содержание      ..     5      6      7      8     ..

Производство твердых и других неорганических химических веществ (ИТС 19-2020) - часть 7

Т а б л и ц а 14.5 - Описание технологического процесса производства гексафторида

серы

Входной

Стадия техно-

Выходной поток

Основное

Природо-

логического

охранное

поток

технологическое обо-

процесса

оборудова-

рудование

ние

Основные, по-

Эмис-

бочные и проме-

сии

жуточные про-

дукты

1

2

3.1

3.2

4

5

Сера твер-

Прием и хра-

Сера жидкая

Плавитель серы

-

дая

нение серы

Сера жид-

Синтез газ: SF6,

Реактор синтеза

-

Синтез гекса-

кая, фтор

HF, CF4, SF4,

фторида серы

S2F10

Синтез газ:

Сырец SF6, HF,

Реактор пиролиза

SF6

SF6, HF,

Пиролиз газа

CF4, SF4,

CF4, SF4,

синтеза

S2F10

Сырец SF6,

Очистка газа

SF6, CF4, H2O

Три последова-

SF6

HF, CF4,

синтеза

тельно установлен-

SF4,

ные насадочные ко-

лонны

SF6, CF4,

Осушка и ком-

Сырец SF6, CF4

Теплообменник, ко-

SF6

H2O

примирование

лонны с цеолитом

для осушки газа,

газовые фильтры,

компрессор

Сырец SF6,

Ректификация

Элегаз SF6

Ректификационная

SF6

CF4

гексафторида

колонна, осуши-

серы

тель, теплообмен-

ник

Элегаз SF6

Розлив гото-

Элегаз SF6

Емкость-хранилище

SF6

вого продукта

Т а б л и ц а 14.6 - Основное технологическое оборудование производства

Назначение

Существенные характеристики приро-

Наименование оборудования

оборудования

доохранного оборудования

Плавитель серы

Плавление серы

Вертикальный аппарат с рубашкой

V = 0,4 м³

Реактор синтеза

Процесс синтеза гекса-

Сварной аппарат с 5 горизонтальными

фторида серы

секциями, верхняя часть которых охла-

ждается водой, нижняя оборудована

рубашкой для обогрева паром

V = 0,4 м³

Блок пиролиза

Разложение

Тип «труба в трубе»

пентафторида серы

V = 303 л,

температура стенки - 500 °C

290

формы, более подходящие для долгосрочного хранения. Предпочтительной формой

такого хранения является инертная, химически стойкая, нелетучая и нерастворимая

оксидная форма ― закись-окись урана U3O8 (обедненная закись-окись урана) в виде

прессованного порошка, который может храниться в контейнерах упрощенной кон-

струкции из нелегированной стали в течение длительного времени.

Схема процесса переработки ОГФУ приведена на рисунке 14.4. В основе рекон-

версии ОГФУ лежит технология пирогидролиза парами воды. Процесс осуществля-

ется в две стадии. Вначале ОГФУ переводят в оксофторид (UO2F2). Затем UO2F2 при

повышенной температуре (около 500 °С) переходит в U3O8.

UF6 + 2Н2O → UO2F2 + 4НF

6UO2F2 + 6Н2O → 2U3O8 + 12НF + O2.

Рисунок 14.4 ― Схема получения БФВ из ОГФУ

В результате пирогидролиза фтор переводится в 70% плавиковую кислоту, ко-

торая направляется на реализацию, а также на установку ректификации с получением

безводного фтористого водорода и 40% плавиковой кислоты. Закись-окись урана

уплотняется и упаковывается в контейнеры.

14.2.4.2 Производство водорода фтористого безводного методом

термического разложения плавикового шпата серной кислотой

Процесс производства безводного фтористого водорода состоит из следующих

основных стадий:

- приема, хранения, транспортировки и подготовки сырья;

- разложения плавикового шпата серной кислотой;

- предварительной очистки и охлаждения реакционного газа;

- конденсации реакционного газа;

292

- ректификации;

- абсорбции и десорбции.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 14.5.

Рисунок 14.4 - Производство БФВ из плавикового шпата

Прием, хранение, транспортировка и подготовка сырья

Плавиковый шпат доставляется на переработку железнодорожным транспор-

том, далее передается на хранение в силосы, откуда пневмотранспортом подается в

производство.

Олеум и серная кислота поступают в железнодорожных цистернах, передаются

на хранение, а затем в виде моногидрата, полученного смешением олеума и серной

кислоты, направляются в производство.

Разложение плавикового шпата серной кислотой

Получение безводного фтористого водорода основано на обработке флюори-

тового флотационного концентрата серной кислотой:

CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF.

293

Описание технологического процесса приведено в таблице 14.7, перечень ос-

новного технологического оборудования ― в таблице 14.8.

