Производство твердых и других неорганических химических веществ (ИТС 19-2020)

Предусмотрена промывка осадка на фильтрах технологической водой, а также

подача технологического воздуха для отдувки и лучшего съема осадка с поверхности

фильтра и для регенерации фильтровальной ткани.

Осадок с фильтра с массовой долей воды от 8 до 16% системой ленточных кон-

вейеров транспортируется в отделение отгрузки мелового шлама цеха по перера-

ботке карбоната кальция.

При остановке участка по переработке карбоната кальция, с целью обеспече-

ния нормального режима работы как отделения конверсии, так и всего цеха по произ-

водству нитроаммофоски в целом, предусмотрена подача осадка с фильтра ленточ-

ными конвейерами в сушилку и шнековым конвейером на отгрузку карбоната кальция

конверсионного.

Раствор амселитры насосами подается на фильтры для удаления мелких ча-

стиц. Раствор амселитры после фильтров поступает в сосуд с мешалкой для регули-

ровки рН, где рН раствора от 6,0 до 8,5 регулируется подачей азотной кислоты.

Затем раствор амселитры перетекает в расходный резервуар аммиачной се-

литры.

Часть раствора из расходного резервуара аммиачной селитры насосом пода-

ется на орошение абсорбционной колонны, а остальное количество раствора амсе-

литры подается в отделение упарки амселитры (AN).

Сушка карбоната кальция (СаСО3)

Сушка карбоната кальция производится до массовой доли воды не более 1,5%.

Влажный карбонат кальция конвейерами подается в сушилку, где сушится до

массовой доли воды не более 1,5% и отправляется на отгрузку.

Сушка карбоната кальция может осуществляться различными способами:

- паром с давлением от 0,49 до 0,59 МПа (от 5 до 6 кгс/см²) или топочными

газами в барабанной сушилке;

- горячим воздухом (топочными газами) в вибрационной сушилке «кипящего

слоя», включающей три секции: секцию предварительной сушки, сушильную и холо-

дильную секции.

Воздух из сушилки, содержащий пыль СаСО3 и аммиак, направляется в уста-

новку очистки газовых выбросов.

Осушенный карбонат кальция охлаждается в барабанных холодильниках или в

холодильной секции сушилки «кипящего слоя», а затем в виде готового продукта пе-

редаётся на хранение.

Описание технологического процесса получения карбоната кальция приведено

в таблице 10.1.

238

Т а б л и ц а 10.1 - Описание технологического процесса производства карбоната

кальция

Входной

Стадия технологи-

Выходной поток

Основное

Природо-

ческого процесса

охранное

поток

технологическое

Продукты и

Эмис-

оборудова-

оборудование

полупро-

сии

ние

дукты

3.1

3.2

Пульпа нит-

Фильтрация

Влажный

Ротационные филь-

NH3

Скруббер

ратного мела,

мела и получе-

мел

тры, карусельные

пульпа мела

ние конверсион-

Раствор

фильтры,

ных РАС

аммиачной

селитры

Влажный мел

Сушка мела

Мел

Сушильная печь

NH3,

Циклоны,

Газ природ-

или вибрационная

мел

скруббер

ный, пар

сушилка «кипящего

слоя»

Мел

Отгрузка гото-

Мел

Силос

Циклоны, ру-

вого продукта

кавный

фильтр

10.1.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмисси в окружающую

среду при производстве карбоната кальция

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве

карбоната кальция приведены в таблице 10.2.

Т а б л и ц а 10.2 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве карбоната кальция

Единицы

Расход на 1 тонну карбоната кальция

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Кислый раствор нитрата

1,955

т/т

кальция (безводный)

Аммиак

т/т

0,45

Углекислый газ

т/т

0,63

Электроэнергия

кВт·ч/т

234

Пар

Гкал/т

0,02

Вода оборотная

м³/т

Сжатый воздух

нм³/т

Природный газ

нм³/т

Получение мела сухого из влажного

Влажный мел (ПМ)

т/т

1,25

Электроэнергия

кВт·ч/т

258/165*

Пар

Гкал/т

0,12

Вода оборотная

м³/т

Сжатый воздух

нм³/т

Природный газ

нм³/т

* При выпуске до 3500 т/свыше 3500 т.

239

Выбросы загрязняющих веществ карбоната кальция представлены в таблице

10.3.

Т а б л и ц а 10.3 - Выбросы в атмосферу производства карбоната кальция (мела)

Источники

Метод

Масса выбросов загрязняющих веществ после

выбросов

Наименование за-

очистки,

очистки в расчете на 1 тонну карбоната кальция

грязняющего ве-

обработки,

(мела), кг/т

щества

повторного

Диапазон

Среднее

использова-

значение

минимальное зна-

максималь-

ния

чение

ное

значение

Выхлоп-

Аммиак (NH3)

Установки

1,84

6,12

3,98

ная

очистки га-

труба

зов

Выхлоп-

Карбонат кальция

Установки

0,38

7,19

3,79

ная труба

очистки га-

зов

При производстве карбоната кальция технологических отходов не образуется,

образуется отход: ткань фильтровальная из разнородных материалов, загрязненная

минеральными удобрениями (не более 15%), содержащими азот, фосфор и калий

10.2 Производство гранулированного нитрата кальция

10.2.1 Описание технологического процесса производства

граннулированного нитрата кальция

Производство основано на разложении (репульпации) карбоната кальция

(мела) азотной кислотой в каскаде реакторов с дальнейшим отделением нераствори-

мых соединений от водного нитрата кальция на пресс-фильтре. Возможна технология

переработки нитрата кальция непосредственно с узла фильтрации производства

азотно-фосфорного раствора, описанного в справочнике ИТС НДТ 2-2019 «Производ-

ство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот».

Очищенный раствор нитрата кальция направляется на гранулирование в аппа-

рат кипящего слоя, в котором распылённый в капли раствор нитрата кальция обезво-

живается и кристаллизуется.

Увеличение размера гранул нитрата кальция происходит за счёт напыления по-

следующих слоев нитрата кальция на витающие в кипящем слое мелкие кристаллы

нитрата кальция. При достижении критической массы гранулы нитрата кальция под

действием силы тяжести выгружаются из гранулятора в переточный охладитель.

В переточном охладителе гранулы охлаждаются до заданной температуры и

далее направляются на классификацию, упаковку и отгрузку потребителю.

Принципиальная схема и описание процесса получения гранулированного нит-

рата кальция приведены на рисунке 10.2 и в таблице 10.4.

