На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Сгущение красного шлама

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 06.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 18. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


СОДЕРЖАНИЕ

      Введение                                                                                                                   4

1.   Развитие  производства алюминиевой промышленности

1.1 Характеристика сырья и готовой продукции глинозёмного производства

2.   Главная часть                                                                                                          11

2.1 Описание аппаратно – технологической схемы узла                                          11

2.2 Описание  технологического процесса на заданном узле                                  13

2.3 Нормы технологического  процесса                                                                      14

2.4 Применяемое  оборудование, назначение и принцип  его действия                   16

2.5 Расчёт необходимого  количества выбранного оборудования                           18

2.6 Спецификация  оборудования, принятого на данном  технологическом узле   20

2.7 Контроль  технологического режима КИП  и АСУ, применяемые на данном  технологическом узле                                                                                                   24

2.8 Техника безопасности  на рабочем месте                                                              25

      Список использованной литературы                                                                     30

ВВЕДЕНИЕ

1 Развитие производства алюминиевой промышленности

 
     В настоящее время под металлургией в узком смысле этого слова  понимают ту область науки и промышленности, которая занимается получением металлов и сплавов из руд и других металлов. Первым ученым металлургом был Агрикола (Бауэр) 1494-1555гг., изучавший металлургию на европейских заводах. В 1556г. вышла, написанная им книга по металлургии и горному делу, называлась она «De Re Metallica». .Однако научный уровень, изложенных в ней вопросов металлургии был очень низкий. В таком положении металлургическая наука находилась на протяжении двухсот лет. Лишь открытие великим русским ученым Ломоносовым (1711-1765гг) закона «сохранения веса при химических реакциях» (1748г) позволило на его основе дать изложение способов извлечения металлов из руд на более высоком уровне, чем существующих до него руководствах по металлургии. Ломоносов стал основателем научной металлургии и автором первой на русском языке книги по металлургии. Он экспериментально доказал, что не материя сия, а воздух окисляет материалы. Это дало возможность правильно трактовать металлургические процессы с точки зрения взаимодействия руд и топлива с воздухом.
     Конец XVIII и первая половина XIX вв. в России отмечены рядом крупных открытий и ценных исследований в области металлургии цветных и благородных металлов. Открытый Гессом закон « о постоянстве суммы тепла реакций» стал основой теоретической металлургии. В 1834г Фарадей открыл закон электролиза, явившегося основой процессов электролитического получения и рафинирования металлов. Большим достижением науки было создание в 1869г Д.И. Менделеевым периодической системы элементов. Русские ученые Бекетов. Федоров. Кузнецов. Жуковский и другие сделали ряд выдающихся исследований, которые сыграли большую роль в развитии мировой алюминиевой промышленности. Открытый Байером в конце XVIII века щелочной метод получения глинозема из бокситов явился самым экологичным и экономический способом производства алюминия.
     Производство  алюминия развивается исключительно  быстрыми темпами.
     Быстрый рост производства объясняется, прежде всего,  ценными его свойствами, разнообразием областей применения и большой распространенностью руд в природе.
     Алюминий  – важнейший  легкий цветной металл. По производству и  потреблению он занимает второе место среди всех металлов (после железа) и первое место среди цветных металлов.
     Важнейшими  физическими свойствами алюминия, обуславливающими его широкое использование практически во всех отраслях народного хозяйства, является малая плотность, высокая пластичность, электро - и теплопроводность. Многие физические свойства алюминия существенно изменяются в зависимости от степени его частоты. Так, чем чище алюминий, тем выше его температура плавления и электропроводность и ниже плотность. Однако ряд свойства алюминия можно существенно улучшить легирующими добавками магния, кремния, меди, цинка, марганца, которые повышают механические и литейные свойства алюминия и его коррозионную стойкость.
     Алюминий  в настоящее время находит  очень широкое применение в виде чистого металла, многочисленных сплавов  и в виде солей и оксида. Практически  нет ни одной отрасли промышленности, где не применялся бы алюминий или изделия из него.
     Важнейшими  потребителями алюминия и его  сплавов является авиационная и  автомобильная промышленность, железнодорожный  и водный транспорт, электротехническая и химическая промышленность, машиностроение, промышленное и гражданское строительство, производство предметов домашнего потребления. 