Т а б л и ц а 14.7 - Стадии производства БФВ из плавикового шпата

Выходной поток

Природо-

Стадия техно-

Основное техноло-

охранное

Входной поток

логического

гическое оборудова-

Продукты и по-

оборудо-

Эмиссии

процесса

ние

лупродукты

вание

1

2

3.1

3.2

4

5

Серная

кис-

Прием, хране-

Сырье

-

Емкостное оборудо-

лота,

олеум,

ние, транспор-

вание,

смеситель,

плавиковый

тировка и под-

ц/б насосы

шпат

готовка сырья

Плавиковый

Разложение

Фтористый во-

-

Барабанная печь

шпат,

серная

плавикового

дород

+ при-

кислота, воз-

шпата серной

меси Н2О, SO2,

вратная серная

кислотой

SiF4, S, СО2;

кислота,

при-

непрореаг.

родный газ

CaF2 и H2SO4;

кислый отвал

Кислый отвал,

Нейтрализа-

Фторангидрит

Фторгипс загрязнен-

Смеситель

известковая

ция

кислого

(ПП)

ный

Шнек

пыль

отвала

Фтористый во-

Предвари-

Фтористый во-

-

Промывная колонна

дород

+ при-

тельная

дород

+ при-

насадочного

типа,

меси Н2О, SO2,

очистка, охла-

меси; серная

форконденсатор (ко-

SiF4, S, СО2;

ждение реак-

кислота + при-

жухотрубчатый теп-

непрореаг. CaF2

ционного газа

меси

лообменник),

ем-

и H2SO4

костное оборудова-

ние, насосы

Фтористый во-

Конденсация

Смесь НF+

-

Конденсатор (кожу-

дород

+ при-

реакционного

SiF4; Сырец

хотрубчатый тепло-

меси

газа

HF + примеси

обменник), емкост-

SО2, Н2SО4,

ное оборудование,

Н2SiF6

насосы

Сырец HF

+

Ректификация

Безводный HF

-

Ректификационная

примеси

SО2,

(ГП); возврат-

колонна, емкостное

Н2SО4, Н2SiF6

ная Н2SО4

оборудование,

насосы

Смесь НF+ SiF4;

Абсорбция

и

20÷45% Н2SiF6

Кислые стоки

Колонны абсорбци-

серная кислота;

десорбция

(ПП)

онные/ десорбцион-

вода;

едкий

ные насадочные, ем-

натр

костное оборудова-

ние, насосы

295

14.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду

14.3.1 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии при

производстве фтора

Расходные нормы сырья и энергоресурсов приведены в таблице 14.9.

Таблица 14.9 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресур-

сов при производстве фтора

Единицы изме-

Расход на 1 т фтора

Наименование

рения

Минимальный

Максимальный

Калий едкий

т/т

0,009

0,065

Фтористый водород

т/т

1,01

1,45

Азот

м³/т

59

100

Карбонатные породы

т/т

0,250

0,650

Электроэнергия

кВт·ч/т

11 360

18200

Вода

м³/т

264

714

Пар

Гкал/т

1,105

15,64

Холод - 15

Гкал/т

0,00

0,04

Выбросы и сбросы загрязняющих веществ приведены в таблицах 14.10 и 14.11.

Осуществляется сброс сточных вод в систему водоотведения.

Т а б л и ц а 14.10 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

фтора

Источники

Наименование

Метод очистки, обра-

Масса выбросов загрязняющих веществ

выбросов

загрязняющего

ботки, повторного ис-

после очистки в расчете 1 тонну фтора

вещества

пользования

серы, кг/т

минимальное

макси-

Среднее

значение

мальное

значе-

значение

ние

Производ-

Фтористый во-

Конденсация, вод-

ство

дород, раство-

ная и щелочная аб-

фтора

римые фториды

сорбция.

-

1,52

1,52

Адсорбционная

очистка

297

Т а б л и ц а 14.11 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве фтора

Источник

Наименова-

Направление

Метод очистки

Показатели сбросов загрязняю-

сброса

ние загрязня-

сбросов

или повторного

щих веществ в расчете на 1

ющего веще-

использования

тонну фтора, кг/т

ства

минималь-

макси-

Среднее

ное значе-

маль-

значение

ние

ное

значе-

ние

Произ-

Фторид-анион

Накопитель,

Нейтрализация

20,45

водство

канализация

фтора

кислых стоков

14.3.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии при

производстве фтористого кальция

Расходные нормы сырья и энергоресурсов при производстве фтористого каль-

ция приведены в таблице 14.12.