240

Рисунок 10.2 ― Принципиальная схема производства гранулированного нитрата кальция

Т а б л и ца 10.4 - Описание технологического процесса производства производства

гранулированного нитрата кальция

Входной

Стадия техноло-

Выходной поток

Основное

Природо-

гического про-

охранное

поток

технологиче-

цесса

Продукты и полу-

Эмис-

оборудова-

ское оборудо-

продукты

сии

ние

вание

3.1

3.2

Карбонат каль-

Прием и хране-

Карбонат кальция

Силоса

ция

ние сырья

Азотная кислота

Емкостное

Азотная кислота

Раствор нитрата

оборудова-

Раствор нит-

кальция

ние

рата кальция

Карбонат каль-

Разложение

Пульпа нитрата

Реактора

NO,

ция

карбоната каль-

кальция

NO2

ция

Азотная кислота

Пульпа нитрата

Фильтрация НК

Концентрирован-

Пресс-

кальция

ный раствор нит-

фильтр

рата кальция, кек

241

Окончание таблицы 10.4

Входной

Стадия техноло-

Выходной поток

Основное

Природо-

гического про-

охранное

поток

технологиче-

цесса

Продукты и полу-

Эмис-

оборудова-

ское оборудо-

продукты

сии

ние

вание

Концентрирован-

Грануляция,

Гранулированный

Гранулятор

Пыль

ный раствор нит-

сушка НК

нитрат кальция

рата кальция

Природный газ

Дутьевой воздух

Гранулирован-

Охлаждение го-

Гранулированный

Охладитель

Пыль

ный нитрат

тового продукта

нитрат кальция

переточный

кальция

Гранулирован-

Классификация,

Гранулированный

Дробилка

Пыль

Скруббер

ный нитрат

дробление гото-

нитрат кальция

кальция

вого продукта

Гранулирован-

Хранение и от-

Гранулированный

Фасовочный

Пыль

Скруббер

ный нитрат

грузка готового

нитрат кальция

аппарат

кальция

продукта

10.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов

и эмиссии

при

производстве гранулированного нитрата кальция

Нормы расхода сырья и энергоресурсов приведены в таблице 10.5.

Т а б л и ц а 10.5 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве нитрата кальция

Единицы

Расход на 1 тонну нитрата кальция

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Кислый раствор нит-

т/т

рата кальция (безвод-

1,01

1,02

ный)

Аммиачная

селитра,

т/т

0,00164

100%

Мел для промпредпри-

т/т

0,143

0,31

ятий

Электроэнергия

кВт·ч/т

180

192

Пар

Гкал/т

0,38

Природный газ

м³/т

147

210

Сжатый воздух

м³/т

850

1300

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве гранулирован-

ного нитрата кальция приведены в таблице 10.6.

242

Т а б л и ц а 10.6 - Выбросы в атмосферу производства гранулированного нитрата

кальция

Наименование за-

Метод очистки, обра-

Масса выбросов загрязняющих веществ после

грязняющего веще-

ботки, повторного ис-

очистки в расчете на 1 тонну продукции, кг/т

ства

пользования

минимальное

максимальное

среднее

значение

Азота оксид

0,12

1,22

1,18

Азота диоксид

0,05

1,25

1,21

Технологических отходов при производстве нитрата кальция не образуется. Об-

разуется отход: ткань фильтровальная из разнородных материалов, загрязненная ми-

неральными удобрениями (не более 15%), содержащими азот, фосфор и калий.

10.3 Получение раствора аммонизированного нитрата кальция

10.3.1 Описание процесса

Раствор аммонизированный нитрата кальция (жидкую кальциевую селитру) по-

лучают из промежуточного продукта производства удобрений азотнокислотным раз-

ложеним фосфатного сырья - плава нитрата кальция.

Плав нитрата кальция с температурой (35-60) °С насосом подается в абсорб-

ционную колонну.

Орошение колонны осуществляется технологической водой, которая подается

из расходного резервуара или отпарным конденсатом.

Изменением соотношения плава нитрата кальция и воды достигается необхо-

димая концентрация раствора аммонизированного нитрата кальция (РАНК) (или жид-

кой кальциевой селитры (ЖКС)).

Для нейтрализации избытка свободной азотной кислоты в растворе нитрата

кальция в нижнюю часть колонны подается газообразный аммиак из испарителя ам-

миака.

Вывод продукционного раствора аммонизированнного нитрата кальция (или

жидкой кальциевой селитры) из циркуляционного контура колонны осуществляется по

уровню в кубовой части.

Отходящие газы вентилятором направляются в колонну.

Принципиальная схема производства аммонизированного раствора нитрата

кальция (РАНК) представлена на рисунке 10.3.

Основное технологическое оборудование и его характеристики представлены в

таблице 10.7.

243

Т а б л и ц а 10.7 - Основное технологическое оборудование производства нитрата

кальция

Наименование

Назначение оборудова-

Существенные характеристики природо-

оборудования

ния

охранного оборудования

Скруббер

Вертикальная цилиндрическая колонна,

состоящая из двух секций. Dц.=1500мм,

Н общ.=16900 мм, Н=12500 мм,

Н юб.=3800 мм, V=25,85 м³.

Вес общ.=12,8 т

Циркулирующий насос

Насос центробежный. Q=(181…34)м³/ч,

Н=32 м, D кол.=320 мм,

BxLxH=700x1800x800 мм. Вес=625 кг

Холодильник циркулирую-

Пластинчатый теплообменник. Число

щей жидкости

пластин ― 61 шт. F=63,6 м³

Вентилятор отходящих газов

Q=7700нм3/ч. Создаваемое разряжение

=330мм вод. ст.

Емкость для хранения амо-

Горизонтальная, цилиндрическая.

низированного раствора нит-

V=100м³- E-FA680A,B; V=50м³- E-

рата кальция

FA68°C,D

Насос для перекачки аммо-

Насос центробежный. Q=65 м³/ч,

низирован-ного нитрата

Р нагн.=3,7 кгс/см²

кальция

Емкость для хранения амо-

Цилиндрическая, горизонтальная с эл-

низированного раствора нит-

липтической крышкой. Н=2800 мм,

рата кальция

V=63 м³

Емкость для хранения амо-

Цилиндрическая, горизонтальная.

низированного раствора нит-

Н=3000 мм, L=14600 мм, V=104 м³

рата кальция

Насос аммонизированного

Насос центробежный. Q=48,3 м³/ч,

раствора нитрата кальция

Н=48,3 м

Рисунок 10.3 ― Принципиальная схема производства аммонизированного раствора нитрата

кальция (РАНК)

244

10.3.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве аммонизированного раствора нитрата кальция

Нормы расхода сырья и энергоресурсов на 1 т продукта приведены в таб-

лице 10.8.

Т а б л и ц а 10.8 - Нормы расходов сырья и энергоресурсов производства аммонизи-

рованного раствора нитрата кальция

Единицы

Расход на 1 тонну нитрата кальция

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Амиак жидкий технический

т/т

0,044

Плав аммиачной селитры

NH4NO3т/т

0,67

Нитрат кальция

т/т

0,9

Воздух технологический и КИПиА

тыс.м³/т

0,2

Электроэнергия усредненная

тыс.кВт·ч/т

0,025

Вода из ливнеотстойника

тыс.м³/т

0,0003

Отходящие газы от производства аммонизированного раствора нитрата каль-

ция направляются на смежные производства для очистки.

