ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство кальцинированной соды и сульфата калия из "Производство соды" Раствор после каустификации содержит 75—90 г/л щелочи (в пересчете на ЫагО). Его нейтрализация осуществляется в смесителе при перемешивании растворов в результате их тангенциальной подачи. Каустическую соду дозируют из такого расчета, чтобы в карбонатном растворе поддерживалось содержание 0,1—0,15 г/л щелочи в пересчете на КагО. [c.261] Поток щелочного раствора регулируют по значению pH нейтрализованного раствора. Из смесителя нейтрализованный раствор направляется в расходные сборники, где при необходимости возможно корректирование его состава по содержанию каустической соды. Сборники маточника карбонизации, расходные сборники нейтрализованного раствора и сборники каустического раствора, как правило, устанавливаются вне здания. [c.261] Концентрирование раствора. Нейтрализованный карбонатный раствор содержит 3000—5000 моль воды на 100 моль сухих солей. Насыщение раствора содой достигается при содержании воды, равном 1100—1200 моль на 100 моль сухих солей. Следовательно, выделить соли из раствора можно лишь после удаления более половины содержащейся в нем воды. Такое количество воды целесообразно удалить из раствора на отдельной стадии процесса — концентрирование раствора, которое не сопровождается выделением твердой фазы. Поэтому для упаривания раствора можно применять наиболее производительные и экономичные выпарные аппараты пленочного типа. Небольшая депрессия раствора (3—6°С) позволяет применить для его концентрирования многокорпусные выпарные установки, что обеспечивает минимальные затраты тепла на этот процесс. Так, расход греющего пара для шестикорпусных выпарных установок составляет 0,25—0,27 кг/кг выпаренной воды. Принципиальная схема батареи представлена на рис. 64. [c.261] Нейтрализованный раствор при температуре 70—80 °С подается в систему подогревателей. Пять первых по ходу раствора аппаратов обогреваются вторичным паром выпарных батарей, последний аппарат обогревается греющим паром, первый подогреватель паром пятого корпуса батареи, второй — четвертого и т. д. Поверхность теплопередачи подогревателей выбирается из условия минимальной температуры нагрева раствора в последнем подогревателе, которая принимается равной 8—10 °С. [c.261] Тепло конденсата выпарных аппаратов и подогревателей используется путем ступенчатого снижения его давления в системе расширителей. Батарея имеет две системы расширителей. Одна система предназначена для расширения конденсата греющего пара, другая —для расширения конденсата вторичного пара. Пар, образующийся в результате самоиспарения конденсата при снижении давления, присоединяется к вторичному пару того корпуса батареи, давление в котором равно давлению в расширителе. Конденсат греющего пара после расширителей направляется в сборник чистого конденсата, возвращаемого на ТЭЦ. Из второй системы расширителей конденсат в зависимости от его солесодержания при помощи автоматических переключателей направляется либо в сборник чистого конденсата, либо в сборник условно чистого конденсата. Условно чистый конденсат используют для нужд производства соды и глинозема. [c.262] Для увеличения полезной разности температур, а следовательно, и производительности выпарной батареи необходимо, чтобы последний корпус работал при пониженном давлении. Температура кипения раствора в последнем корпусе поддерживается равной 75—80 °С. Вакуум в нем создается барометрическим конденсатором смешения, охлаждаемым водой из системы водооборота. Температура кипения раствора в последнем корпусе регулируется путем изменения количества воды, подаваемой в барометрический конденсатор. [c.262] Коэффициенты теплопередачи для выпарных аппаратов зависят от толщины слоя инкрустаций и порядкового номера аппарата. В среднем для первого корпуса прямоточной батареи коэффициент теплопередачи равен 6,7—7,54 Дж/(м2-ч-°С) [1600— 1800 ккал/(м2-ч.