Т а б л и ц а 14.12 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве фтористого кальция

Единицы

На 1 тонну фтористого кальция

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Калий едкий

кг/т

1650

1850

Фтористый водород, 100%

кг/т

-

600

Кальций хлористый 32% марка «Л»

кг/т

4900

5370

Электроэнергия

кВт·ч/т

7500

7500

Пар

Гкал/т

-

27,7

Вода производственная

м³/т

-

200

Вода хозяйственная

м³/т

-

38

Выбросы загрязняющих веществ и прочие факторы воздействия приведены

в таблицах 14.13.

Сбросы и производственные отходы не образуются.

Т а б л и ц а 14.13 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

фтористого кальция

Источники

Наименование

Метод очистки, об-

Масса выбросов загрязняющих веществ

выбросов

загрязняющего

работки, повтор-

после очистки в расчете на 1 тонну фто-

вещества

ного использования

ристого кальция, кг/т

минималь-

максималь-

среднее

ное значе-

ное значение

значение

ние

Производ-

Фтористый во-

ство фто-

дород, раство-

Абсорбция

-

2,41

-

рида каль-

римые фто-

ция

риды

298

14.3.3 Текущие уровни потребления ресурсов

и эмиссии

при

производстве гексафторида серы

Расходные нормы сырья и энергоресурсов приведены в таблице 14.14.

Т а б л и ц а 14.14 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве гексафторида серы

Единицы

Расход на 1 тонну продукта

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Сера молотая

т/т

0,24

0,37

Калий едкий

т/т

0,037

0,242

Цеолит

кг/т

0,13

0,9

Фтор-газ

т/т

0,83

1,0

Электроэнергия

кВт·ч/т

1184

1736

Пар

Гкал/т

3,11

15,6

Вода производственная

м³/т

0,0

29,1

Вода оборотная

м³/т

150

1220

Холод - 15

Гкал/т

0,25

2,3

Холод - 40

Гкал/т

1,02

2,2

Воздух

м³/т

700

1976

Азот

м³/т

10

50

Выбросы и сбросы загрязняющих веществ приведены в таблицах 14.15 и 14.16.

Т а б л и ц а 14.15 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

гексафторида серы

Источники

Наименование загряз-

Метод очистки, об-

Масса выбросов загрязняющих ве-

выбросов

няющего вещества

работки, повтор-

ществ после очистки в расчете на

ного использова-

1 тонну гексафторида серы кг/т

ния

минималь-

максималь-

среднее

ное значе-

ное значе-

значение

ние

ние

Производ-

Гексафторид

-

3,75

16,6

16,52

ство гекс-

серы (SF6)

афторида

Фториды газообраз-

серы

ные (гидрофторид,

кремний тетрафто-

-

0,009

0,012

0,011

рид) (в пересчете на

фтор))

299

Т а б л и ц а 14.16 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве гексафторида

серы

Источник

Наименова-

Направление

Метод очистки

Показатели сбросов загрязняю-

сброса

ние загрязня-

сбросов

или повтор-

щих веществ в расчете на 1 тонну

ющего веще-

ного использо-

гексафторида серы, кг/т

ства

вания

мини-

макси-

среднее

мальное

мальное

значе-

значение

значение

ние

Производ-

Фторид ион

Накопитель,

ство гекса-

канализация

-

-

139,7

-

фторида

кислых сто-

серы

ков

14.3.4 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии при

производстве безводного фтористого водорода

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве безводного фтори-

стого водорода (БФВ) приведены в таблице 14.17.

Т а б л и ц а 14.17 - Нормы расхода сырья и энергоресурсов в производстве

безводного фтористого водорода из плавикового шпата

Единицы изме-

Расход на 1 т продукта

Наименование

рения

минимальный

максимальный

Плавиковый шпат, м. ФФ-95

т

2,14

2,3793

Олеум, 100%

т

2,07

2,22

Кислота серная, 100%

т

0,73

0,7519

Пыль известковая

т

0,38

0,47

Натр едкий, 100%

т

0,019

0,034

Электроэнергия

кВт·ч

128

289

Вода производственная

9,1

9,62

м³

Воздух сжатый

484

1244

м³

Пар

Гкал

0,53

0,79

Холод минус 20

Гкал

0,79

0,85

Газ природный

м³

0,138

0,16

Побочные продукты

Кислота кремнефтористоводо-

0,146

т

0,068

родная техн.

Фторангидрит

т

3,68

4,10

Характеристика выбросов и отходов, образующихся при производстве БВФ,

приведена в таблицах 14.18-14.19. Сброса сточных вод во внешнюю среду производ-

ство БФВ из плавикового шпата не имеет. Кислые стоки со стадии абсорбции/десорб-

ции направляются на станцию нейтрализации кислых стоков.