Сточные воды направляются на смежные производства для дальнейшего ис-

пользования.

Твердых отходов производства аммонизированного раствора нитрата кальция

не образуется.

Раздел 11. Производство кальция хлористого

солянокислотным разложением известесодержащего сырья и

хлорированием известкового молока

Кальций хлористый (жидкий, порошкообразный, гранулированный) в зависимо-

сти от вида и качества продукта применяется в цветной металлургии, химической,

лесной, деревообрабатывающей, нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехими-

ческой промышленности.

Используется кальций хлористый как жидкость с низкой температурой замерза-

ния в холодильных системах, в строительстве и изготовлении строительных матери-

алов, в том числе как добавка к бетону для ускорения затвердевания и увеличения

морозостойкости строительных растворов; в медицине ― для протирания стекол с це-

лью предохранения от замерзания, в качестве осушителя газов и жидкостей. Испро-

льзуется при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог при поливке дорог

для предотвращения пыления, как антиобледенитель дорожных покрытий, а также в

качестве реагента (томпанажный раствор) для интенсификации процессов нефтедо-

бычи, в производстве пластификаторов древесно-волокнистых плит, для высадки тя-

желых металлов из растворов люминофоров, в качестве составной части шихты при

производстве кинескопов. Он является одним из основных компонентов в фармоко-

пейном производстве.

Кальций хлористый выпускается следующих марок:

245

- кальций хлористый гранулированный;

- кальций хлористый жидкий марки «Л»;

- кальций хлористый жидкий;

- кальций хлористый порошок;

- кальций хлористый кальцинированный, порошок;

- кальций хлористый кальцинированный, гранулы;

- кальций хлористый ингибированный;

- реагенты противогололедные твердые на основе хлористого кальция.

11.1 Описание технологических процессов, используемых в

производстве кальция хлористого

Технологический процесс производства кальция хлористого жидкого заключа-

ется в растворении известесодержащего сырья (известнякового камня и известково-

исвестняковой пыли) и его примесей соляной кислотой.

11.1.1 Получение кальция хлористого растворением известнякового

камня

Процесс растворения известнякового камня идет в избытке соляной кислоты с

выделением тепла и образованием кислого сырца-раствора хлористого кальция, со-

держащего примеси хлористого магния и железа и нерастворимого в соляной кислоте

остатка. Полученный таким способом кислый сырец-раствор хлористого кальция под-

вергается химической очистке, которая заключается:

- в нейтрализации избыточной соляной кислоты известковым молоком;

- в переводе растворимых примесей (МgCl2, FeCl2, FeCl3) в нерастворимые гид-

роокиси действием известкового молока (Са(ОН)2).

Получаемые на узле растворения абгазы проходят двухступенчатую очистку в

насадочных скрубберах. После химической очистки сырец ― раствор хлористого

кальция ― поступает в отстойник, где происходит естественное разделение его на

осветленную часть и донную фазу. Осветленная часть представляет собой кальций

хлористый технический жидкий, соответствующий требованиям. Донная фаза, содер-

жащая раствор хлористого кальция, гидроокиси: Мg(ОН)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3 и нерас-

творимый остаток, подвергается фильтрации и объединяется с осветленной частью

раствора хлористого кальция.

Часть полученного раствора СаСl2 направляется на склад готового продукта,

другая часть подвергается дополнительной фильтрации.

Раствор, подвергнутый фильтрации, соответствует требованиям и может пере-

даваться на залив в железнодорожные цистерны, на узел подкисления растворов, за-

тем на сушку и грануляцию хлористого кальция либо внутризаводским потребителям.

Технологическая схема производства кальция хлористого кальцинированного

состоит из следующих узлов:

- приема кальция хлористого жидкого;

- приема природного газа;

- получения сушильного агента;

- обезвоживания (сушки) раствора кальция хлористого;

246

- очистки отходящих газов;

- фасовки готового продукта;

- утилизации промывных и сточных вод;

- отгрузки готовой продукции потребителю.

Технологический процесс и схема производства гранулированного хлористого

кальция из водного раствора хлористого кальция состоят из следующих узлов:

- получения концентрированного раствора хлористого кальция;

- получения сушильного агента;

- обезвоживания концентрированного раствора хлористого кальция с получе-

нием гранулированного продукта;

- мокрой очистки отходящих газов;

- охлаждения и транспортировки готового продукта в бункер;

- затаривания, упаковки, хранения и отгрузки готового продукта;

- очистки аспирационных выбросов от пыли СаCl2;

- удаления образующихся твердых и жидких отходов.

Реагенты противогололедные твердые на основе хлористого кальция произво-

дятся по аналогичным технологиям:

- смешение хлористого кальция с хлористым натрием и модифицирующими до-

бавками;

- смешение хлористого кальция с хлористым натрием и модифицирующими до-

бавками с последующей грануляцией.

Технологические схемы производства приведены на рисунках 11.1-11.3.

Рисунок 11.1 - Принципиальная схема производства жидкого кальция хлористого

247

Описание технологического процесса производства хлористого кальция приве-

дено в таблице 11.1, перечень основного оборудования производства хлористого

кальция - в таблице 11.2, природоохранное оборудование производства кальция

хлористого - в таблице 11.3.

Т а б л и ц а 11.1 - Описание технологического процесса производства хлористого

кальция

Входной

Стадия тех-

Выходной поток

Основное

Приро-

поток

нологиче-

технологи-

до-

ского про-

Продукты и полупро-

Эмис-

ческое

охран-

цесса

дукты

сии

обордова-

ное обо-

ние

рудова-

ние

Получение кальция хлористого жидкого

Соляная кислота, из-

Прием и

Соляная кислота, из-

Емкостное

Карбо-

вестняк, известковое

подготовка

вестняк, известковое

оборудо-

нат

молоко

сырья

молоко

вание,

кальция

бункер

расходный

Соляная кислота, из-

Растворе-

Реакционная масса:

Раствори-

вестняк,

ние из-

кислый сырец ― рас-

тель доза-

вестняко-

твор хлористого каль-

тор, скруб-

вого камня

ция

бер наса-

дочный

Известковое молоко

Нейтрали-

Сырец ― раствор хло-

Нейтрали-

зация кис-

ристого кальция

затор

лого реак-

ционного

раствора

Сырец - раствор хло-

Осветление

Шлам на размещение

Отстойник,

ристого кальция

и фильтра-

Раствор

хлористого

Фильтр

ция

кальция в емкость

КМП или

аналог

Раствор хлористого

Дополни-

Кальций

хлористый

Фильтр

кальция

тельная

жидкий марки Л

ПАР или

фильтра-

аналог

ция

Получение кальция хлористого (порошок)