     1.1 Характеристика сырья и готовой продукции глинозёмного производства 

     Сырьем  для получения глинозема является боксит, который представляет собой  горную породу, состоящую в основном из гидроокиси алюминия, окислов железа, SiO2, TiO2 с примесью других минералов. Боксит получил свое название от города Бо (Боух), где впервые был обнаружен в 1821 году. За последние годы во многих странах были найдены большие месторождения бокситов. Добыча бокситов ежегодно увеличивается на 10%. В настоящее время разведаны запасы примерно 10 млрд. тонн, при годовой добыче около 70 млн.тонн.
     Различают бокситы: гиббсито-бемитовые, диаспоровые, гиббсито-диаспоровые. Тип боксита  определяется возрастом породы, самые  древние считаются диаспоровые, в них встречается корунд, а наиболее молодые бокситы - гиббситовые.
     Бокситы Тургайского (Амангельдинской группы) месторождения относятся к гиббситовому типу и легко вскрываются при  атмосферном давлении, кремневый  модуль колеблется в широких пределах и в среднем составляет около 3-4 единиц. В северном Казахстане находится значительное число месторождений бокситов: Амангельдинская группа, Краснооктябрьская, Белинская, Аятское и другие.
     В 1990году было выполнено институтом ВАМИ-ТЭО (перевода действующего Павлодарского алюминиевого завода на Краснооктябрьские бокситы и развитие рудной базы). Необходимость разработки указанного ТЭО вызвана ожидаемой полной выработкой Тургайских бокситов. Однако планируется разработка Тургаиским рудником в Актюбинской области -Талдыащисайского месторождения примерно в 7 млн. тонн, очень глинистых бокситов с влагой до 30%.
     Внешний вид бокситов разнообразен, чаще это  красные, довольно твердые породы, нередко  встречаются бокситы белые, желтые, темно-зеленые,серые. Красный цвет указывает на большое содержание железа, при малом содержании ее цвет боксита белый или серый. Чем выше кремневый модуль и большое содержание А12ОЗ, тем качественнее боксит.                            
     Строение  залегания бокситов Амангельдинской группы однотипные. Рыхлые и каменистые разновидности бокситов в разрезе рудников занимают верхние слои, а глинистые и сухаристые - нижние горизонты.
     Основными разновидностями боксита Тургая, несмотря на весьма разнообразную окраску  и достаточно пестрый химический состав являются каменистые, рыхлые, сухаристые, глинистые.
     Каменистые  бокситы не представляют собой монолитной сплошной массы, как предполагали раньше, а являются по существу рыхлыми бокситами  с большим содержанием кусков и глыб различного размера.
     Рыхлые  бокситы представляют собой отдельные  бабовины и плотные каменистые куски, сцементированные обычно глинистыми разновидностями. Степень цементации различна, от слабой до весьма плотной.
     Сухаристые  бокситы представляют собой бобовую  или безбобовую однородную каменистообразную породу с угловатыми изломами, значительная часть сухаристых бокситов является продуктом слабой дегидратации предыдущих типов, поэтому четкой границы между глинами и сухаристыми бокситами не наблюдается.
     Глинистые бокситы представляют собой глинистую бобовую или реже безбобовую массу преимущественно гибситового состава с примесью коалинита.
     Основными материалами, входящими в состав боксита являются: гибсит; коалинит; глазурит; гидрослюда; гидроокислы  железа - гематит, гидрогематит, гидрогетит, алюмогетит; в незначительных количествах в рудах присутствуют кварц, гибс, кальцит, полевые шпаты и др. Бокситоподобные породы и бокситы трудно отличить друг от друга и точно могут быть отличены по данным химического анализа. Светлые, маложелезистые разновидности низкосортных бокситов и глины представляют собой огнеупорное сырье.
     Бокситы Кустанайской области на сегодняшний  момент представлены в основном тремя  группами: Аятское, Белинское и Краснооктябрьское  месторождения.
     Аятское месторождение расположено севернее поселка Октябрьский примерно в 40км. На сегодняшний день остались невыработанными карьеры: 6; 6А; 6Б; 9. Лучший по составу карьер 6Б: А12ОЗ=44%, кремневый модуль равен 4,4, Fe2O3-21%, СО2=1%.
     Приблизительно 40% каменного боксита, коэффициент вскрыши 3-4, мощность карьеров № 6 примерно 1,6 млн. тонн; № 6А - 0,7 млн. тонн; № 6Б -1млн. тонн.
