Производство AlF3

Барабанный вакуум-фильтр (рис. 4) состоит из полого барабана, распределительной головки, приводного механизма, корыта фильтра, ножа для съема осадка с поверхности

Производство AlF3

Курсовой проект

Химия

Другие курсовые по предмету

Химия

Сдать работу со 100% гаранией
печи, выходят из неё за счёт разрежения, создаваемого вытяжным вентилятором 22, и поступают в систему технологической газоочистки.

Высушенный продукт из агрегата шнеком 9 подаётся в бункеры 11 и далее аэрокамерами транспортируется в силосные башни склада готовой продукции.

 

.4 Характеристика используемых химических реакторов

 

Основными аппаратами в производстве трифторида алюминия являются реактор синтеза и кристаллизации AlF3, барабанный вакуум-фильтр, сушильная печь и теплоагрегат.

 

3.4.1 Реактор синтеза трифторида алюминия

Варка и кристаллизация AlF3 осуществляются в емкостном изотермическом гомогенном реакторе периодического действия, снабженным перемешивающим устройством (рис. 3). Диаметр реактора - 3,6 м, высота - 4,0 м, объем - 40,0 м3. Для обеспечения непрерывного режима на последующих стадиях процесса в одной технологической нитке установлены три реактора.

Реактор изготовлен из стали СтЗ. Стенки и днище гуммированы и по гуммировке футерованы угольно-графитовыми плитами. Реактор имеет люк, крыша которого изнутри гуммирована термостойкой резиной или плакирована свинцом. В крыше имеются отверстия для перемешивающего устройства, для трубопроводов кислоты и гидроксида алюминия. Все отверстия герметизированы, а люки имеют герметичные крышки. Мешалки находятся на стальном валу. Начиная от места входа в реактор, вал гуммирован термостойкой резиной. На нижний конец вала насажен лопастной винт из латуни. Скорость вращения вала ~ 30 оборотов в минуту.

 

3.4.2 Барабанный вакуум-фильтр

Барабанный вакуум-фильтр (рис. 4) состоит из полого барабана, распределительной головки, приводного механизма, корыта фильтра, ножа для съема осадка с поверхности барабана, мешалки в корыте фильтра. Часть поверхности барабана фильтра погружена в корыто с фильтруемой пульпой. Поверхность барабана составлена из отдельных сеток, на которые натягивается фильтровальная ткань (сукно или лавсан). Барабан разделен на несколько разобщенных ячеек, сообщающихся с неподвижной распределительной головкой. Распределительная головка состоит из нескольких камер, которые соединены либо с линией вакуума, либо с линией сжатого воздуха. При вращении барабана в ячейках создается вакуум или давление. При вращении барабана одна из его ячеек сообщается с зоной фильтрации, в этой ячейке устанавливается вакуум. Жидкость отсасывается через фильтрующую ткань внутрь ячейки, из которой фильтрат отводится через распределительную головку и патрубок. На поверхности фильтрующей ткани образуется слой осадка, который по мере вращения барабана в фильтруемой пульпе все время увеличивается.

После выхода ячейки барабана из фильтруемой пульпы в ячейку, остающуюся еще под вакуумом, просасывается воздух и вытесняет из слоя осадка фильтрат, тем самым, просушивая этот слой (зона просушивания). Полученный осадок с влажностью не более 22% мас. снимается ножом, который подводится как можно ближе к фильтрующей поверхности. После снятия осадка ячейка вновь попадает в зону давления, и сжатым воздухом фильтровальная ткань продувается.

 

3.4.3 Барабанная сушильная печь

Сушилка предназначена для удаления свободной влаги и части кристаллизационной воды. Сушка трифторида алюминия осуществляется в сушильных печах непрерывного действия, представляющих собой вращающийся сварной барабан диаметром 3,2 м и длиной 50 м, на котором при помощи башмаков закреплены бандажи. Корпус печи опирается бандажами на опорные ролики. Внутри барабан футеруется: горячая часть печи - муллитокорундовым кирпичом, холодная часть - угольными блоками. Привод барабана печи смонтирован на отдельной сварной раме и состоит из электродвигателя, редуктора и открытой венцовой шестерни. Скорость вращения барабана печи регулируется изменением числа оборотов электродвигателя.