301

Т а б л и ц а 14.18 - Выбросы в атмосферу производства БФВ из плавикового шпата

Наименование загрязняю-

Метод очистки, об-

Масса выбросов загрязняющих веществ после

щего вещества

работки, повтор-

очистки в расчете на 1 тонну БВФ, кг/т

ного использова-

ния

минимальное

максимальное

среднее

значение

значение

значение

Азота диоксид

-

0,024

0,353

0,247

Азота оксид

-

0,04

0,057

0,043

Взвешенные вещества

-

0,083

0,568

0,447

Серная кислота

Абсорбция

0,0005

0,005

0,001

Фториды газообразные

(HF, SiF4 (в пересчете на

Абсорбция

0,00008

0,03

0,0006

фтор)

Т а б л и ц а 14.19 - Отходы производства БФВ из плавикового шпата

Масса образующихся отходов произ-

Способ утили-

водства, кг/т

Класс

Наименова-

Источник обра-

зации, обез-

Сред-

опасно-

Минималь-

Максималь-

ние

зования

вреживания,

нее

сти

ное значе-

ное значе-

размещения

значе-

ние

ние

ние

Фторгипс за-

4

-

Захоронение

3,0

6,39

4,7

грязненный

Раздел 15. Производство алюминия фтористого технического

Фторид алюминия в основном используется при получении первичного алюми-

ния, также он может применяться в стекольной промышленности и при производстве

эмалей. Добавка фторида алюминия в качестве флюса в электролитические ванны

вместе с криолитом и плавиковым шпатом позволяет снизить температуру электро-

литной массы и повысить текучесть электролита. При производстве первичного алю-

миния на 1 т продукции расходуется от 15 до 40 кг фторида алюминия. Из-за проблем

с эмиссией фтор-газов на предприятиях первичного алюминия потребление фтори-

стых солей значительно снизилось за последние 30-40 лет.

Фторид алюминия согласно его физическим свойствам подразделяют на про-

дукт высокой насыпной плотности (High bulk density ― HBD) и низкой насыпной плот-

ности (Low bulk density ― LBD). Получают эти продукты принципиально разными спо-

собами: первым ― так называемым «сухим» способом, обрабатывая активированный

оксид алюминия газообразным фтороводородом, вторым ― гидрохимическими спо-

собами при нейтрализации кремнефтороводородной кислоты (далее КФВК) или фто-

роводородной кислоты гидроксидом алюминия (в настоящий момент не применяется).

Вне зависимости от того, что содержание основного вещества в продуктах LBD

выше, что, несомненно, является их конкурентным преимуществом, производители

первичного алюминия, использующие автоматические системы дозировки реагентов,

отдают предпочтение продуктам HBD. Фторид алюминия высокой плотности проще

дозируется (без зависания в бункере), и его быстрое погружение в расплавленный

300

Рисунок 15.1 - Блок-схема процесса получения фторида алюминия «сухим» способом

15.1.2 Получение фторида алюминия при переработке КФВК

«Легкий» фторид алюминия получают при нейтрализации раствора КФВК гид-

роксидом алюминия («гидрохимические» способы). Производства «легкого» фторида

алюминия часто находятся на одной площадке с производствами фосфорсодержа-

щих удобрений, т. к. источником дешевого фтора при этом является КФВК - побочный

продукт получения упаренной экстракционной фосфорной кислоты (см. ИТС по

наилучшим доступным технологиям «Производство аммиака, минеральных удобре-

ний и неорганических кислот, 2019 г.). При использовании КФВК в качестве фторсо-

держащего сырья фторид алюминия получают следующими способами:

а) с осаждением тригидрата фторида алюминия:

H2SiF6 + 2Al(OH)3 = 2AlF3(р-р) + SiO2↓ + 4H2O

AlF3(р-р) + 3H2O = AlF3·3H2O(тв)↓

<300°C

AlF3·3H2O = AlF3·0,5Н2О+ 2,5H2O

<550°С

AlF3·0,5H2O = AlF3·+ 0,5H2O

>300°С

2 AlF3 + 2 H2O = Al2O3 + 6HF;

б) с осаждением аммонийного криолита:

H2SiF6 + 2Al(OH)3 = 2AlF3(р-р) + SiO2↓ + 4H2O

AlF3(р-р) + NH4F(р-р) = NH4F·AlF3(тв)↓

600°C

NH4F·AlF3(тв) = AlF3 + NH3 + HF

>300°С

2 AlF3 + 2 H2O = Al2O3 + 6HF.

В настоящее время в России «легкий» AlF3 из КФВК производится по способу а)

через осаждение тригидрата фторида алюминия (далее ТФА).

303

В основе технологии лежит свойство фторида алюминия образовывать пересы-

щенный раствор с длительным индукционным периодом кристаллизации, что позво-

ляет отфильтровать кремнегель из реакционной массы. Из пересыщенного водного

раствора фторид алюминия при температуре 85-95 °С кристаллизуется в виде три-

гидрата AlF3·3H2O, который отфильтровывается и прокаливается сначала при темпе-

ратуре 300 °С до полугидрата, а затем при 550 °С до безводного фторида алюминия.

