Výber zariadení pre spoľahlivú produkciu kyseliny fosforečnej

1. Logika procesu základného výroby a výberu zariadení

2. Kľúčové faktory ovplyvňujúce výber zariadenia

3. Kľúčové technológie na zlepšenie spoľahlivosti

1. Logika procesu základného výroby a výberu zariadení

Ako dôležitá chemická surovina má kyselina fosforečná dva hlavné výrobné procesy: tepelné a mokré. Výber zariadení musí komplexne zvážiť technické trasy, charakteristiky surovín a požiadavky na ochranu životného prostredia, aby sa zabezpečila efektívnosť, stabilita a ochrana životného prostredia výrobného procesu.
Mokrý proces (hlavný výber):
Proces výroby kyseliny mokrej fosforečnej je súčasnou voľbou hlavného prúdu. Tento proces používa hlavne kyselinu sírovú na rozloženie fosfátovej rudyprodukuje kyselinu fosforečnú. Pretože stupeň fosfátovej rudy môže výrazne kolísať medzi rôznymi pôvodmi a dávkami, podporné zariadenie musí mať dobrú adaptabilitu na kolísanie rudy. Súčasne je kyselina sírová vysoko korozívne médium a zariadenie musí mať tiež silnú schopnosť zvládnuť vysoko korozívne médiá.
Reaktorový systém:
Pri výrobe kyseliny mokrej fosforečnej hrá reaktorový systém dôležitú úlohu. Bežné reaktory zahŕňajú viacstupňové miešané nádrže alebo tubulárne reaktory. Vzhľadom na silnú korozivitu kyseliny sírovej, aby sa zabezpečila servisná životnosť zariadenia a bezpečnosť výroby, musia byť tieto reaktory vyrobené z 316L zliatiny z nehrdzavejúcej ocele alebo zliatiny titánu. 316L z nehrdzavejúcej ocele má dobrý odolnosť proti korózii a komplexné mechanické vlastnosti a do určitej miery môže odolať korózii kyseliny sírovej; Zatiaľ čo zliatina titánu má vyššiu odolnosť proti korózii, najmä vhodný pre tvrdšie korozívne prostredie. V skutočnej produkcii používa viacstupňová miešacia nádrž interné miešacie zariadenie na úplné zmiešanie fosfátovej horniny a kyseliny sírovej, aby sa zabezpečila rovnomernosť a dostatočnosť reakcie; Tubulárny reaktor má charakteristiky rýchlej reakčnej rýchlosti a vysokej účinnosti prietokom a reakciou materiálov v potrubí.
Filtračné vybavenie:
Po dokončení reakcie je potrebné separovať generovanú kyselinu fosforečnú a sadru, čo vyžaduje použitie filtračného zariadenia. Bežne používané filtračné zariadenie obsahuje otočný filter alebo vákuový filter pásu. Presnosť filtrácie týchto filtračných zariadení musí dosiahnuť 99,5%, aby sa zabezpečilo, že obsah nečistôt v separovanej kyseline fosforečnej je čo najnižší. Filter otočnej realizácie realizuje kontinuálne filtrácie, umývanie a vykladanie operácií rotáciou otočného stola a má výhody vysokej výrobnej účinnosti a stabilnej prevádzky; Vákuový filter pásu využíva vákuové nasanie, aby sa dosiahla kyselina fosforečná filtračnou tkaninou, zatiaľ čo zvyšok sadry je zachytený na filtračnom tkanine, aby sa dosiahla separácia tuhých kvapalín, s dobrým filtračným efektom a ľahkým čistením a údržbou.
Koncentračné zariadenie:
Koncentrácia kyseliny fosforečnej získaná po filtrácii je zvyčajne nízka a musí sa koncentrovať. Koncentračné zariadenie vo všeobecnosti používa viacúčinný výparník alebo vákuový koncentrátor. Počas procesu koncentrácie je potrebné koncentráciu kyseliny fosforečnej kontrolovať na 50-54% p₂o₅. Pretože kyselina fosforečná obsahuje fluoridové ióny a je vysoko korozívne, koncentračné zariadenie musí byť vybavené skúmavkami výmeny tepla Hastelloy, ktoré sú odolné voči korózii fluoridových iónov. Hastelloy má vynikajúci odolnosť proti korózii a vysoký odolnosť v oblasti teploty, čo môže zabezpečiť stabilitu a servisnú životnosť skúmaviek na výmenu tepla počas procesu koncentrácie. Viacúčinný odparovač zlepšuje účinnosť využitia energie pomocou sekundárnej pary generovanej predchádzajúcim odparovaním ako zdrojom tepla pre ďalší efekt; Koncentrátor vákua znižuje tlak systému na odparovanie a koncentráciu kyseliny fosforečnej pri nižšej teplote, čím sa znižuje rozklad kyseliny fosforečnej a tvorbu nečistôt.
Tepelný proces (scenár s vysokou čistotou):
Proces výroby kyseliny tepelnej fosforečnej je vhodný hlavne pre scenáre s vysokými požiadavkami na čistotu kyseliny fosforečnej. Tento proces produkuje kyselinu fosforečnej prostredníctvom krokov, ako je spaľovanie žltého fosforu a absorpcia hydratácie.
Veža spaľovania žltej fosforu:
Žltá veža spaľovania fosforu je jedným z kľúčových zariadení pre tepelnúProdukcia kyseliny fosforečnice. Prijíma konštrukciu spaľovacej komory s kremenným lemom. Kremeň má dobrú vysokú teplotnú odolnosť a chemickú stabilitu a môže odolávať vysokej teplote a korozívnymi plynmi generovanými pri spaľovaní žltého fosforu. Počas procesu spaľovania musí presnosť regulácie teploty dosiahnuť ± 10 stupňov, pretože kolísanie teploty priamo ovplyvní účinnosť spaľovania žltého fosforu a kvalitu kyseliny fosforečnej. Presná regulácia teploty môže zabezpečiť úplné spaľovanie žltého fosforu a znížiť výskyt vedľajších reakcií, čím sa zlepší čistota a výťažok kyseliny fosforečnej. Prostredníctvom pokročilých systémov regulácie teploty a monitorovacích zariadení sa teplota v spaľovacej komore monitoruje a upravuje v reálnom čase, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka výrobného procesu.
Hydratácia absorpčná veža:
Hydratačná absorpčná veža sa používa na premenu plynného pentoxidu fosforu produkovaného spaľovaním na kyselinu fosforečnej prostredníctvom hydratačnej reakcie. Veža prijíma stupňový sprejový systém. Táto konštrukcia umožňuje, aby plynný pentoxidový plyn vody a fosforus úplne kontaktoval a zlepšil účinnosť absorpcie. Zároveň je absorpčná veža hydratácie vybavená modulom monitorovania hodnoty pH v reálnom čase. Monitorovaním hodnoty pH absorpčnej kvapaliny v reálnom čase je možné včas upraviť koncentráciu a prietok absorpčnej kvapaliny, aby sa zabezpečila úplná absorpčná reakcia. Keď sa hodnota pH odchýli od rozsahu nastaveného, ​​systém sa automaticky upraví, aby sa zabezpečil kvalitný a absorpčný účinok kyseliny fosforečnej. V skutočnej výrobe je potrebné optimalizovať vnútornú štruktúru a prevádzkové parametre absorpčnej veže, aby sa ďalej zlepšila účinnosť absorpcie a kvalita produktu.