Раствор СаCI2, 32%

Абсорбция

Раствор СаCI2,

Циркуляци-

СаCI2

газов от

45%

онный бак,

стадии

скруббер

сушки

пенный,

скруббер-

каплеот-

бойник

Раствор СаCI2, 45%

Сушка рас-

СаCI2

Сушильная

твора хло-

кальцинированный

башня, теп-

ристого

логенера-

кальция

тор

газо-

вый,

циклон

249

Окончание таблицы 11.1

Входной

Стадия тех-

Выходной поток

Основное

Приро-

нологиче-

технологи-

до-

поток

ского про-

Продукты и полупро-

Эмис-

ческое

охран-

цесса

дукты

сии

обордова-

ное обо-

ние

рудова-

ние

СаCI2

Расход-

кальцинированный

Фасовка

кальцинированный не

ный бун-

СаCI2

менее 90%

кер, винто-

вой пита-

тель

Отходящие газы со

Очистка

Скруберные воды в

Скруб-

СаCI2

стадии фасовки,

отходящих

производство СаCI2,

бер

Отходя-

вода

газов от

щие

фасовки

газы в

атмо-

сферу

Получение кальция хлористого гранулированного

Раствор СаCI2, 32%

Абсорбция

Раствор СаCI2

Реактор

газов от

45%

стадии

грануля-

ции и

сушки

Раствор СаCI2, 45%

Грануля-

Паро-газовая смесь

СаCI2

Гранулятор

ция

СаCI2

кальцинирован-

Про-

кипящего

ный гранулированный

мывные

слоя,

воды с

Теплогене-

узла

ратор газо-

грануля-

вый,

ции

СаCI2

Фасовка

СаCI2

кальцинирован-

СаCI2

Фасовочная

гранулированный

ный гранулированный

Про-

машина

мывные

воды с

узла фа-

совки

Т а б л и ц а

11.2 - Основное технологическое оборудование производства кальция

хлористого

Наименование

Назначение обору-

Существенные характеристики технологического обо-

оборудования

дования

рудования

Растворитель

Растворение извест-

Объем 27,8 м³

някового камня

Фильтр КМП

Фильтрация реакци-

Площадь фильтрации 25 м²

онной массы

250

Окончание таблицы 11.2

Наименование

Назначение обору-

Существенные характеристики технологического обо-

оборудования

дования

рудования

Башня сушильная

Сушка

хлористого

Производительность 1,1 т/ч

кальция

D=5500 мм Н=10480 мм

V=180 м³

Вертикальный цилиндрический аппарат с тангенци-

альным вводом сушильного агента. Конус сушильной

башни оборудован эл. вибраторами и ручными толка-

телями. Сталь углеродистая, теплоизолирован

Скруббер насадоч-

Предназначен для

Сталь углеродистая гуммированная, футерованная

ный

очистки абгазов с

графитовой плиткой, Н ― 9660 мм. Высота рабочего

узла растворения из-

слоя из колец Рашига 4 м

вестняка

Гранулятор с секци-

Гранулирование хло-

Производительность 4,4 т/ч

ями КС и газо-

ристого кальция

D=3000-4000 мм;

очистки

Н=26 000 мм

Циклон

Улавливание пыли

D=2200 мм, Н=4600 мм

кальция хлористого

Сталь углеродистая

из отработанных га-

зов

Скруббер-каплеот-

Улавливание капель-

Имеет два ряда титановых кассет с фторопластовой

бойник

ной влаги из отрабо-

стружкой. Снабжен распылительными форсуноками.

танного сушильного

Материал ― титан ВТ-1-0

реагента

Т а б л и ц а 11.3 -Природоохранное оборудование производства кальция хлористого

Наименование

Назначение обору-

Существенные характеристики природоохранного обо-

оборудования

дования

рудования

Скруббер пенный

Мокрая очистка от-

Оборудован двумя рабочими решетками и каплеотбой-

ходящих топочных

ным слоем колец Рашига. Имеет форсунки для промывки

газов

отбойного слоя колец орошающей жидкостью

Материал ― титан ВТ-1-0

11.1.2 Получение кальция хлористого растворением пыли известково-

известняковой

Способ получения кальция хлористого технического жидкого основан на взаи-

модействии соляной кислоты (побочном продукте синтеза хладонов и мономера-4) с

пылью известково-известняковой в стехиометрическом соотношении.

Реакция синтеза протекает с большим выделением тепла и пенообразованием

вследствие выделения углекислого газа. Полученный раствор кальция хлористого, со-

держащий механические примеси, из реактора синтеза перекачивается через гидро-

циклон в отстойники. Сгущенная часть раствора из гидроциклона подвергается отста-

иванию и механической очистке в песколоувителе. Отходы после пескоуловителя пе-

редаются на размещение.

В процессе отстаивания раствора с массовой долей основного вещества не ме-

нее 32,5% происходит осаждение нерастворимых примесей в виде сгущенного осадка

и осветление верхних слоев раствора. Скорость процесса отстаивания контролиру-

ется по изменению уровня осветленной части раствора в отстойнике. Осветленная

251

часть раствора самотеком сливается в сборник готового продукта, шламовая часть

разбавляется водой. Полученный после дополнительного отстаивания слабый рас-

твор кальция хлористого с массовой долей менее 32% возвращается в производство.

Сгущенный осадок после каждой операции отстаивания размывается водой и направ-

ляется в шламонакопитель.

Образующиеся кислые технологические газы из реактора синтеза протягива-

ются через стальную абсорбционную колонну, орошаемую речной водой. Колонна -

вертикальный цилиндрический аппарат, внутри которого на решетках уложены кольца

Ра-шига. Отработанная вода из куба колонны по трубопроводу самотеком сливается

в емкость и далее передаётся на станцию нейтрализации кислых стоков.

Раствор кальция хлористого из сборников готового продукта отгружается потре-

бителю в ЖДЦ, контейнерах-цистернах, передвижных емкостях.

Технологический процесс производства кальция хлористого технического жид-

кого состоит из следующих стадий:

- прием и хранение сырья;

- синтез кальция хлористого;

- перекачка раствора в отстойники;

- отстаивание и слив товарного продукта;

- розлив готового продукта.

Технологическая схема производства кальция жидкого приведена на ри-

сунке 11.4.

Рисунок 11.4 - Принципиальная схема производства жидкого кальция

хлористого технического

Производство кальция хлористого жидкого путем ратсворения пыли извест-

ково-известняковой соляной кислотой состоит из четырех основных стадий:

На стадии приема и хранения сырья

Соляная кислота (побочный продукт синтеза хладонов и мономера-4) по кис-

лотопроводу поступает в емкости для хранения, из которых передается в производ-

ство. Пыль известняково-известковая поступает в ЖД, автотранспорте, передается на

252

хранение в силосы, транспортируется в производство в контейнерах. Запыленный

воздух проходит очистку в циклоне, рукавном фильтре.