Технология производства фторида алюминия из КФВК через осаждение ТФА

состоит из следующих основных стадий:

- нейтрализации КФВК и удаления SiO2;

- кристаллизации ТФА;

- сушки и прокалки ТФА;

- очистки отходящих газов;

- очистки аспирационных газов.

Блок-схема производства фторида алюминия из КФВК через осаждение ТФА

показана на рисунке 15.2.

Рисунок 15.2 - Блок-схема процесса получения «легкого» фторида алюминия из

КФВК

304

Таблица 15.1- Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресур-

сов при производстве фторида алюминия

Единицы

Расход на 1 тонну фторида алюминия

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Кремнефтористоводородная кис-

1

т/т

лота

Гидроксид алюминия

т/т

0,89

Топливо (природный газ)

тыс. нм³/т

0,185

Электроэнергия

тыс. кВт·ч/т

0,3

Низкопотенциальный пар

Гкал/т

1,1

Сжатый воздух

тыс. нм³/т

0,075

Особенностью «гидрохимических» способов производства фторида алюминия

из КФВК является то, что данное производство находится на одной площадке с про-

изводством фосфорсодержащих удобрений, где КФВК образуется в качестве побоч-

ного продукта производства упаренной ЭФК, и очень сильно связано производствен-

ными потоками с производством ЭФК. К примеру, производство ЭФК передает в про-

изводство фторида алюминия раствор КФВК, обратно производство фторида алюми-

ния передает маточный раствор, который используется при получении КФВК, и сточ-

ные воды на нейтрализацию известковым молоком. Собственные сбросы отсут-

ствуют.

Собственных многотоннажных отходов производство фторида алюминия не об-

разует. Получаемый SiO2 репульпируется водой и направляется в производство ЭФК

в составе сточных вод, а затем совместно с фосфогипсом направляется в шламона-

копитель.

Характеристика выбросов, образующихся при производстве фторида алюми-

ния при переработке КФВК, приведены в таблице 15.2.

Таблица 15.2 - Выбросы в атмосферу производства фторида алюминия

Масса выбросов загрязняющих веществ

Источ-

Наименование

Метод очистки, обра-

после очистки в расчете на 1тонну торида

ники

загрязняющего

ботки, повторного ис-

алюминия, кг/т

выбросов

вещества

пользования

минимальное

максималь-

среднее

значение

ное значение

значение

Выхлоп-

Фториды газо-

Обеспыливание,

ная

2,39

2,89

2,65

образные

абсорбция

труба

Раздел 16. Производство

натрия

кремнефтористого

технического

Натрий кремнефтористый технический (химическая формула Na2SiF6 ― далее

КФН) выпускается промышленностью в виде мелкокристаллического порошка серого

цвета.

Чистый Na2SiF6 представляет собой кристаллический порошок белого цвета,

истинная плотность 2,7 г/см³, растворимость при 25 °С составляет 0,76 г в 100 г воды.

307

Принципиальная технологическая схема производства КФН из КФВК и соды

приведена на рисунке 16.1.

Рисунок 16.1 Принципиальная технологическая схема производства КФН из КФВК и соды.

КФН получают при осаждении кристаллов Na2SiF6 нейтрализацией кремнефто-

роводородной кислоты с концентрацией не менее 8% содовым раствором, затем по-

лученную суспензию сгущают в радиальных сгустителях, сгущенную суспензию

направляют на сушку в аппарат кипящего слоя с подслоем из кварца. Готовый продукт

улавливают в циклонах, и затаривают. Маточные растворы направляют на нейтрали-

зацию, с получением осветленной воды, используемой в водооборотном цикле пред-

приятия. Отходящие газы от стадии сушки КФН подвергаются абсорбционной очистке

и выбрасываются в атмосферу.

Стадия приготовления содового раствора

Кальцинированная сода поступает в мешках типа «БигБэг» из которых выгру-

жается в специальные бункера. Приготовление содового раствора производится пе-

риодически при помощи емкости с мешалкой. Концентрация содового раствора со-

ставляет не менее 15%. Для растворения соды используется речная вода или паро-

вой конденсат.

Стадия нейтрализации КФВК содовым раствором

Нейтрализация КФВК производится периодическом режиме. В реактор пода-

ется раствор КФВК, затем добавляется содовый раствор. При рН = 2,5…6,0 образу-

ется суспензия КФН.

Реактор нейтрализации представляет собой вертикальный цилиндрический ап-

парат с коническим днищем, футерованный диабазовой плиткой в 2 слоя, оснащен-

ный лопастной мешалкой.

309

В верхней части реактора установлен брызгоотбойник, предназначенный для

предотвращения выплескивания пены из реактора.

