Проект реконструкции цеха производства парамолибдата аммония с переработкой отходов (стр. 10 из 26)

Для увеличения эффективности очистки отработанного сушильного агента в циклоне-промывателе, перед ним предусмотрен дополнительный забор атмосферного воздуха.

Для поддержания постоянной температуры исходной суспензии в емкости, а также для пропаривания трубопровода подачи исходной смеси в сушилку-гранулятор, предусмотрен подвод греющего пара.

Для промывки оборудования установки подача конденсата вторичного пара из выпарной установки.

Для охлаждения опорных станций сушилки-гранулятора предусмотрена подача оборотной воды, которая так же направляется в сальниковые уплотнения насосов.

Разделение процесса выпаривания на две стадии позволяет использовать для предварительного концентрирования высокоэффективные широко апробированные в промышленности выпарные аппараты с падающей пленкой, характеризующиеся кратким временем пребывания перерабатываемого раствора и малой металлоемкостью.

Кроме того, выпарные аппараты с падающей пленкой могут эффективно работать при небольших значениях полезной разности температур, что позволяет при располагаемом перепаде давления пара скомпоновать эти аппараты в разрабатываемой выпарной установке в трехкорпусную прямоточную батарею.

Появление в растворе кристаллов солей объясняет применение для второй стадии выпаривания доупаривателя с принудительной циркуляцией, который обеспечивает возможность получения пульп с большим содержанием кристаллов.

Располагаемый рабочий перепад давления пара и величины температурной депрессии концентрированного раствора обуславливает осуществление процесса доупаривания при однократном использовании тепла.

После упарки получается пульпа с влажностью до 30%.

Таким образом, предлагаемый для переработки раствора комплекс выпарного оборудования включает трехкорпусную прямоточную батарею выпарных аппаратов с падающей пленкой и доупариватель.

Для осуществления процесса сушки и гранулирования смесей выбрана технологическая схема, в которой основным аппаратом является барабанная сушилка-гранулятор. С целью получения удобрений заданного гранулометрического состава продукт после сушки и грануляции поступает на грохочение, где происходит выделение крупных частиц, которые измельчаются до крупности не более 5 мм. Частицы менее 2 мм возвращаются в сушилку-гранулятор. Готовый продукт имеет гранулометрический состав (+2-5) мм.

Для получения продукта с температурой не более 40^оС применяем вертикальный конвейер-охладитель.

С целью уменьшения выбросов в атмосферу предусматривается двухстадийная система очистки сушильного агента. На первой стадии применен сухой способ очистки, и на второй – мокрый.

Технологическая схема переработки растворов сульфата и нитрата аммония приведена на рисунке 2.

3.1.2 Расчет баланса по смеси солей

Исходным сырьем является раствор, образующийся при переработке молибденитового концентрата способом выщелачивания азотной кислотой с последующей обработкой серной кислотой. Состав раствора, % (масс): (NH₄)₂SO₄ - 7,79; NH₄NO₃ – 1,28.

Номинальный фонд времени работы (Тн) 300 дней. В год планируется получать 14097,6 т продукта (сульфата и нитрата аммония). Следовательно производительность за одни сутки составит 46,9920 т.

Материальный баланс по смеси солей:

Х₁ = Х₂+Х₃ Х₁ = 47,4447

Х₃+Х1₃ = Х₆+Х₄ Х₂ = 4,74447

Х₄ = Х₇+Х₅ Х₃ = 42,70026

Х₅+Х₁₀+Х₁₄ = Х₈+Х₉ Х₄ = 49,56872

Х₉+Х₁₉ = Х₁₆+Х₁₇+Х₁₄+Х₁₅ Х₅ = 49,56624

Х₈ = Х₁₀+Х₁₁ Х₆ = 0,0024786

Х₁₁+Х₂ = Х₁₂+Х₁₃ Х₇ = 0,002478

Х₁₆ = Х₁₉+Х₁₈ Х₈ = 12,4404

Х₂ = 0,1×(Х₁) Х₉ = 70,4958

Х₄ = 0,99995×(Х₃+Х₁₃) Х₁₀ = 9,95235

Х₅ = 0,99995×(Х₄) Х₁₁ = 2,48809

Х₈ = 0,15×(Х₅+Х₁₀+Х₁₄) Х₁₂ = 0,36163

Х₁₁ = 0,2×(Х₈) Х₁₃ = 6,8709

Х₁₄ = 0,299×(Х₉+Х₁₉) Х₁₄ = 23,41768

Х₁₆ = 0,1×(Х₉+Х₁₉) Х₁₅ = 0,07832

Х₁₉ = 0,999×(Х₁₆) Х₁₆ = 7,8320

Х₁₇ = 0,6×(Х₉+Х₁₉) Х₁₇ = 46,9920

Х₁₃ = 0,95×(Х₂+Х₁₁) Х₁₈ = 0,007832

Х₁₇ = 46,9920 Х₁₉ = 7,82477

Извлечение составляет:

(Х₁₇:Х₁) ×100% = 99%

3.1.3 Расчет материального баланса по технологическим операциям

Выпаривание

На операцию приходит раствор:

M_солей = Х₃ = 42,70026 т

Начальная концентрация солей составляет 9,07 %. Плотность исходного раствора r=1056 кг/м³

Следовательно масса раствора составит:

100% - М_S

9,07% - 42,70026

М_S = 470,78566 т

Тогда объем раствора равен:

V = М_S:r = 444,14 м³ (14)

Раствор с операции мокрой очистки содержит 6,8709 т солей ( Х₁₃ ). Плотность раствора r=1060 кг/м³

Масса раствора с операции мокрой составляет ~ 1/10 часть от массы исходного раствора поступающего в схему Так как масса последнего равна 470,78566 т, то масса раствора на орошение составит:

1/10 × 470,78566 = 47,07856 т в нем 9,07% солей или 4,27 т солей. Т.к. раствор выходит с операции мокрой очистки, он содержит 6,8709 т солей (Х₁₃), то было поглощено раствором 6,8709 – 4,27 = 2,6009 т пыли, следовательно масса раствора составила: 47,07856+2,6009= 49,67946 т.

r = 1,060 г/см³ Þ объем V = 49,67946 × 1,06 = 52,66 м³.

Определим массу выпаренной воды по формуле:

, где (15)

С₁ и С₂ –концентрации солей в конечных и исходных растворах.

или 9,44% (16)

С₂ = 65%

Следовательно

т

Масса потерь при этом составила:

М_S - М_р-ра^конц –М_пара = 0,0198 (17)

Концентрация солей при этом составила 12,52%.

Исходный раствор r = 1,056 кг/дм³

Раствор с операции мокрой очистки r = 1,060 кг/дм³

Концентрированный раствор r = 1,155 кг/дм³

Потери r = 1,062 кг/дм³

Таблица 3 – Суточный материальный баланс операции выпаривание

Поступило				Получено
название	МS, т	Мсолей, т	V, м3	название	МS, т	Мсолей, т	V, м3
Исходный раствор	470,79	42,40	444,14	Концентрированный раствор	76,26	49,57	66,03
Раствор с операции мокрой очистки	49,68	6,87	52,66	пар	444,88	-	444,88
				потери	0,02	0,003	0,02
Итого	520,46	49,57	496,80	Итого	520,46	49,57	510,93

Кристаллизация

Плотность концентрированного раствора r = 1155 кг/м³

С операции кристаллизации выходит пульпа следующего состава: (NH₄)₂SO₄ – 30%; NH₄NO₃ – 10%; влага – 30%; твердой фазы до 30%. Следовательно в пульпе содержится 70% солей, т.к. их масса составляет (Х₅) 49,56624 т, то масса пульпы:

М_пульпы = 49,56624:0,7 = 70,8089 т.

Пусть потери составляет пульпа. Т.к. в потерях масса солей составляет (Х₇) 0,002478, то масса потерь:

М_потерь = 0,002478:0,7 = 0,00354 т

Концентрированный раствор r = 1,155 кг/дм³

Пульпа влажностью 30% r=1,458 г/см³

Потери r = 1,062 кг/дм³

Следовательно масса выпаренной воды составит

М_р-ра – М_пульпы - М_потерь =5,447 (18)

Таблица 4 – Суточный материальный баланс операции кристаллизация

Поступило				Получено
название	МS, т	Мсолей, т	V, м3	название	МS, т	Мсолей, т	V, м3
Концентрированный раствор	76,26	49,57	6,03	Пульпа влажностью 30%	70,81	49,57	8,57
				пар	5,45	-	0,45
				потери	0,003	0,002	0,0002
Итого	76,26	49,57	6,03	Итого	76,26	49,57	54,01

Сушка-грануляция

Пульпа влажностью 30% r = 1,155 кг/дм3