     Перспективным месторождением является Восточно-Аятское, запасы руды на 15лет, при добычи 0,8-1 млн. тонн в год. Наиболее перспективным  является карьер № 7, состав бокситов в котором:А12ОЗ=44,7%, Si2O3=5,53%, Fe2O3=23,6%, акр=8, СО2=0,3%, Ga-ЗЗг/т.
     Белинское месторождение состоит из трех участков: Южный, Северный, Карасорский и новые  площади. Запасы примерно 35 млн. тонн. В  настоящее время в работе карьер № 1 и № 4 на Южном участке и Карасорский карьер. Качество бокситов на Южном участке: А12ОЗ=41%. SiO2=10%, Fe2O3=21%, СО2=1-1,6%, акр=4,1; каменистых 33%, рыхлых 33%, глинистых 34%.
     Рудное  тело на Белинском руднике лежит  на известняке, через которые продавливаются подземные воды и увлажняют боксит. Состав воды хлорно-натриево-магниевый с минерализацией 150г/л, что крепче, чем вода в окружающих озерах.
     Краснооктябрьское месторождение состоит из шести  карьеров, данное месторождение планировалось  для переработки на втором заводе ПАЗа по схеме чистого спекания. Литологический состав боксита с преобладаниемрыхлых и каменистых бокситов, содержащих много органики, причем прослеживается закономерность, чем меньше содержание окислов железа, тем больше органики. Карьеры обведены подземными водами, состав которых аналогичен водам Белинского месторождения с несколько меньшей минерализацией. Средняя влага боксита 17%. И Белинские, и Краснооктябрьские месторождения влагу не отдают и не принимают. Из-за атмосферных условий изменение влаги может колебаться не более 1%.
     Помимо  боксита в производстве глинозема  используют и другие промышленные руды. Нефелин используется для получения  глинозема, цемента, садово-поташной смеси  удобрения. Крупные залежи на Кольском полуострове в виде аппотита нефелиновой породы. Обогащением руды аппотиты отделяются 3Ca3(PO4)2*CaF2, а в хвосты выделяется богатая нефелиновая фракция - нефелиновый концентрат, который является сырьем для производства глинозема.
     Ачинская  нефелиновая порода способом спекания непосредственно без обогащения перерабатывается на глинозем, цемент, соду и поташ.
     Алуниты представляют интерес как комплексное  сырье, из которого извлекается глинозем, серный ангидрит, калиевая и натриевая  щелочь. Образуется алунит в результате воздействия гидротермальных сернокислых растворов на кислые и средние вулканические породы, содержащие калиевые шпаты, а также при действии сульфатных поверхностных вод на глиноземистые породы. Наиболее разведанным является Загликское месторождение в Азербайджане, в котором содержание алунитов составляет 55% среднего состава руды, А12ОЗ-22%,СО2 -20%, K2O*Na2O - 5%, SiO2 -41%,Fe-4%.
     Глины - главные составляющие глинозема, содержащей породы является коалинит (A112O3*2SiO2*2H2O), который может перерабатываться на глинозем. Однако, и каменноугольные золы является менее выгодным с точки зрения организации глиноземного производства. Технологическаясхема, по которой глина может перерабатываться на глинозем, спекание -кислотный способ и термический.
                Известняк
     Известняк поступает из Керегетассского рудника  в Павлодарской области. Известняк  применяется в качестве флюса  при приготовлении шихты спекания. Качество известняка должно соответствовать  ГОСТу 48-5-40-82. В глиноземном производстве применяют 1 и 2-й сорт следующего содержания:
     1  сорт: СаО - 53%. S1O2 не более 2%, MgO - не более 1%, Fe2O3 не более 0,6%.
     2  сорт: СаО - 52%, SiO2 не более 3%, MgO - не более 1,5%, Fe2O3 не более 0,6%.
     Крупность не более 300 мм. Физические свойства известняка: удельный вес 2,5-2,7т/мЗ, насыпной вес 1,5-1,7 т/мЗ, влажность 2-10
               Сода кальцинированная
     Сода  кальцинированная является составляющей шихты спекания, поступает с Ачинского  глиноземного комбината, должна соответствовать  ГОСТу-10689-75; Используется для приготовления шихты печей спекания.
       Химический состав соды кальцинированной (в %)
     содержание  углекислого натрия Nа2СО3 - 90,6%;
     содержание  углекислого калия К2С03 - 5,17%;
     содержание  сернокислого калия К2S04 - 4,07%.
     Физические  свойства соды технической
     удельный вес - 2,5 т/м3;
     насыпной  вес - от 1,3 до 1,6 т/м3;
     содержание  влаги - до 1%.