Сгущение разбавленной суспензии КФН

Разбавленная нейтрализованная суспензия КФН из буферного сборника пода-

ется в сгуститель, где сгущается до Т/Ж не более 3/1, затем подается в сборник сгу-

щенной суспензии. Осветленная жидкость, представляющая собой маточный раствор

КФН, направляется на утилизацию на станцию нейтрализации кислых стоков.

Сгуститель представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с кони-

ческим днищем, оснащенный перемешивающим устройством.

Сушка сгущенной суспензии КФН

Сушка сгущенной суспензии КФН осуществляется дымовыми газами от сжига-

ния природного газа с температурой 500…700 °С в аппарате кипящего слоя «КС». Сгу-

щенная суспензия КФН при помощи сжатого воздуха распыляется на кварцевый слой

распределительной решетки аппарата «КС». Аппарат «КС» работает на вынос про-

дукта.

Пылегазовая смесь, содержащая фтористые газы, из аппарата кипящего слоя

поступает в циклоны, где продукт улавливается и ссыпается в бункер готового про-

дукта.

Очистка отходящих газов

Газ после циклонов, содержащий фтористые газы, мелкодисперсный КФН,

пары воды и продукты сгорания топлива, направляется на мокрую очистку в скруббер,

орошаемый слабым щелочным раствором. Дебалансный абсорбционный раствор по-

дается на стадию сгущения.

Скруббер представляет собой полую башню, оснащенную форсунками для рас-

пыления абсорбционной жидкости на дымовые газы.

16.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду

Нормы расхода сырья и энергоресурсов приведены в таблице 16.1.

Таблица 16.1 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве кремнефторида натрия

Расход на 1 тонну кремнефторида

Единицы

натрия

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Кремнефтористоводородная кислота

т/т

-

0,82

Сода кальцинированная техническая в натуре

т/т

-

0,73

Топливо (природный газ)

тыс. нм³/т

-

0,081

Электроэнергия

тыс. кВт·ч/т

-

0,168

Низкопотенциальный пар

Гкал/т

-

0,35

Сжатый воздух

тыс. нм³/т

-

0,18

Характеристика выбросов, образующихся при производстве кремнефтористого

натрия нейтрализацией кремнефтористоводородной кислоты содовым раствором с

последующим сгущением в сгустителях и сушкой продукта, приведена в таблице 16.2.

310

Таблица 16.2 ― Выбросы в атмосферу производства натрия кремнефтористого тех-

нического

Источ-

Наименование загрязня-

Метод очистки, об-

Масса выбросов загрязняющих ве-

ники вы-

ющего вещества

работки, повтор-

ществ после очистки в расчете на 1

бросов

ного использова-

тонну Na2SiF6, кг/т

ния

минималь-

максималь-

среднее

ное значе-

ное значе-

значение

ние

ние

Выхлоп-

Фториды газообразные

Обеспыливание,

-

0,054

-

ная

Фториды неорганические

абсорбция

1,32

труба

хорошо растворимые

–

-

(пыль кремнефтористого

натрия)

Раздел 17. Производство технических, кормовых и пищевых

фосфатов

Основные сферы применения неорганических фосфатов:

- в производстве удобрений;

- в производстве кормовых фосфатов;

- в производстве синтетических моющих средств (стиральные порошки и

т. д.) ― триполифосфат натрия;

- пищевые фосфаты.

17.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время

17.1.1 Производство дефторированного фосфата (ДФФ)

Производство фосфата дефторированного (кальция фосфата кормового) осу-

ществляется методом гидротермокислотной переработки Ковдорского апатитового

концентрата в присутствии фосфорной кислоты, едкого натра и кварцсодержащей до-

бавки во вращающихся обжиговых печах.

Мощность производства фосфата дефторированного составляет 220 тыс. т в

год натуры, содержащей не менее 41 % Р2О5.

Количество технологических линий ― 5.

В состав производства фосфата дефторированного входит установка получе-

ния гидрооксида аммония (аммиачной воды).

Производство фосфата дефторированного осуществляется методом гидротер-

мокислотной переработки апатитового концентрата с добавкой фосфорной кислоты и

каустической соды во вращающихся обжиговых печах.

Узлы приема сырья, его хранения, а также все технологическое оборудование,

находящееся по технологической цепочке после обжиговых печей, являются общими

для всего производства, включающее бункера для приема клинкера, его размола, рас-

сева, затарки и отгрузки.

311

Сырьем для производства ДФФ являются:

- экстракционная фосфорная кислота;

- апатитовый концентрат;

- каустическая сода;

- песок кварцевый.

