Анализ технологического процесса производства монокальцийфосфата

1.Анализ технологического  процесса производства монокальцийфосфата.

Монокальцийфосфат - Ca(H2PO4)2 – обесфторенный кормовой фосфат, используемый для прикормки с/х животных и домашней птицы во избежание заболеваний, вызываемых нехваткой минеральных веществ (фосфора и кальция) в рационе поголовья. Обеспечивает должный обмен веществ в организме, следовательно, достаточно высокие иммунную и репродуктивную системы. Он в первую очередь прописан травоядным животным.

Монокальцийфосфат  получают нейтрализацией достаточной чистой фосфорной кислоты апатитовым концентратом, мелом или известняком.

В промышленном масштабе метод производства кормового монокальцийфосфата, основанный на нейтрализации мелом концентрированной фосфорной кислоты, предварительно частично нейтрализованной апатитовым концентратом, реализован по схеме,  представленной на рисунке 1.

Из бункера 1 через весоизмеритель 2 мел подают в бункер 3, куда поступают также пыль из циклонов сухой очистки и возвратный продукт – ретур. Из бункера 3 сухие компоненты направляют на смешение в двухвальный смеситель 4. Фосфорную кислоту, нагретую до 85 %, дозируют в шнек-смеситель 4, где ее нейтрализуют мелом с образованием монокальцийфостфата и диоксид углерода, который отсасывают из аппарата и выбрасывают в атмосферу.

Образовавшийся монокальцийфостфат с содержанием влаги 12 – 20% направляют в аппарат для дозревания 5, где заканчивается процесс нейтрализации, и далее в сушильный барабан 6 на сушку дымовыми газами от сжигания природного газа. Начальная температура теплоносителя в сушильном барабане – не выше 900˚С.

Высушенный продукт передают в холодильный барабан 7 и далее, охлажденный до 40 – 50 ˚С, направляют на классификацию  в грохот 8. Отделенную на грохоте крупную фракцию измельчают в дробилке 11 и возвращают на грохот. Продукционную фракцию ( гранулы 2мм) направляют в бункер готового продукта 9, из которого при помощи автоматических весов 10 и запаечной машины фасуется в мешки.

Большие объемы газопылевых выбросов формируются на стадиях сушки, гранулирования, грохочения, охлаждения и транспортировки сырья и готовых  продуктов. Особенностью производств, связанных с переработкой фосфоритов, является наличие в отходящих газах фторсодержащих соединений.

Рассмотрим характеристики газопылевых выбросов производства монокальцийфосфата на стадии сушки в сушильном барабане.

Расход газа,поступающего на очистку: Vг = 12 – 24 тыс. м3/ч.

Состав газопылевых выбросов: HF, пыль.

Содержание общего фтора в газовой фазе : СF = 0,015 – 0,018 г/м3.

Содержание в газовой фазе пыли : Z = 20 – 27 г/м3.

Фтороводород НF относится ко II классу опасности вредных веществ. Его  ПДК м.р. = 0.02 мг/м3 , а ПДК с. с. = 0.005 мг/м3.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Анализ методов  очистки газопылевых выбросов

Рассмотрим основные методы очистки отходящих газов при производстве минеральных удобрений

При производстве фосфоритной муки предложена следующая схема очистки отходящих газов от сушильных барабанов:

 

Отходящие газы проходят 3 ступени очистки: батарейном циклоне, электрофильтре и на пенных аппаратах. Эффективность очистки системы до 99 %, но она имеет несколько недостатков:

1)Превышение пылевой нагрузки системы над проектной в рнесколько раз.

2)Неустойчивая работа  мигалок батарейных циклонов.

3) Повышение температуры газов на входе в элетрофильтр

Система очистки газов после аппаратов кипящего слоя или аэроходильников ,где проводится охлаждение гранул двойного суперфосфата включает группу циклонов 2, рукавный фильтр 4 и скруббер 6.

 

 

 

 

 

Рис.3. Схема очистки газов после аппарата кипящего слоя.

Степень очистки в группе из двух циклонов 99,3% , в рукавном фильтре 78%. При работе системы возникают следующие проблемы: забиваются газоходы и рукава фильтров, зарастают элементы адсорберов (форсунки, насадки и т.д.)

В нашем случаем из-за наличия в отходящих газах, помимо пыли, фторсодержащих соединений кроме сухой очистки от пыли требуется мокрая очистка  с целью защиты атмосферы от вредных компонентов.

Исходя из этого выбрана схема очистки , состоящая из двух ступеней: сухой очистки на циклонах и мокрой на скрубберах.

Достоинства этой системы: высокая степень очистки от пыли и вредных веществ, простота конструкции и обслуживания, достаточно невысокая стоимость.

Недостатки: наличие системы очистки воды, используемой в схеме; высокие перепады давления на аппаратах.

 

 

 

 

3.Анализ технологической  схемы очистки газопылевых выбросов  на стадии сушки в сушильном  барабане.

На рисунке 2. представлена выбранная схема очистки.

 

Рис. 2.Схема очистки газов после сушильного барабана:

1-сушильный барабан ; 2 – циклон ; 3- групповой циклон;  4- вентилятор ; 5 -  орошаемый газоход; 6- промывной скруббер ВТИ ;  7- форсуночный скруббер ; 8 – скруббер с хордовой насадкой ; 9 – каплеуловитель ; 10 – дымовая труба.

Отходящие газы, содержащие пыль и фтороводород , после сушильного барабана поступают на очистку в  одиночный циклон циклон 2 ,а затем в групповой циклон 3.На этой стадии удаляется основная (грубодисперсная )часть пыли . После циклонов газы направляются через орошаемый водой газоход 5 в промывной скруббер 6, а затем на двухступенчатую систему адсорбции для извлечения фтористых соединений и оставшейся пыли. Система адсорбции состоит из последовательно соединенных форсуночного 7 и насадочного 8  скрубберов. После скрубберов устанавливают каплеуловитель 9 для сепарции капельной влаги из потока газа. Очищенный газ поступает в атмосферу через дымовые трубы 10.