На стадии синтеза

Синтез кальция хлористого осуществляют в реакторах периодического дей-

ствия, для чего в реактор подают соляную кислоту и при непрерывном перемешива-

нии порциями загружают пыль известково-известняковую.

Процесс получения кальция хлористого протекает по реакции:

СаО + 2НСl = CaCl2 + Н2О + Q

с большим выделением тепла и пенообразованием вследствие выделения углекис-

лого газа. Температура в реакторе синтеза поддерживается не более 60 °С, отвод

тепла осуществляется циркуляцией реакционной массы через теплообменник, охла-

ждаемый водой. После загрузки расчетного количества известесодержащего сырья

процесс продолжается при постоянном перемешивании до полной нейтрализации со-

ляной кислоты, одновременно подачей сухого известесодержащего сырья доводят

значение pH среды в реакторе не менее 7.

На стадии отстаивания

Раствор кальция хлористого, содержащий механические примеси, из реактора

синтеза перекачивается через гидроциклон в отстойники. Сгущенная часть раствора

из гидроциклона подвергается отстаиванию и механической очистке в песколоуви-

теле. Отходы после пескоуловителя передаются на размещение. В процессе отстаи-

вания раствора с массовой долей основного вещества не менее 32,5% происходит

осаждение нерастворимых примесей в виде сгущенного осадка и осветление верхних

слоев раствора. Скорость процесса отстаивания контролируется по изменению

уровня осветленной части раствора в отстойнике. Осветленная часть раствора само-

теком сливается в сборник готового продукта, шламовая часть разбавляется водой.

Полученный после дополнительного отстаивания слабый раствор кальция хлористого

с массовой долей менее 32% возвращается в производство. Сгущенный осадок после

каждой операции отстаивания размывается водой и перекачивается в шламонакопи-

тель.

На стадии хранения готового продукта, передачи потребителю

Раствор кальция хлористого из сборников готового продукта отгружается потре-

бителю в ЖДЦ, контейнерах-цистернах, передвижных емкостях.

Основное технологическое оборудование производства жидкого кальция хло-

ристого путем растворения соляной кислотой пыли известково-известняковой пред-

ставлено в таблице 11.4, природоохранное оборудование производства кальция хло-

ристого путем растворения соляной кислотой пыли известково-известняковой - в

таблице 11.5.

Т а б л и ца 11.4 - Основное технологическое оборудование производства кальция

хлористого путем растворения соляной кислотой пыли известково-известняковой

Основные характеристики тех-

Наименование оборудования

Назначение оборудования

нологического оборудования

Реактор синтеза

Растворение пыли известняково-

Вертикальный,

цилиндриче-

известковой

ский с коническим днищем и

плоской крышкой, имеет ло-

пастную мешалку V = 40 м³.

253

Окончание таблицы 11.4

Основные характеристики тех-

Наименование оборудования

Назначение оборудования

нологического оборудования

Отстойник

Предназначен для осаждения не-

Горизонтальный цилиндриче-

растворимых примесей из рас-

ский аппарат со сливными па-

твора-сырца

трубками, расположенными по

высоте аппарата. V=63 м³.

Т а б л и ц а 11.5 - Природоохранное оборудование производства кальция хлори-

стого путем растворения соляной кислотой пыли известково-известняковой

Основные характеристики при-

Наименование оборудования

Назначение оборудования

родоохранного оборудования

Колонна абсорбционная

Предназначена для очистки тех-

Стальной вертикальный цилин-

нологических сдувок с узла син-

дрический аппарат c кубом в

теза

нижней части. Насадка

―

кольца Рашига (из керамики).

D=800 мм, Н=6965 мм

Фильтр рукавный

Предназначен для очистки запы-

Тип ВК-90. F фильтр.= 90 м².

ленного воздуха на узле приема и

Количество рукавов 30 шт. D

хранения сырья

рукава ― 150 мм

Циклон

Предназначен для очистки запы-

Тип НЦ-15. D=600 мм

ленного воздуха на узле приема и

хранения сырья

Фильтр рукавный

Предназначен для очистки запы-

Тип ФК-90, F фильтра=30 м²,

ленного воздуха на узле приема и

количество рукавов = 30 шт., D

хранения сырья

рукава ― 150 мм

11.1.3 Получение кальция хлористого жидкого хлорированием

известкового молока

Способ получения кальция хлористого жидкого основан на взаимодействии

хлора с гидроксидом кальция, содержащимся в известковом молоке. С целью обез-

вреживания гипохлорита кальция и растворенного хлора, содержащихся в прохлори-

рованном щелоке, последний нагревают и продувают воздухом в присутствии восста-

новителя (мелассы, лигносульфаната). Обезвреженные щелока подвергают фильтра-

ции и выпариванию.

Сырьем для производства известкового молока служит камень известняковый.

Камень известняковый подвергается обжигу в шахтной печи за счет тепла, выделяю-

щегося при горении природного газа. Получаемая в процессе обжига известь негаше-

ная комовая подвергается гашению водой в аппаратах гашения. Образующееся из-

вестковое молоко подвергается очитке от нерастворимых примесей в последова-

тельно установленных классификаторе и гидроциклоне. Известковое молоко после

очистки направляется на хлорирование и другим потребителям.

Принципиальная схема производства представлена на рисунке 11.5.

254

Т а б л и ц а 11.6 - Описание технологического процесса производства хлористого кальция

Входной

Стадия техно-

Выходной поток

Основное техно-

Природо-

логического

логическое обору-

охранное

поток

Продукты и полу-

Эмиссии

процесса

дование

оборудова-

продукты

ние

Известняк,

Приготовле-

Известковое мо-

Печь обжига, ем-

Оксид

вода

ние известко-

локо

костное обору-

кальция

вого молока

дование

Известко-

Хлорирова-

Реакционная

Колонна хлори-

Хлорид

вое мо-

ние известко-

масса: раствор

рования

кальция

локо, хлор

вого молока

хлористого каль-

ция

Раствор

Фильтрация и

Раствор хлористого

Рамный фильтр-

хлористого

выпаривание

кальция в емкость

пресс, испари-

кальция

Шлам на размеще-

тель

ние

Т а б л и ц а

11.7 - Основное технологическое оборудование производства кальция хлори-

стого

Наименование

Существенные характеристики технологи-

Назначение оборудования

оборудования

ческого оборудования

Печь обжига шахтная

Обжиг известкового камня

Производительность - 200 т/сутки

Объем шахты - 365 м³

Колонна хлорирования

Хлорирование известкового

D=1000 мм;

молока

L=12200 мм

Испаритель

Выпаривание раствора хло-

D=1600 мм;

ристого кальция

H=4000 мм

Фильтр-пресс рамный

Фильтрация раствора хлори-

Площадь фильтрации - 63 м²

стого кальция

Классификатор

спи-

Классификация сыпучего ма-

L=6730 мм

ральный

териала

B=1290 мм

H=1585 мм

11.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве хлористого кальция

Нормы расходов сырья, материальных и энергетических ресурсов при произ-

водстве кальция хлористого приведены в таблицах 11.8-11.10.