Процесс производства дефторированного (кормового) фосфата состоит из сле-

дующих основных стадий:

- приема и хранения апатитового концентрата, едкого натра, кварцсодержащей

добавки и фосфорной кислоты;

- дозирования апатитового концентрата, фосфорной кислоты, едкого натра и

кварцсодержащей добавки, приготовления шихты в смесителях;

- гидротермокислотной переработки шихты (обесфторивание);

- классификации продукта после печи, фасовки готового продукта марки «G»;

- размола клинкера, охлаждения и фасовки готового продукта марки «Р»;

- приготовления аммиачной воды;

- очистки отходящих газов от пыли и фтористых соединений;

- утилизации тепла и приготовления питательной воды для котлов-утилизато-

ров.

Схема производства дефторированного фосфата приведена на рисунке 17.1.

Рисунок 17.1 ― Производство дефторированного фосфата

312

Сущность технологического процесса получения гидрооксида аммония (амми-

ачной воды) заключается в испарении жидкого аммиака и последующем растворении

газообразного аммиака в воде.

Процесс испарения жидкого аммиака и превращение его в газообразный проте-

кает в теплообменнике с поглощением тепла; процесс растворения газообразного ам-

миака в воде ― в абсорберах с выделением тепла.

Описание технологичсекого процесса производства ДФФ приведено в таб-

лице 17.1.

Таблица 17.1 ― Описание технологического процесса производства ДФФ

Входной

Стадия тех-

Выходной поток

Основное технологи-

Приро-

нологиче-

ческое оборудование

до-

поток

ского про-

охран-

цесса

ное обо-

Продукты и по-

Эмиссии

рудова-

лупродукты

ние

1

2

3.1

3.2

4

5

Апатитовый кон-

Прием

и

Апатитовый

Пыль

Бункерные

тран-

центрат, едкий

хранение

концентрат,

апатита

шеи,

конвейеры,

натр, кварцсо-

сырья

едкий натр,

бункера, пневмока-

держащая до-

кварцсодержа-

мерные насосы, ц/б

бавка, фосфор-

щая добавка,

насосы,

силосы,

ная кислота,

фосфорная

циклон,

рукавный

сжатый воздух

кислота

фильтр,

вентиля-

тор, хранилища

Газообразный

Приготовле-

Гидроксид ам-

Газооб-

Теплообменник, аб-

аммиак, химочи-

ние аммиач-

мония (амми-

разный

сорбер, ёмкости,

щенная вода

ной воды

ачная вода)

аммиак

насосы, дыхатель-

ные клапаны

Апатитовый кон-

Смешение:

Пульпа, шихта

-

Автоматический ве-

центрат, едкий

дозирова-

совой дозатор, сме-

натр, кварцсо-

ние сырья и

сители, циклон, ру-

держащая до-

приготовле-

кавный фильтр,

бавка, фосфор-

ние шихты

вентилятор

ная кислота,

сжатый воздух,

вода

Шихта, воздух

Гидротермо-

Клинкер

Печные

Вращающаяся печь

для сжигания

кислотная

газы

обжига, откатная го-

природного газа

переработка

релка, рекупера-

шихты

торы

(обесфтори-

вание)

315

Окончание таблицы 17.1

Входной

Стадия тех-

Выходной поток

Основное технологи-

Приро-

нологиче-

ческое оборудование

до-

поток

ского про-

охран-

цесса

ное обо-

Продукты и по-

Эмиссии

рудова-

лупродукты

ние

Клинкер

Классифи-

Готовый про-

Запылен-

Бункера, питатели,

кация. Фа-

дукт марки G

ный воз-

конвейера, силосы,

совка гото-

дух

инерционный гро-

вой продук-

хот, двухситный

ции

грохот, циклон, ру-

кавный фильтр,

вентилятор, магнит-

ный железоотдели-

тель

Клинкер

Размол

Очищенный

Пыль (за-

Конвейера, силосы,

клинкера

воздух, гото-

пылен-

питатель, шаровая

вый

продукт

ный воз-

мельница, электро-

марки Р

дух)

магнитный железо-

отделитель, циклон,

рукавный фильтр,

вентилятор

Клинкер

Охлаждение

Охлажденный

Пыль

Холодильный бара-

клинкера

продукт

(запы-

бан

ленный

воздух)

