д = 1800 мм , Нобщ. = 3050 мм, уровень раствора в сборнике контролируется прибором поз.89. Температура раствора сульфата натрия на выходе из выпарных аппаратов поз.ВА 355; 356; 357; 358 контролируется по показаниям приборов поз.58, 591,2, 60. Вакуум вторичного пара на выходе из выпарных аппаратов контролируется по показаниям приборов поз.691,2,3,4 соответственно. Из сборника-гидрозатвора поз.Е 367 упаренный раствор сульфата натрия самотеком поступает в сборники поз.Е 369, поз.Е 377, представляющие собой вертикальные с плоским днищем и крышкой стальные емкости, футерованные кислотоупорным кирпичом . Сборник поз.Е 369 объемом 25 м3, общая высота 4033 мм , диаметр 2800 мм . Объем сборника поз.Е 377 63 м3 , диаметр 3700 мм , общая высота 5000 мм. Сборники снабжены лопастной мешалкой. Уровень раствора в сборниках замеряется прибором поз. 85, поз.86 соответственно. Из сборника поз.Е 377 раствор сульфата натрия центробежным насосом поз.Н 378 подается в сборники упаренных растворов поз.Е 3381,2. Сборник поз.3381 - вертикальная эмалированная емкость со сферическим днищем и крышкой, У = 40 м3 , Нобщ.. = 5000 мм, Д = 3500 мм. Сборник поз.Е 3382 представляет собой вертикальную емкость с плоским днищем и крышкой, футерованную кислотоупорным кирпичом, V = 50 м3 , Д= 3600 мм , Нобщ = 5516 мм . Сборники снабжены барбатером сжатого воздуха. Уровень раствора в сборниках замеряется прибором поз.461,2. Из сборника поз.Е 3381,2 раствор сульфата натрия центробежным насосом поз.Н 3391,2 подается в сборники поз.Е 3211,2. Сборник поз.Е 3211 - вертикальная с плоскими крышкой и днищем емкость, футерованная кислотоупорным кирпичом , V = 25 м3 , Нобщ= 4000 мм , Д = 2800 мм. Поз.Е 3212 - вертикальная емкость из углеродистой стали с плоскими днищем и крышкой, V = 16 м3, Нобщ = 3600 мм , Д = 2400 мм. Перемешивание раствора в сборниках позЕ 3211,2 производится сжатым воздухом. Уровень раствора замеряется прибором поз.431,2. Сборники поз.Е 3381,2, поз.Е 3211,2, поз.Е 377 служат, как промежуточные емкости для равномерной подачи упаренного раствора сульфата натрия на сушку в аппарат “КС”. Промводы от смыва полов, мытья оборудования, проливы от сальников собираются в сборник-приямок поз.Е 385 , представляющий собой стальную емкость V = 3,2 м3 , откуда погружным насосом поз.Н 385 откачиваются в сгуститель поз. ШТ 3031,2, где они смешиваются с поступающими растворами сульфата натрия и используются в технологии. Сушка раствора сульфата натрия Сушка раствора сульфата натрия осуществляется в аппарате “кипящего слоя” (“КС”), представляющим собой вертикальную цилиндрическую камеру с расширяющейся верхней частью поз.А 402 и топкой поз.Т 401 для сжигания природного газа. Внутри аппарата расположена газораспределительная решетка провального типа с “живым” сечением Перед пуском аппарата “КС” в работу в него загружается 2,5-3 т сульфата натрия для создания подушки. Загрузка затравки ведется кюбелями с помощью тельфера через люк взрывного клапана. Упаренный раствор сульфата натрия из сборника поз.Е 369 центробежным насосом поз.Н 370 типа Х45/90К-б-СД подается в распределительное кольцо, откуда поступает в механические форсунки аппарата “КС”. Расход раствора на форсунки 5,4 т/час контролируется прибором поз.121б. Обезвоживание раствора сульфата натрия происходит в кипящем слое при псевдoожижении топочными газами , получаемыми в топке. Температура в топке (9001000) оС контролируется по показаниям прибора поз.100б. Температура газа на выходе из топки (550-700) оС поддерживается регулятором поз.101. Расход газа не менее 500 нм3/ч контролируется прибором поз.118б . Давление газа перед горелкой (0,008-0,011) МПа контролируется прибором поз.106в . Подача воздуха на горение газа и на разбавление продуктов горения осуществляется одним дутьевым вентилятором типа ВМ-17 поз.