Т а б л и ц а 11.8 - Нормы расходов сырья, материалов и энергетических ресурсов

при производстве кальция хлористого из известкового камня

Расход на 1 тонну кальция хлористого

Наименование ресурсов

Единицы измерения

Минимальный

Максимальный

Камень известняковый

т/т

0,28

0,311

Соляная кислота, 100%

т/т

0,233

0,8

Едкий натр

т/т

0,0003

0,0004

Фторгипс

т/т

0,03

Расход энергоресурсов на производство кальция хлористого жидкого

Электроэнергия

кВт·ч/т

4,7

13,6

Пар

Гкал/т

0,02

0,104

256

Окончание таблицы 11.8

Расход на 1 тонну кальция хлористого

Наименование ресурсов

Единицы измерения

Минимальный

Максимальный

Вода горячая

Гкал/т

0,01

0,02

Вода производственная

м³/т

0,01

0,04

Воздух сжатый

м³/т

Расход энергоресурсов на производство кальция хлористого (порошок)

Электроэнергия

кВт·ч/т

Пар

Гкал/т

Вода горячая

Гкал/т

Вода производственная

м³/т

0,1

0,5

Воздух сжатый

м³/т

2000

2500

Природный газ

м³/т

200

240

Расход энергоресурсов на производство кальция хлористого гранулированного

Электроэнергия

кВт·ч/т

100

113,2

Пар

Гкал/т

0,06

0,07

Вода горячая

Гкал/т

0,01

Вода производственная

м³/т

0,08

0,3

Воздух сжатый

м³/т

529

740

Природный газ

м³/т

200

272

Т а б л и ц а 11.9 - Нормы расходов сырья, материалов и энергетических ресурсов

при производстве жидкого кальция хлористого из пыли известково-известняковой

Расход на 1 тонну кальция хлористого

Наименование ресурсов

Единицы измерения

Минимальный

Максимальный

Кислота соляная (HCl 22

т/т

1,29

1,564

Пыль известняково-из-

т/т

0,34

0,414

вестковая

Электроэнергия

кВт·ч/т

21,1

27,1

Вода производственная

м³/т

7,1

Воздух сжатый

нм³/т

103,3

115

Т а б л и ц а 11.10 - Нормы расходов сырья, материалов и энергетических ресурсов при про-

изводстве жидкого кальция хлористого хлорированием известкового молока

Расход на 1 т кальция хлористого

Наименование ресурсов

Единицы измерения

Минимальный

Максимальный

Камень известняковый

т/т

0,54

Хлор

т/т

0,26

Вода речная

м³/т

8,78

Природный газ

т.у.т./т

0,04

Электроэнергия

кВт·ч/т

98,2

Пар

Гкал/т

0,43

Выбросы в атмосферу при производстве кальция хлористого приведены в таб-

лицах 11.11 - 11.13.

257

Т а б л и ц а 11.11 - Выбросы в атмосферу при производстве кальция хлористого

Источники

Наименова-

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ после

выбросов

ние загрязня-

обработки, по-

очистки в расчете на 1 тонну продукции, кг/т

ющего веще-

вторного ис-

ства

пользования

Диапазон

Среднее

значение

минимальное

максималь-

значение

ное

значение

Производ-

Взвешенные

Пылеулавли-

0,049

ство кальция

вещества

вание

хлористого

Водород

Абсорбция

0,057

0,166

0,12

жидкого

хлористый

Производство

Кальций кар-

Абсорбция

0,057

0,066

0,062

кальция хло-

бонат

ристого твер-

дого (порош-

Кальций хло-

Абсорбция

23,87

кового, грану-

рид

лированного)

Т а б л и ц а 11.12 - Выбросы в атмосферу при производстве кальция хлористого хло-

рированием известкового молока (подготовка сырья - обжиг известнякового камня,

гашение)

Источники

Наименова-

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ после

выбросов

ние загрязня-

обработки,

очистки в расчете на 1 т известкового молока,

ющего веще-

повторного

кг/т

ства

использования

Диапазон

Среднее

значение

минимальное

максимальное

значение

Азота диок-

0,026

0,028

0,027

сид

Азота оксид

0,005

0,007

0,006

Сера диоксид

0,005

0,007

0,006

Производство

Углерод ок-

0,140

0,160

0,150

кальция хло-

сид

ристого жид-

Пыль неорга-

0,013

0,015

0,014

кого

ническая с

содержанием

кремния ме-

нее 20 про-

центов

258

Т а б л и ц а 11.13 - Выбросы в атмосферу при производстве кальция хлористого хло-

рированием известкового молока

Источники

Наименова-

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ после

выбросов

ние загрязня-

обработки, по-

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

ющего веще-

вторного ис-

Диапазон

среднее

ства

пользования

значение

минимальное

максималь-

значение

ное

значение

Производство

Хлор

0,040

0,070

0,055

кальция хло-

Пыль неорга-

0,0006

0,0010

0,0008

ристого жид-

ническая с со-

кого

держанием

кремния ме-

нее 20 про-

центов

Сбросы при производстве кальция хлористого солянокислотным растворением

известнякового камня отсутствуют.

Образующиеся абсорбционные (скрубберные) жидкости и промывные воды в

методе получения кальция хлористого растворением соляной кислотой камня извест-

някового возвращаются в производственный цикл.

Сгущенный осадок после отстаивания кальция хлористого технического жид-

кого, полученного растворением пыли известняково-известковой соляной кислотой,

направляется на шламонакопитель.

Образующаяся в результате мокрой очистки технологических сдувок с узла син-

теза кальция хлористого на основе пыли известково-известняковой отработанная

вода из абсорбционной колонны передается на узел нейтрализации кислых стоков.

В процессе производства кальция хлористого из известкового камня образуется

шлам-отход известь некондиционная в количестве 6360,8 тонн в год. Отход направ-

ляется на размещение.

При механической очистке раствора-сырца кальция хлористого, полученного на

основе пыли известняково-известковой, образуется отход от пескоуловителя (с со-

держанием SiO2 70 %) в количестве 2 тонн в год. Отход направляется на размещение.

В процессе производства кальция хлористого хлорированием известкового мо-

лока образуется осадок при утилизации хлора и хлорсодержащих газов в количестве

5,9-7,1 кг/т продукта. Отход направляется на размещение. Также в производстве об-

разуются отходы различных видов загрязненных фильтровальных тканей.