2. KLIKOVÉ FAKTRICKY VÝBOR ZARIADENIA ZARIADENIA

(1) Návrh adaptability surovín
Manipulácia s nízkou úrovňou fosfátovej rudy:
Manipulácia s fosfátovou rudou nízkej kvality je kľúčovým problémom pri produkcii kyseliny fosforečnej. Pretože obsah pentoxidu fosforu (p202) v rude fosfátu nízkej triedy je nízky, na zlepšenie rýchlosti zotavenia P2O2 je potrebný špeciálny systém predbežného meniaceho sa rudy. Vertikálny valcový mlyn je bežne používané zariadenie na predbežné vyriešenie rudy. Zlepšuje častice rudy rozdrvením a brúsením rudy pomocou valca. Rafinované častice rudy majú väčšiu špecifickú povrchovú plochu a v následných chemických reakciách sa dajú podrobnejšie kontaktovať s reakčnými činidlami, ako je kyselina sírová, v následných chemických reakciách, čím sa zlepšuje účinnosť reakcie a vylúhovanie P2O2. Okrem toho je flotačné zariadenie tiež dôležitým zariadením na manipuláciu s fosfátovou rudou nízkej kvality. Počas flotačného procesu sa pridaním vhodných flotačných činidiel líšia povrchové vlastnosti fosfátových minerálov a minerálov gangu a minerály gangu a vztlak bublín sa používa na obohatenie fosfátových minerálov, čím sa ďalej zlepšuje rýchlosť zotavenia P2O2. Po týchto krokoch ošetrenia sa môže účinne zlepšiť účinnosť regenerácie P₂O₅ vo fosfátovej rudi nízkej triedy a výrobné náklady sa môžu znížiť.

 

Zariadenie na kontrolu nečistôt:
Fosfátová ruda zvyčajne obsahuje nečistoty, ako je fluór a ióny ťažkých kovov, ktoré budú mať nepriaznivý vplyv na kvalitu kyseliny fosforečnej a následný výrobný proces. Defluorinačný reaktor je vybavený systémom pridávania uhličitanu sodného. Počas reakčného procesu reaguje uhličitan sodný s fluoridom vo fosfátovej rudi, aby sa vytvorili oddeliteľné látky, ako je fluorid sodný, čím sa dosahuje účel defluorinácie. Presnou kontrolou pridaného množstva uhličitanu sodného a reakčných podmienok sa môže obsah fluóru v kyseline fosforečnej účinne znížiť. Zároveň adsorpčné zariadenie iónov ťažkých kovov používa špeciálne adsorpčné materiály, ako je napríklad aktívna uhlia, výmena iónov, atď., Adsorb a odstránenie iónov ťažkých kovov v kyseline fosforečnej. Tieto adsorpčné materiály majú veľkú špecifickú povrchovú plochu a špecifické adsorpčné miesta a môžu selektívne adsorbovať ióny ťažkých kovov, aby sa zabezpečilo, že kvalita výrobkov kyseliny fosforečnej spĺňa príslušné normy.

(2) Konfigurácia optimalizácie energetickej účinnosti
Systém na regeneráciu tepla:
V procese výroby kyseliny fosforečnej sa v reakčnej fáze uvoľní veľké množstvo odpadového tepla. Aby sa zlepšila energetická účinnosť, je použitie tepla reakčného odpadu v koncentračnej časti účinným opatrením na úsporu energie. Racionálnym navrhovaním zariadení na regeneráciu tepla, ako sú výmenníky tepla, odpadové teplo generované reakciou sa prenáša do materiálov v koncentračnej časti, čím sa znižuje dopyt po vonkajšej pary počas procesu koncentrácie. Podľa štatistík môže použitie tohto systému na obnovenie tepla znížiť spotrebu pary o 30-40%, čo výrazne zníži náklady na energiu vo výrobnom procese. Zároveň je táto metóda obnovy odpadového tepla tiež v súlade s koncepciou trvalo udržateľného rozvoja, ktorý znižuje odpad energie a vplyv na životné prostredie.
Inteligentná kontrola konverzie frekvencie:
Vysoko výkonné vybavenie, ako sú čerpadlá a ventilátory, sú hlavným zariadením náročným na energiu pri výrobe kyseliny fosforečnej. Použitím technológie inteligentnej frekvenčnej konverzie môže byť prevádzková frekvencia týchto zariadení upravená v reálnom čase podľa skutočných výrobných potrieb. Ak je výrobné zaťaženie nízke, prevádzková frekvencia zariadenia sa zníži na zníženie spotreby energie; Keď sa výrobné zaťaženie zvyšuje, zvyšuje sa prevádzková frekvencia zariadenia, aby vyhovovala výrobným potrebám. Prostredníctvom tejto inteligentnej metódy riadenia môže ročné úspory elektriny dosiahnuť 150, 000-250, 000 kw ・ h, čo nielen znižuje výrobné náklady, ale tiež znižuje opotrebenie zariadenia a rozširuje životnosť zariadenia.