°С)] и 3,35—3,77 Дж/(м2-ч-°С) [800-900 ккал/(м -ч-°С)] для последнего. [c.263] Раствор после стадии концентрирования направляется на растворение двойной соли, после чего плотность раствора повышается до 1360—1370 кг/м . Раствор двойной соли в упаренном карбонатном растворе поступает в промежуточные сборники, оборудованные перемешивающими устройствами. Минимальная емкость этих сборников для обеспечения бесперебойной работы цеха и эффективного управления технологическими процессами должна быть равна 4—6-часовому объему потока раствора. Сборники устанавливают внутри здания, так как при охлаждении из раствора в твердую фазу выделяются соли. [c.263] Первая стадия выделения соды включает следующие операции упаривание раствора с выделением в твердую фазу моногидрата соды, разделение суспензии моногидрата соды, сушку осадка, транспортирование соды на склад готовой продукции. [c.263] Упаривание раствора ведут в многокорпусных выпарных установках. С увеличением концентрации солей в растворе возрастает депрессия раствора. Поэтому упаривание раствора на этой стадии процесса целесообразно проводить в 3—4-корпус-ных выпарных батареях. Температура кипения раствора продукционного корпуса при атмосферном давлении составляет 106— 108 °С. При этой температуре из раствора в твердую фазу выделяется безводная сода. [c.263] Температура перехода безводной соды в моногидрат в содопоташных растворах с индексом по 2К+, равным 50—52 составляет около 100°С, поэтому для перехода достаточно небольшого охлаждения суспензии. В процессе разделения суспензии безводной соды такой переход происходит при охлаждении влажного осадка на роторе центрифуги. Переход части воды из жидкой фазы в твердую (при условии ее ограниченного содержания во влажном осадке) сопровождается цементизацией осадка и приводит к нарушению работы центрифуг. [c.263] Раствор, поступающий на упарку, подогревается в системе подогревателей за счет тепла вторичного пара выпарных батарей в последнем подогревателе раствор нагревается греющим паром до температуры на 2—3°С ниже температуры кипения раствора в первом корпусе батареи. Тепло конденсата выделяется при самоиспарении в системах испарителей конденсата греющего и вторичного пара. Образующийся при самоиспарении пар присоединяется к вторичному пару выпарных аппаратов. Разрежение в последнем корпусе создается барометрическим конденсатором смешения, охлаладаемым водой из системы водооборота и водокольцевым вакуум-насосом. Давление в сепараторе продукционного корпуса, а значит, и температура кипения раствора в нем регулируются путем изменения расхода охлаждающей воды на барометрический конденсатор. Регулирование работы выпарной батареи ведут путем изменения расхода исходного раствора исходя из плотности жидкой фазы суспензии продукционного корпуса. Плотность жидкой фазы суспензии поддерживается равной 1410—1420 кг/м . [c.264] В процессе работы греющие трубки выпарных аппаратов забиваются содовыми пробками, на их внутренних поверхностях отлагаются алюмосиликатные инкрустации. От содовых пробок трубки аппаратов очищают через каждые 10—40 мин работы. О степени забивки трубок судят по изменению производительности батареи. После снижения производительности на 20—30 % батарею останавливают, выпарные аппараты освобождают от суспензии. Суспензия из продукционного корпуса направляется 3 сборник упаренной суспензии, суспензия из остальных корпусов — в сборник раствора перед первой стадией выделения соды. Батарею в течение 2—3 ч промывают конденсатом или слабым раствором, затем после опорожнения от промывной жидкости открывают люки аппарата и осматривают трубки. [c.264] В случае необходимости осадок в трубках растворяют конденсатом, подаваемым через шланг, который помещают в трубку и перемещают в нем по мере растворения осадка. Для чистки трубок используется также вода под давлением до 50 МПа, подаваемая через специальные форсунки, которые помещаются внутрь трубок. Для создания такого давления применяют насосы высокого давления. Для снижения степени забивки трубок выпарных аппаратов содовыми пробками целесообразно применять выпарные аппараты с принудительной циркуляцией