Раздел 12. Производство сульфата кальция

По происхождению получаемый сульфат кальция можно разделить на две

большие группы:

1) гипс и ангидрит природного происхождения;

2) химически осажденные гипс, полугидрат сульфата кальция и ангидрит.

259

Получение продуктов первой группы относится к горнодобывающей промыш-

ленности (производство нерудных строительных материалов) и в настоящем справоч-

нике НДТ не рассматривается.

Ко второй группе относится сульфат кальция, который образуется в различных

производствах в качестве побочного продукта:

- реагипс (сернистый гипс, сульфогипс) образуется при мокрых способах улав-

ливания SO2 (десульфуризация, сероочистка) из отходящих газов процессов сжига-

ния топлива в различных технологических агрегатах ТЭС, металлургии, химической

промышленности и других производств;

- фосфогипс, фосфополугидрат ― побочные продукты производства экстрак-

ционной фосфорной кислоты сернокислотным способом;

- борогипс ― побочный продукт сернокислотного разложения борсодержащих

минералов при получении борной кислоты;

- цитрогипс ― образуется при получении лимонной кислоты биохимическом

способом;

- фторангидрит (фторогипс) ― побочный продукт сернокислотного производ-

ства плавиковой кислоты из полевого шпата;

- хлорогипс (рапный гипс) ― получается при кальциевой очистке рассолов от

сульфатов;― образуется при осаждении из растворов (например, сточных вод) суль-

фатов железа известковым молоком;

- титаногипс ― побочный продукт сернокислотной переработки титанового сы-

рья;

- гидролизный гипс ― побочный продукт технологической обработки целлю-

лозы;

- тартратогипс ― побочный продукт производства винной кислоты.

В связи с крупнотоннажностью производства в России фосфорсодержащих ми-

неральных удобрений на основе экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) особое

место в производственных мощностях сульфата кальция занимают производители

фосфогипса и фосфополугидрата. При рассмотрении вопросов транспортирования,

хранения и использования оба продукта часто именуют просто фосфогипсом.

При получении 1 т P2O5 в ЭФК на отечественных предприятиях образуется 4,20-

6,5 т фосфогипса (в пересчете на сухой дигидрат сульфата кальция). Откуда следует,

что при полной загрузке российских мощностей по производству ЭФК может образо-

вываться 13,5 млн т фосфогипса в год (в пересчете на сухой дигидрат сульфата каль-

ция).

12.1 Описание технологических процессов, используемых в

производстве фосфогипса

В справочнике НДТ ИТС 2-2019 «Производство аммиака, минеральных удобре-

ний и неорганических кислот» приведена подробная информация по производству

ЭФК с попутным получением фосфогипса. Там же приведены основные направления

использования фосфогипса.

Процесс производства ЭФК и фосфогипса состоит из следующих основных ста-

дий:

260

1) приема и хранения фосфатного сырья и серной кислоты;

2) экстракции ― разложения фосфатного сырья с кристаллизацией сульфата

кальция в форме дигидрата или полугидрата;

3) фильтрации ― разделения реакционной пульпы на вакуум-фильтрах с мно-

гократной противоточной промывкой осадка;

4) концентрирования ЭФК;

5) хранения ЭФК (кремнефтористоводородной кислоты);

6) хранения фосфогипса;

7) абсорбционной очистки образующихся в процессе производства фторсодер-

жащих газов перед выбросом в атмосферу (с получением кремнефтористоводород-

ной кислоты)

Принципиальная схема производства ЭФК и фосфогипса с указанием стадий

технологического процесса представлена на рисунке 12.1.

Рисунок 12.1 ― Принципиальная схема производства ЭФК и фосфогипса

261

Хранение фосфогипса происходит на специально организованных объектах

складирования. Со стадии хранения фосфогипс может быть использован в народном

хозяйстве как непосредственно, так и после дополнительной обработки для измене-

ния его качественных характеристик.

В настоящее время на предприятиях дополнительная обработка фосфогипса

проводится в целях уменьшения содержания в нем свободной влаги и/или увеличения

его плотности за счет уплотнения.

12.1.1 Непосредственное использование фосфогипса

Фосфогипс в народном хозяйстве России используется в качестве следующих

продуктов:

- кальцийсеросодержащего удобрения;

- мелиоранта;

- добавки при производстве комплексных NPS/NPKS/PKS серосодержащих

удобрений;

- строительного материала, используемого при сооружении автомобильных до-

рог;

- строительного материала для сооружения дамб;

- сырья для производства термосульфата кальция.

12.1.2 Дополнительная обработка фосфогипса

После дополнительной обработки фосфогипс используется в качестве:

- кальцийсеросодержащего удобрения;

- мелиоранта;

- добавки к цементному клинкеру перед его помолом в качестве регулятора

сроков схватывания цемента;

- добавки при производстве комплексных NPS/NPKS/PKS серосодержащих

удобрений;

- наполнителя в лакокрасочной промышленности;

- строительного материала для сооружения дамб.

Дополнительная обработка при производстве названных продуктов подразуме-

вает следующие стадии:

1) вылеживание фосфогипса на объекте складирования;

2) взрыхление материала с возможной транспортировкой на специальный уча-

сток;

3) фасовку и отгрузку потребителю.

12.2 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду

В процессе производства ЭФК и фосфогипса в газовую фазу выделяются со-

единения фтора. Отходы производства отсутствуют.

Основными вредными компонентами выбросов в атмосферу являются фторсо-

держащие газы. Данные по выбросам представлены в таблицах 12.1 и 12.2.

262

Для очистки отходящих газов от фтора перед выбросом в атмосферу использу-

ются абсорбционные системы. Метод определения содержания фтора в отходящих

газах ― потенциометрический.

Таблица 12.1 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве фос-

фогипса полугидратным методом

Источ-

Наименование загрязня-

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих ве-

ники

ющего вещества

обработки, по-

ществ после очистки в расчете на 1

выбро-

вторного исполь-

тонну продукции, кг/т

сов

зования

минималь-

максималь-

среднее

ное значе-

значение

ние

Выхлоп-

Фториды газообразные

ная

(гидрофторид, кремний

0,006

0,019

0,013

труба

тетрафторид) (в пере-

счете на фтор)

Абсорбция

Таблица 12.2 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве фос-

фогипса дигидратным методом

Масса выбросов загрязняющих ве-

Источ-

Метод очистки,

ществ после очистки в расчете на 1

ники

Наименование загрязня-

обработки, по-

тонну продукции, кг/т

выбро-

ющего вещества

вторного исполь-

минималь-

максималь-

среднее

сов

зования

ное значе-

значение

ние

Выхлоп-

Фториды газообразные

Абсорбция

0,005

0,028

0,015

ная

(гидрофторид, кремний

труба

тетрафторид) (в пере-

счете на фтор)

В производстве ЭФК и фосфогипса сточные воды, непосредственно сбрасыва-

емые во внешние водоемы, не образуются. Технологические растворы, содержащие

фтор, Р2О5 и другие компоненты, перерабатываются в цикле производства ЭФК и фос-

фогипса. Очищенные воды после нейтрализации повторно используются в водообо-

ротных циклах цехов ЭФК и предприятий.

