«Снижение издержек производства хлорида калия. Снижение издержек производства хлорида калия за счет замены оборудования на стадии подогрева щелока на Первом Соликамском калийном рудоуправлении пао уралкалий
 Скачать 156.41 Kb.
|
3.3 Технология производства хлорида калияОписание действующей технологии производства хлорида калия Технология – это совокупность методов, процессов и материалов, используемых в какой-либо отрасли деятельности, а также научное описание способов технического производства. Наименование производства – сильвинитовая обогатительная фабрика «Первое Соликамское калийное рудоуправление» ПАО «Уралкалий» (далее по тексту СОФ СКРУ-1) по выпуску хлорида калиягалургического. Получение хлорида калия (KCl) из сильвинита молотого осуществляется галургическим (химическим) методом: выщелачиванием и селективной кристаллизацией, основанной на различной растворимости основных солевых составляющих руды (хлоридов калия и натрия) в зависимости от температуры. В результате использования галургического метода получаются калийные удобрения с содержанием 95% и 98% хлористого калия, а также химически чистый хлорид калий с содержанием 99,8% (то есть влажность конечного продукта составляет всего 0,2% его веса). Производство состоит из одной технологической линии. Фонд рабочего времени составляет 7560 час в год. Средняя часовая производительность по готовому продукту составляет 140 т/ч. Процесс получения хлористого калия состоит из следующих основных технологических стадий: 1. Рудоподготовка; 2. Выщелачивание KCl из сильвинита молотого горячим раствором; 3. Осветление насыщенного неосветленного раствора от солевого шлама; 4. Осветление насыщенного раствора от глинистых примесей; 5.Вакуум-кристаллизация; 6. Сгущение суспензии кристаллизата; 7. Сушка. Принципиальная схема производства KCl Принципиальная схема производства KClгалургическим способом представлена на рисунке 3.6. Галургический способ выделения хлорида калия из сильвинита, или метод избирательного растворения и раздельной кристаллизации основан на различии температурных коэффициентов растворимости хлоридов калия и натрия при их совместном присутствии, то есть в системе KCl-NaCl-H2O. В растворах, насыщенных обеими солями, при повышении температуры от 20-25°С до 90-100°С содержание хлорида калия возрастает примерно в два раза, а хлорида натрия несколько уменьшается. Рудоподготовка (механическое разрушение сильвинитовой руды до частиц крупностью 1-3 мм). Сильвинит молотый с производственного участка размола рудника ленточным корнвейером подается в расходный бункер отделения подачи сырья. Выщелачивание хлорида калия из сильвинита молотого горячим (оборотным) раствором. Задачей стадии растворения является получение раствора с высокой степенью насыщения по KCl при одновременном максимальном выщелачивании KCl из сильвинита молотого. Эффективность выщелачивания KCl из сильвинита молотого зависит от соотношения руда: щелок, температурного режима стадии растворения и крупности помола сильвинита молотого. Температурный режим обеспечивается за счет поддержания температуры горячего растворяющего щелока от 108ºС до 118ºС. Измельченную руду отправляют в шнековые растворители для растворения и отделения галитовго отвала от солевого шлама. Галитовый отвал промывается и отправляется либо на закладку в шахту, либо на солеотвал.  Рисунок 3.6 - Принципиальная схема производства хлорида калия на СОФ СКРУ-1 3. Осветление насыщенного неосветленного раствора от солевого шлама. Слив шнекового растворителя (насыщенный неосветленный раствор), содержащий увлеченные потоком взвешенные частицы – солевой и глинистый шлам, поступает через распределительный коллектор в сгустители типа «Брандес» для сгущения солевого шлама.Сгущенная суспензия солевого шлама поступает в сборник, затем подается для дополнительного сгущения на группы гидроциклонов, установленных над ленточными вакуум-фильтрами. Слив групп гидроциклонов возвращается в шнековый растворитель (в зону подачи нерастворившейся части сильвинита молотого из шнекового растворителя). 4.Осветление насыщенного раствора от глинистых примесей. Осветление горячего насыщенного раствора и отделение глинисто-солевого шлама осуществляется в отстойниках типа «Дорр». Осветленный насыщенный раствор переливается в кольцевой желоб, стекает в общий коллектор и далее самотеком поступает в приемный бак ВКУ. Сгущенная суспензия глинисто-солевого шлама поступает в сборник и оттуда откачивается центробежными насосами на шламохранилище. 5. Вакуум-кристаллизация (получение суспензии кристаллизата хлорида калия путем ступенчатого испарения воды под вакуумом и одновременного охлаждения раствора). Кристаллизация из осветленного насыщенного раствора осуществляется на 14-ступенчатом вакуум-кристаллизационной установке, состоящей из одного вертикального и восьми горизонтальных вакуум-кристаллизаторов. Вакуум создается за счет конденсата пара в конденсаторах, а также с помощью пароструйных эжекторов, отсасывающих пароструйную смесь. Осветленный насыщенный щелок, поступающий на стадию, насыщен не только KCl, но и NaCl. 6.