3.Key Technologies na zlepšenie spoľahlivosti
(1) inovatívne použitie protikoróznych materiálov
Podšívka reaktora:
V reaktore produkcie kyseliny fosforečnej kladie prítomnosť vysoko korozívnych médií, ako je kyselina sírová, vysoké požiadavky na podšívkový materiál reaktora. Aj keď tradičná gumová podšívka má určitý stupeň odolnosti proti korózii, je náchylná na starnutie a poškodenie počas dlhodobého používania, čo ovplyvňuje životnosť reaktora. Technológia keramického keramického povlaku kremíka poskytuje lepšie riešenie pre výstelku reaktora. Keramika karbidu kremíka má charakteristiky vysokej tvrdosti, dobrej odolnosti proti opotrebeniu a silnú chemickú stabilitu a môže účinne odolať erózii vysoko korozívnych médií, ako je kyselina sírová. Životnosť výstelky reaktora pomocou technológie keramického povlaku z kremíka je 3 -krát dlhšia ako životnosť tradičnej gumovej výstelky, ktorá výrazne znižuje frekvenciu údržby a výmeny zariadenia a zlepšuje kontinuitu a stabilitu výroby.
Potrubný systém:
Potrubný systém vykonáva dôležitú úlohu transportu materiálu pri výrobe kyseliny fosforečnej. Pretože kyselina fosforečná je vysoko kyslá, najmä za podmienok s nízkym pH, odolnosť potrubia korózie je mimoriadne vysoká. Oceľové potrubie PTFE (polytetrafluóretylén) je ideálnym potrubím. PTFE má vynikajúcu chemickú stabilitu a vydrží silné kyslé médium s hodnotou pH<1. This type of pipeline can not only ensure the safe transportation of materials, but also effectively prevent pipeline corrosion and leakage, avoiding harm to the environment and production. At the same time, the PTFE-lined steel pipe has a long service life and low maintenance cost, providing a reliable guarantee for the stable operation of Produkcia kyseliny fosforečnej.

(2) inteligentný monitorovací systém
Online analyzátor:
Technológia XRF (röntgenová fluorescenčná spektroskopia) sa používa v online analyzátoroch na monitorovanie kolísania koncentrácie kyseliny fosforečnej v reálnom čase. Táto technológia môže rýchlo a presne analyzovať zmeny elementárneho zloženia a koncentrácie v kyseline fosforečnej s presnosťou ± 0. 2%. Monitorovaním koncentrácie kyseliny fosforečnej v reálnom čase môžu operátori upraviť parametre výrobného procesu v čase, aby sa zabezpečila stabilita kvality produktov kyseliny fosforečnej. Napríklad, keď sa zistí, že koncentrácia kyseliny fosforečnej sa odchyľuje od stanovenej hodnoty, pomer reakčných surovín alebo reakčných podmienok sa môže včas upraviť, aby sa zabezpečilo hladký pokrok výrobného procesu.

Prediktívna platforma údržby:
Prediktívna platforma údržby kombinuje vibračné senzory a algoritmy AI na monitorovanie a analýzu prevádzkového stavu zariadenia v reálnom čase. Senzor vibrácií môže zhromažďovať údaje o vibráciách zariadenia v reálnom čase a analyzovať a spracovať tieto údaje prostredníctvom algoritmu AI, aby sa vopred zistili potenciálne zlyhania zariadení. Napríklad, keď sa vyskytujú abnormálne zmeny v parametroch, ako je frekvencia vibrácií a amplitúda zariadenia, prediktívna platforma údržby môže varovať pred zlyhaním zariadenia 72 hodín vopred, čo umožňuje prevádzkovateľom mať dostatok času na vykonanie údržby a opravy zariadenia, vyhýbania sa Vplyv zlyhaní náhlych zariadení na výrobu a zlepšenie spoľahlivosti zariadenia a kontinuity výroby.