Разгрузочная головка печи соединена с топочной камерой, которая установлена на четырехколесной тележке, помещенной на рельсах для откатывания в случае проведения ремонта. Торцевая часть холодного конца печи оборудована загрузочной головкой, через которую паста фтористого алюминия с помощью загрузочного шнека непрерывно поступает в сушильный барабан и за счет угла наклона и вращения барабана перемещается к разгрузочному концу. Сушка трифторида алюминия осуществляется дымовыми газами, образующимися при сжигании природного газа. Горячие газы проходят вдоль сушильного барабана навстречу движущейся пасте.

Высушенный трифторид алюминия из агрегата поступает по трубе через скребковый конвейер в камерные пневматические насосы, с помощью которых транспортируется в силоса склада готовой продукции. Теплоносителем на второй стадии сушки являются дымовые газы, образующиеся при сжигании природного газа в топке теплового агрегата.

Поток горячих газов входит в неподвижный кожух теплового агрегата по принципу противотока. Входящие газы движутся под разрежением, создаваемым вентилятором, и обтекают вращающуюся кольцевую вставку как снаружи, так и изнутри.

Газы, выходящие из теплового агрегата, поступают по газоходу в «горячую» головку сушильной печи первой стадии сушки.

Дымовые газы первой и второй стадий сушки, смешанные в сушильной печи, выходят из нее за счет разрежения, создаваемого хвостовым вентилятором, и поступают в систему очистки газа.

Вода, удаляемая из трифторида алюминия в тепловом агрегате, в виде паров с примесью фтороводорода и пыли трифторида алюминия поступает в газоход дымовых газов, отходящих из теплового агрегата.

Время пребывания трифторида алюминия в тепловом агрегате приблизительно 20 минут.

Для охлаждения опорной части вала кольцевой вставки теплового агрегата в зоне роликовых опор и вентилятора ВГДН-15Б используется вода 3-го оборотного цикла.

 

3.5 Характеристика отходов, проблемы их обезвреживания и полезного использования

 

3.5.1 Очистка отходящих газов

Очистка отходящих газов производится для уменьшения потерь продукта и охраны окружающей среды. С этой целью отходящие газы из сушильной печи подвергаются двухстадийной очистке.

1-я стадия. Отходящие дымовые газы из сушильной печи вентилятором ВМ-18А 22 протягиваются через группу циклонов НИ-ИОГАЗ, ЦН-15 17 и электрофильтр ОГП 4-16 19. Уловленная в циклонах НИИОГАЗ пыль трифторида алюминия шнеком 18 направляется в загрузочный шнек 7 сушильной печи 8. Пыль, уловленная в электрофильтре, шнеком подаётся в бак-сборник 20, репульпируется технической водой 2-го оборотного цикла и центробежным насосом 21 перекачивается в сборник маточных растворов 15.

2-я стадия. Мокрая очистка отходящих газов производится в скруббере и пенном аппарате. Пенный аппарат орошается технической водой 2-го оборотного цикла, подаваемой центробежным насосом. Оборотная вода затем подаётся в бак-сборник для орошения скруббера. Отработанные скрубберные воды отстаиваются в сгустителе. Сгущенная часть через циркуляционный бак центробежным насосом перекачивается в бак для последующей переработки в производстве криолита. Очищенные газы после пенного аппарата выбрасываются через дымовую трубу высотой 80 м и диаметром 2,7 м в атмосферу.

 

Вывод

 

В ходе данного курсовой работы изучил производство фторида алюминия. Подробно рассмотрел «сухой» метод получение фторида алюминия. В промышленности технический трифторид алюминия применяется в производстве алюминия электролитическим методом - добавка в качестве флюса в электролитические ванны вместе с криолитом и плавиковым шпатом.

 

 

Список литературы

 

1. В.И Гашкова ОАО» Полевской криолитовый завод», Комплексная переработка флюоритового концентрата. Научное издание. - Екатеринбург: УрО РАН, 2002 г. - 256 с

. Расчет по технологии неорганических веществ / Под ред. М.Е. Позина. Л.:Химия, 1977. 494 с.

. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.:Химия, 1987. 624 с.

 

Похожие работы

<< < 1 2 3 4