Сгущение суспензии кристаллизата (получение обезвоженного продукта). Разгрузка суспензии хлорида калия производится из вакуум-кристаллизатора, стекает в бак-гидрозатвор. Оттуда центробежными насосами подается в пульподелитель. Далее распределяется по сгустителям типа «Брандес». Слив стекает в отстойник типа «Дорр». Сгущенная суспензия поступает в сборник. Далее с помощью центробежных насосов сначала поступает в распределительные емкости, затем для обезвоживания на фильтрующие центрифуги. Остальная часть распределяется для обезвоживания на ленточные вакуум-фильтры. При производстве KCl с массовой долей не менее 98,2% с целью снижения концентрации растворенных компонентов (в первую очередь NaCl) в жидкой фазе отфильтрованного кристаллизата, производится его промывка на фильтрующих центрифугах и ленточных вакуум-фильтрах водой из системы оборотного водоснабжения. При необходимости в расходные баки производится подача щелоков из шаровых емкостей с помощью центробежного насоса. Растворяющий щелок от коллектора подается на поверхностные конденсаторы. Оттуда щелок поступает в группу теплообменников. Нагревание растворяющего щелока осуществляется острым паром, поступающим из котельного цеха №1. Пар подается в межтрубное пространство. Растворяющий щелок проходит противотоком паруи далее подается на стадию растворения сильвинита молотого в шнековый растворитель. 7. Сушка (сушка и обработка реагентами для предотвращения слеживаемости хлорида калия). Сушка осуществляется в печах «кипящего слоя». Влажный хлорид калий системой ленточных конвейеров попадает в расходный бункер, откуда забрасывается в надрешетное пространство печи КС. Сушка происходит за счет горячих дымовых газов, образующимися при сгорании топлива в выносной топке. Горячие дымовые газы, проходя через газораспределительную решетку, создают «кипящий слой» высушиваемого KCl. Дымовые газы отсасываются из верхней части печи КС дымососом и поступают на двухстадийную пылегазоочистку. Далее дымовые газы поступают на стадию «мокрой» очистки в трубу «Вентури», где орошаются холодной водой (конденсатом из бака конденсата), затем в каплеуловитель, а из него очищенные и охлажденные дымовые газы выбрасываются в атмосферу. Для предотвращения слеживаемости хлористого калия (на стадиях дальнейшего хранения и транспортирования) производится его обработка анислеживателем на пересыпке с ленточного конвейера. Смешение с антислеживателем производится в смесителях. В качестве антислеживателя, в соответствии с требованиями потребителей, применяют расплав аминов или водный щелочной раствор ЖСК. После обработки антислеживателем хлорид калий с помощью ленточного конвейера направляется в отделение отгрузки готовой продукции. Критический анализ технологического процесса В главном корпусе СОФ СКРУ-1 на стадии подогрева растворяющего щелока острый пар поступает из котельного цеха №1 на редукционно-охладительную установку (далее РОУ). Перегретый пар поступает с параметрами: давление 1,1 МПа и температура 220°С. Редукционно-охладительная установка снижает давление пара до 0,9 МПа и температуру до 200°С. Из-за высоких давления и температуры пара происходит разрушение трубных решеток теплообменных аппаратов и их дорогостоящая последующая замена в период остановочных ремонтов. Для большего смягчения водяного пара и снижения температуры принято решение о реконструкции РОУ. Редукционно-охладительная установка представлена двумя линиями (основная и резервная). Производительность каждой 125т/час. После РОУ насыщенный пар поступает на подогреватели щелоков по паропроводу с параметрами: Р=0,4МПа, Т=152°С. Для снижения давления пара с 0,9 до 0,4МПа установлен редукционный клапан. Охлаждение пара до необходимой температуры будет при помощи впрыска сетевой воды с Т=65-70°С. Для поддержания температуры пара после редуцирования Т=152°С, на линии впрыска воды установлен регулятор температуры воды, который поддерживает заданную температуру пара. Для предотвращения повышения давления сверх расчетного, на стороне редуцированного пара, на линии РОУ предусматривается предохранительные клапаны с давлением срабатывания 0,46МПа. Результаты критического анализа представлены в табл. 3.10. Таблица 3.10 - Результаты критического анализа действующей технологии
Влияние фазы развития технологии На СКРУ-1ПАО «Уралкалий» хлорид калия производится галургическим методом. Фазы развития технологии устанавливается при помощи рассмотрения и анализа трех параметров: технического, определяющего уровень изделий; экономического, определяющего прибыльность или рентабельность изделия; рыночного, определяющего объем продаж изделия, изготовляемого по данной технологии. Результаты анализа указанны в табл. 3.11. Таблица 3.11 - Анализ жизненного цикла технологии
Из данных таблицы видно, что технология производства хлорида калия галургического находится на стадии «зрелости». Вид технологии является плодотворным, потому что по данной технологии создано несколько поколений продукта. Технология производства хлорида калия уже на протяжении многих лет остается неизменной, однако постоянно ведутся работы по совершенствованию технологий процессов обогащения. На ПАО «Уралкалий» большое внимание уделяется поддержанию производства. Амортизационные отчисления позволяют не только обновить оборудование, но и ввести дополнительное оборудование. Описание принятого в проекте технического решения и оценка затрат Мероприятием по снижению издержек производства хлорида калия на СОФ СКРУ-1ПАО «Уралкалий» является замена существующей РОУ на новую, более эффективную. За счет реконструкции снизятся затраты на ремонт трубных решеток в теплообменниках и последующая их замена, объем произведенной продукции от этого не изменится, но приведет к снижению себестоимости, а следовательно к увеличению прибыли предприятия. Затраты на ремонт составляли 5,08 млн.руб. в год. После замены РОУ уменьшится давление пара с 0,9 до 0,4 МПа и температура острого пара с 200º до 152º и затраты на ремонт теплообменников снизятся на 70%. Данные по оценке затрат на внедрение новой технологии приведены в табл. 3.12. Таблица 3.12 - Оценка затрат на внедрение новой технологии
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||