Продукт

Фасовка и

Продукт

Пыль

Фасовочная ма-

хранение го-

шина

тового про-

дукта

Отходящие из

Очистка от-

Очищенные от

Пыль,

Пыльная камера,

вращающейся

ходящих га-

пыли и фтори-

фтори-

котел-утилизатор,

печи газы, ре-

зов от пыли

стых соедине-

стые со-

групповой циклон,

турная пыль,

и фтористых

ний газы

едине-

пенный абсорбер,

сжатый воздух

соединений

ния, ам-

насосы, циркуляци-

аммиачная вода,

миак

онные сборники,

оборотная вода

осевой брызгоуло-

витель, вентилятор

Отходящие

Утилизация

Охлажденные

-

Котел-утилизатор,

газы, образовав-

тепла с по-

отходящие

пароперегреватели,

шиеся в печи

лучением

газы, перегре-

экономайзер, ре-

перегретого

тый пар со сни-

дукционная уста-

пара

женным давле-

новка

нием

Вода из реки

Приготовле-

Питательная

-

Механические

ние

пита-

вода

для

фильтры, установка

тельной

котла-утилиза-

умягчения, емкости,

воды

тора

насосы, подогрева-

тель, деарационно-

питательная уста-

новка

316

Рисунок 17.2 ― Процесс производства фосфатов обесфторенных кормовых

Узел приема и подачи мела на производство

Мел природный технический зафасованный в биг-бэги по 0,5-1,5 т поступает на

склад цеха по производству кормовых фосфатов кальция автомобильным транспор-

том.

Узел приема и подачи фосфорной кислоты на производство

Обесфторенная фосфорная кислота с содержанием около 62÷64 % Р2О5 (ФК)

поступает по трубопроводу в приемный сборник фосфорной кислоты.

Приемный сборник стальной футерованный снабжен перемешивающим

устройством.

Из приемного сборника фосфорная кислота подается в плужный смеситель.

Узел нейтрализации, сушки и грануляции

Мел из элеватора поступает в бункерный виброактиватор.

Ретур, состоящий из части готового продукта (отбор после грохота), пыли фос-

фатов кальция из циклонов и некондиционного продукта узла классификации, посту-

пает в бункерный виброактиватор.

Далее мел и ретур параллельно поступают на ленточные дозаторы.

Запыленный воздух от виброактиваторов и дозаторов поступает на сухую

очистку в циклон.

321

Запыленный воздух после сепаратора-холодильника проходит сухую очистку в

циклоне и далее подается на основную систему мокрой очистки газов в абсорбер АПС.

Уловленная в циклоне пыль продукта возвращается в смеситель «Lödige» в качестве

ретура.

Газы после сухой очистки в циклонах и парогазовая смесь от баковой аппара-

туры проходят мокрую очистку в аппарате АПС. Подача раствора на АПС осуществ-

ляется из сборника абсорбционного раствора. Отработанный раствор из АПС стекает

в абсорбционный сборник.

Избыток абсорбционных стоков подается в плужный смеситель.

Очищенные газы после основной системы мокрой очистки хвостовым вентиля-

тором выбрасываются в выхлопную трубу.

Запыленные водяные пары из смесителя совместно с выделяющимся при раз-

ложении мела углекислым газом поступают на систему мокрой очистки газов, состоя-

щей из скруббера «Вентури» и брызгоуловителя.

Орошение «Вентури» осуществляется посредством ввода в него через фор-

сунку всей подпиточной воды, требующейся для подачи в технологический процесс.

Газы после мокрой системы очистки выбрасываются в атмосферу вентилято-

ром через выхлопную трубу.

Описание технологического процесса приведено в таблице 17.3.

Таблица 17.3 ― Описание технологического процесса производства дефторирован-

ных фосфатов

Входной

Стадия технологи-

Выходной поток

Основное

Природоохран-

ческого процесса

ное оборудова-

поток

технологиче-

Продукты и

Эмиссии

ние

ское оборудо-

полупродукты

вание

1

2

3.1

3.2

4

5

ПФК

Прием сырья

Сырье

Пыль,

Емкости, доза-

проливы

торы, бункера

МЕЛ

ПФК

Нейтрализация

Реакционная

P2O5

Смеситель

масса

МЕЛ

брызги

Реакцион-

Сушка

Гранулиро-

Пыль

Сушильный

ная масса

ванный про-

барабан

дукт

Продукт

Рассев

Фракции про-

Пыль

Грохота

Дробление

дукта

Пыль

Дробилки

Продукт

Охлаждение

Продукт

Пыль

Классифика-

тор

Продукт

Фасовка

Готовый про-

Пыль

Фасовочная

дукт

машина

—

Складирование

Готовый про-

-

дукт

-

Отгрузка

Готовый про-

-

Мостовой кран

дукт

323

Рисунок 17.3 ― Принципиальная схема производства ТПФН

Прием сырья

Очищенная от взвеси обессульфаченная экстракционная фосфорная кислота

поступает в первый реактор каскадного реакторного узла. Сода с помощью пневмона-

соса по пневматическому трубопроводу перекачивается в расходные бункеры каскад-

ного реакторного узла через разгрузители. Очищенный воздух из-под крышки бункера

очищается в рукавных элементах и выбрасывается в атмосферу. Кроме этого, сода,

уловленная рукавным фильтром, возвращается в шнек подачи соды. Отработанный

воздух, выходящий из-под крышек бункеров, очищается от пыли в рукавных фильтру-

ющих элементах, установленных на крышках бункеров, после чего выбрасывается в

атмосферу.

325

содержание      ..     5      6      7      8     ..