В 404. Проведение процесса обезвоживания в оптимальном режиме достигается автоматическим регулированием: поддержанием постоянного общего расхода воздуха и постоянной температуры в слое (110-130) оС, которая замеряется с помощью малоинерционных термопар поз.103 и автоматически регулируется изменением подачи раствора на “КС” регулятором поз.102. Постоянный общий расход воздуха не менее 22000 нм3/ч контролируется прибором поз.119. Расход первичного воздуха не менее 6000 нм3/ч контролируется по показаниям прибора поз.118а . Расход вторичного воздуха не менее 16000 нм3/ч контролируется по показаниям прибора поз.119в. Давление первичного воздуха перед горелкой (0,008-0,009) МПа контролируется по показаниям прибора поз.108а,б. Давление вторичного воздуха перед топкой (0,007-0,008) МПа контролируется по показаниям прибора поз.108а,б. В процессе нормальной работы сопротивление слоя поддерживается на уровне (0,004-0,005) МПа регулятором поз.111. Суммарное сопротивление решетки и слоя (0,0065-0,0075) МПа измеряется прибором поз.110 и характеризует состояние решетки. Давление под решеткой (0,004-0,005) МПа контролируется прибором поз.110в. Разрежение в сепарационной зоне контролируется по показаниям прибора поз.112а. Полученный в процессе обезвоживания сульфат натрия выводится с решетки аппарата по течке с регулируемым шибером и поступает на конвейер поз.ПТ 412, которым подается в бункер готового продукта поз.Х 432. Бункер - вертикальный сварной аппарат с коническим днищем, вместимостью 160 т . Дымовые газы из аппарата “КС” с температурой (110-120) оС, контролируемой прибором поз.104 удаляются вытяжным вентилятором типа ВМ-17 поз.В 406. Давление после дымососа (0,0010,0015) МПа контролируется по показаниям прибора поз.113. Давление воды на дымосос контролируется прибором поз.161. Дымовые газы перед выбросом в атмосферу проходят последовательно сухую очистку из 8 циклонов типа ЦН-15НИИОГАЗ поз.Ф 405. Разрежение до циклона контролируется по показаниям прибора поз.113 (0,00050,0003) МПа. Температура дымовых газов на выходе из циклонов (60-70) оС контролируется по показаниям прибора поз.105б. Отходящие газы проходят санитарную очистку в мокром пылеуловителе типа “СИОТ” поз.К 407. Орошение в мокром пылеуловителе поз.К 407 производится раствором сульфата натрия, подаваемым из сборника поз.Н 310, центробежным насосом поз.Н 3111,2. Выделенный в циклоне поз.Ф 405 пылевидный сульфат натрия через шлюзовый питатель типа Ш1-303МУ-01 поз.П 421 выгружается на винтовой конвейер поз.ПТ 422 и по течке поступает в растворитель поз.Р 425, объемом 3.2 м2, представляющий собой вертикальную с плоским днищем и крышкой стальную емкость снабженную турбинной мешалкой .Туда же из сборника поз.Е 362 центробежным насосом поз.Н 368 подается конденсат или раствор сульфата натрия из сборника поз.Е 310, центробежным насосом поз.Н 3111,2 . Полученный раствор самотеком отводится в сборник упаренных растворов поз.Е 369 или в сборник поз.Е 310. Упаковка готовой продукции Из бункера готового продукта поз.413 натрия сульфат отгружают потребителю - навалом в сухих чистых, закрытых железнодорожных вагонах. При упаковке продукта в мягкую тару сульфат натрия из бункера поступает через дозатор в полиэтиленовые мешки-вкладыши СТП 00206457-11-95, вложенные в четырех-пятислойные бумажные мешки ГОСТ 2226-88 , марок НМ, БМ, или полипропиленовые мешки ТУ 2297-002-05749234-94 , массой (501) кг . Допускается мешки-вкладыши завязывать двойным узлом и заваривать, а также прошивать одновременно с бумажным или полипропиленовым мешком. Прошитые мешки складируются на поддоны и хранятся в складе готовой продукции. Предусмотрена упаковка натрия сульфата по согласованию с потребителем в специализированных мягких контейнерах для сыпучих продуктов. |