Раздел 13. Производство сульфата алюминия

Сульфат алюминия является наиболее распространенным коагулянтом, приме-

няемым в водоочистке для обработки питьевых и промышленных вод. Коагулирующие

свойства обусловлены образованием коллоидной гидроокиси алюминия и основных

сульфатов в результате гидролиза. В процессе коагуляции Al(OH)3 коллоидные ча-

стицы примесей, находящиеся в воде, захватываются и выделяются вместе с гидрок-

сидом алюминия в виде студенистых хлопьев. После химической обработки воду

фильтруют.

Жидкий сульфат алюминия (коагулянт) заливают в цистерны, стальные контей-

неры и бочки согласно нормативным документам, утвержденным в установленном по-

рядке.

263

Основные физико-химические свойства алюминия сульфата технического жид-

кого (коагулянта):

- химическая формула основного вещества ― Al2(SO4)3;

- удельный вес ― 1,26÷1,28 г/см³.

Область применения алюминия сульфата технического жидкого (коагулянта) ―

очистка воды от примесей.

Сырьем для получения алюминия сульфата технического жидкого являются

гидроксид алюминия и серная кислота.

Производство осуществляется методом разложения гидроксида алюминия сер-

ной кислотой с получением раствора сульфата алюминия. Актуальные обобщенные

данные об объемах выпуска данного продукта отсутствуют.

13.1 Производство алюминия сульфата технического жидкого

13.1.1 Описание технологических процессов, применяемых при

производстве алюминия сульфата технического жидкого

Процесс производства алюминия сульфата технического жидкого состоит из

следующих основных стадий:

- приема исходного сырья ― серной кислоты, хозяйственно-питьевой воды и

гидроксида алюминия;

- приготовления пульпы гидроксида алюминия;

- нейтрализации пульпы гидроксида алюминия серной кислотой с получением

плава сульфата аммония;

- разбавления плава водой с получением раствора сульфата алюминия;

- очистки раствора сульфата алюминия от нерастворимого остатка путем

фильтрования.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 13.1.

264

Рисунок 13.1 ― Производство алюминия сульфата технического жидкого

Прием исходного сырья

Серная кислота, содержащая от 92,5% до 94% H2SO4, поступает по трубопро-

воду в приемные баки. Гидроксид алюминия поступает в мягких контейнерах типа

«биг-бег» и через приемный бункер загружается в бак приготовления пульпы, запол-

ненный хозяйственно-питьевой водой.

Приготовление пульпы гидроксида алюминия

Приготовление пульпы гидроксида алюминия осуществляется в периодическом

режиме. Из приемного бункера в бак, заполненный хозяйственно-питьевой водой, по-

дается гидроксид алюминия. Пульпа гидроксида алюминия готовится с плотностью от

1370 до 1400 кг/м³.

Нейтрализация пульпы гидроксида алюминия серной кислотой с получе-

нием плава сульфата алюминия

Процесс получения плава сульфата алюминия осуществляется в периодиче-

ском режиме. В приготовленную суспензию гидроксида алюминия осуществляют рав-

номерную дозировку серной кислоты.

Взаимодействие гидроксида алюминия с серной кислотой описывается следую-

щим уравнением реакции:

3H2SO4 + 2Al(OH)3 = Al2(SO4)3 + 6H2O.

Процесс сопровождается экзотермическим эффектом (558,7 кДж/кг плава суль-

фата алюминия с концентрацией 16,2% в пересчете на Al2O3).

Тепло, выделяющееся в ходе реакции, разогревает реакционную смесь до тем-

пературы кипения плава от 110 до 120 °С. Для увеличения полноты прохождения ре-

акции взаимодействия гидроксида алюминия с серной кислотой в реактор после окон-

чания кипения плава подается пар. Время варки составляет от 30 до 40 мин.

265

В процессе реакции и при нагреве реакционной массы паром выделяется не-

большое количество водяных паров, которые несут с собой брызги плава и аэрозоль

серной кислоты. Удаление паровой смеси в атмосферу производится за счет есте-

ственной конвекции через вентиляционную трубу.

Разбавление плава водой с получением раствора сульфата алюминия

Для приготовления жидкого коагулянта используют плав с концентрацией от 14

до 16% в пересчете на Al2O3. В реактор с приготовленным плавом при постоянном

перемешивании подается хозяйственно-питьевая вода для разбавления до получе-

ния раствора сульфата алюминия требуемой концентрации (от 6,7 до 7,7% в пере-

счете на Al2O3).

Очистка раствора сульфата алюминия от нерастворимого остатка путем

фильтрования

Для снижения содержания в растворе сульфата алюминия малорастворимых

примесей ниже 0,05% и получения осветленного раствора производится фильтрация

неосветленного раствора на рамном пресс-фильтре. Кек после фильтрации представ-

ляет собой неразложившийся гидроксид алюминия, возвращается в производство. Го-

товый продукт направляется в емкости хранения.

Описание технологического приведено в таблице 13.1.

Таблица 13.1 ― Описание технологического процесса производства алюминия суль-

фата технического жидкого

Входной

Стадия техноло-

Выходной поток

Основное

Природо-

гического про-

охранное

поток

технологиче-

цесса

оборудо-

Продукты и

Эмиссии

ское оборудо-

вание

полупродукты

вание

3.1

3.2

Серная кислота,

Прием

исход-

Сырье

Емкостное

гидроксид алюми-

ного сырья

оборудова-

ния, хозяй-

ние, бункер,

ственно-питьевая

ц/б насосы

вода

Гидроксид алюми-

Приготовление

Пульпа гид-

Емкостное

ния, хозяй-

пульпы гидрок-

роксида

оборудова-

ственно-питьевая

сида алюминия

алюминия

ние

вода

Пульпа гидрок-

Получение

Плав суль-

Пыль,

Емкостное

сида алюминия,

плава сульфата

фата алюми-

аэрозоль

оборудова-

серная кислота,

алюминия

ния

серной

ние, ц/б

пар

кислоты

насосы

Плав сульфата

Получение рас-

Раствор

Емкостное

алюминия, хозяй-

твора сульфата

сульфата

оборудова-

ственно-питьевая

алюминия

ние

вода

Раствор сульфата

Очистка рас-

Алюминия

Рамный

алюминия

твора сульфата

сульфат тех-

пресс-фильтр

алюминия

нический

фильтрованием

жидкий

266

Производство твердых и других неорганических химических веществ (ИТС 19-2020) - часть 5