Производство ортофосфорной кислоты экстракционным способом, производительностью 70 т/сут

1.6 Концентрирование фосфорной кислоты

Амофос, нитроаммофос, фосфорная кислота с концентрацией 45-55% P2O5 необходимы для производства двойного суперфосфата и 78-83% P2O5 для производства полифосфатов аммония и жидких удобрений. В таких случаях экстракционная фосфорная кислота подвергается упариванию. Поскольку помимо чистой фосфорной кислоты любой концентрации пар состоит только из воды, теоретически возможно получение растворов с очень высокой концентрацией. На практике остаток осложняется коррозией материалов устройства, которая значительно увеличивается с повышением температуры и концентрации кислоты. Кроме того, испарению препятствуют осадки - примеси, содержащиеся в кислоте, растворимость которых уменьшается с увеличением концентрации кислоты.

На бытовых системах экстракции для концентраций кислоты от 28–30% до 52–55% Р2О5 обычно устанавливают 3–4 однокорпусных вакуумных испарителя с камерой централизованного теплоснабжения, нагреваемой паром. Вакуумный насос -0,09 МПа поддерживается с помощью вакуумного насоса внутри устройства. Это позволяет испарение при относительно низких температурах (80-900 ° C). Корпус устройства прорезинен, камера нагрева - графитовая, процесс ведется с интенсивной принудительной циркуляцией концентрированной кислоты и в нее непрерывно добавляется слабая кислота.
2,7 тонны апатита и 2,45 тонны серной кислоты (100%) расходуются на тонну P2O5 при стехиометрическом уровне 0,915 на тонну апатита [13].

Глава 2 Расчетная часть

2.1 Усовершенствование процесса производства ЭФК

В рамках модернизации производства экстракции фосфорной кислоты, я предлагаю поменять устаревшее оборудование на новое.
Модернизация включает изготовление и установку нового форреактора, двух новых дозирующих насосов-дозаторов и реконструкцию вакуумного испарителя с заменой графитового теплообменника и поверхностной трубки конденсата.
Перед установкой форреактора, необходимо установить два весовых дозатора.
Необходимо заменить агрегаты кольцевых вакуумных насосов на новейшие, такие как агрегаты АL 100+ V агрегатов ЗАО «ЭнергоФронт», которые используются для откачки заводских паров фторидных паров и создания вакуума на ротационном вакуум-фильтре. Это первый этап замены устаревшего оборудования технологической части производства кислорода. Рекомендуется полностью обновить парк насосного оборудования на несколько лет.
Жидкокольцевые вакуумные насосы широко используются в различных отраслях народного хозяйства благодаря простоте конструкции, безаварийной работе и возможности изотермического сжатия газожидкостных смесей без загрязнения их маслом. Жидкокольцевые машины (жидкостные кольца) чаще всего используются в различных технологических процессах химической промышленности.
Жидкостные кольцевые насосы часто называют жидкостными кольцевыми насосами, потому что они в основном используют воду в качестве рабочей жидкости, а иногда и жидкостные поршневые машины. Эксцентрично расположенный ротор с радиальными лопастями (рабочее колесо) вращается в цилиндрическом корпусе, частично заполненном жидкостью. При вращении крыльчатка захватывает жидкость и отбрасывает ее в сторону корпуса. В результате внутри корпуса образуется вращающееся жидкостное кольцо, которое и дало название этому типу насоса. Между ступицей рабочего колеса и жидкостным кольцом появляется серповидное пространство, которое представляет собой рабочую полость машины. Это пространство разделено лопастями рабочего колеса на отдельные ячейки переменного объема. По мере увеличения объема ячейки происходит процесс всасывания, а по мере уменьшения процесса сжатия и разгрузки.
Процесс сжатия в насосе сопровождается интенсивным отводом тепла от сжатого газа в жидкость. Температура сжатого газа на выходе из насоса мало отличается от температуры на входе и рабочая жидкость нагревается, поэтому ее необходимо постоянно менять. Рабочая жидкость подается либо во всасывающий патрубок, либо через гидравлическое уплотнение вала рабочего колеса в рабочую полость машины и вместе с сжатым газом выходит через напорные отверстия. Основное преимущество вакуумных колец с жидкостным кольцом - простота в эксплуатации.
Жидкостно-кольцевые насосы - оптимальное решение для многих применений с низким вакуумом в нефтехимической, химической, горнодобывающей и других отраслях промышленности. Их популярность повышается за счет их общей надежности, низких эксплуатационных расходов, низкого уровня вибрации и шума, а также их уникальной способности работать с влажными газами.