раствора. Скорость движения жидкости в трубках должна быть равной 1,5—2 м/с. [c.264] Для отделения от маточного раствора выделившейся в процессе упаривания твердой фазы применяют центрифуги периодического или непрерывного действия. К первым относятся полуавтоматические центрифуги периодического действия с ножевым съемом осадка и горизонтальным расположением ротора диаметром 1800 мм (ФГН-180). Достоинством этих центрифуг является возможность разделения суспензий, концентрация твердой фазы в которых может изменяться в довольно широком интервале, и невысокое содержание твердой фазы в фильтрате. При разделении суспензий производства соды и поташа в фильтрате содержится не более 10 г/л твердой фазы. В качестве фильтрующего материала используют металлическую сетку саржевого плетения. Цикл работы центрифуги состоит из следующих операций загрузки суспензии, просушки, промывки, и выгрузки осадка и регенерации сетки. Продолжительность каждой операции задается заранее при помощи реле времени (просушка, промывка осадка, регенерация сетки) или контролируется автоматически при помощи конечных выключателей (загрузка суспензии, выгрузка осадка). Фильтрующую сетку регенерируют через каждые 3—4 цикла путем промывки конденсатом или карбонатным раствором. Промывную жидкость отводят отдельно от маточного раствора. Ножи для съема осадка заменяют через каждые 10—15 дней работы вследствие абразивного износа режущих кромок. [c.265] Центрифуги непрерывного действия с пульсирующей выгрузкой осадка с горизонтально расположенным ротором могут разделять суспензию, содержащую 30—50 % твердой фазы. Показатели работы этих центрифуг зависят от содержания твердой фазы в суспензии даже при небольшом его снижении увеличиваются влажность осадка и проскок твердой фазы в фильтрат. Производительность непрерывно действующих центрифуг приблизительно вдвое выше производительности центрифуг периодического действия с роторами одинакового диаметра. Достоинствами этих центрифуг являются непрерывная и равномерная выдача осадка и меньший удельный расход электроэнергии по сравнению с центрифугами периодического действия. [c.265] С ВЫСОКОЙ скоростью осветления диаметр отстойника выбирают в зависимости от допустимой нагрузки на выгребное устройство. [c.266] Для уменьшения числа отстойников и их габаритов применяют двухступенчатое осветление суспензии. На первой ступени суспензия частично осветляется в сравнительно компактных сгустителях типа Брандес, в которых отделяется 30—40 % твердой фазы. Суспензия (30—40 % твердой фазы) из нижней части сгустителя поступает в сборник сгущенной суспензии, частично осветленная жидкость с верхней части сгустителя направляется в гравитационный отстойник типа Дорра. Осветленный раствор из верхней части отстойника направляется на дальнейшую переработку, суспензия, содержащая 30—50 % твердой фазы, — в сборник сгущенной суспензии, а затем на центрифуги. [c.266] Схема сушки соды с применением аэрофонтанной сушилки представлена на рис. 65. Хороший контакт материала с топочными газами обеспечивает высокую скорость тепломассопере-дачи между ними, поэтому аэрофонтанные сушилки имеют большую удельную производительность. Их недостатком при сушке моногидрата соды является трудность получения соды насыпной плотностью более 800—850 кг/м . [c.267] При диаметре сушилки 1100 мм ее производительность соответствует производительности центрифуги ФГП-120, что позволяет применять линейную схему компоновки оборудования. В такой схеме центрифуга служит одновременно дозирующим устройством для сушилки. Влажный осадок моногидрата соды из центрифуги по транспортеру подается в шнековый питатель сушилки, а оттуда в нижнюю часть сушилки. Здесь материал подхватывается восходящим потоком топочных газов, имеющих температуру на входе в сушилку 700—750 °С. Пройдя сушилку, материал высушивается и отделяется от газа в двух группах циклонов. Уловленная в циклонах сода поступает на общий транспортер и далее при помощи пневмотранспортера направляется на склад готовой продукции. [c.267] Вернуться к основной статье