     Сода  каустическая

     Вводится  в процесс для частичного восполнения  потерь щелочи в ветви Байера, не компенсируемых ветвью спекания. Сода каустическая поступает на завод  в твердом и жидком состоянии.

                   Топливо

         В качестве топлива в печах спекания с октября 2000 года применяют уголь Шубаркольский.
     Марка – длиннопламенный(Д), рядовой, крупностью Р - рядовой от 0 до 300мм; Ш -штиб менее 6мм; СШ - семечко штиб менее 13мм; С - семечко 13мм; МШС -мелкое семечко штиб менее 2,5мм.
              Уголь содержит:    W Р = 14 %; А С = 5 %; С Г = 77,5 %; О Г = 15,2 %;
     N Г = 1,5 %; Н Г = 5,4 %; S Г = 0,4 %;  Выход летучих V Г = 44 %; теплота сгорания  Qр н - 5300 – 5700. Вид нелетучего остатка – слипшийся.
     Состав  золы: SiO 2 = 60,6 %; Al 2O 3 = 22,3 %; Fe 2O 3 = 5,5 %; MgO = 1,5 %; CaO = 1,7 %; Na 2O = 1,0 %.
     Зольность от 3-до 10 %, Vх - летучие горючие массы до 44 %, W° - влага рабочая до 14 %, содержание пустой породы не более 2%. Физические свойства: удельный вес 1,3-1,5 т/мЗ, насыпной вес 0,8-1 т/мЗ.
     Уголь по способности к окислению и  самонагреванию относится к IV группе – неустойчивые при хранении. Коэффициент размолоспособности
     К ЛО= 1,3.
     Также экибастузские угли применяются  в качестве восстановителя шихты спекания, должны соответствовать ГОСТу 8779-87 с содержанием влаги не более 30%, зольность золы до 40%.
       Мазут используется - в качестве  топлива, на печах кальцинации; 
     в качестве сушильного агента пылеугольных систем на печах спекания;
     для розжига и в качестве резервного  топлива для печей спекания.
     На  завод поставляется сернистый и  малосернистый  мазут марки 100 или 40. Качество мазута должно соответствовать параметрам: - вязкость условная в град. При 800С, не более - 8,0; зольность в процентах, не более  - 0,12; содержание механических примесей в процентах, не более - 0,0%; содержание водо-растворимых кислот и щелочей – отсутствие; содержание серы в процентах, не более - 2,0; температура вспышки 0С не ниже - +90; температура застывания 0С, не выше - +10; теплота сгорания низшая в пересчете на сухое топливо ккал/кг - не менее 9700.
               Мазут используется - в качестве топлива, на печах кальцинации; в качестве сушильного агента пылеугольных систем на печах спекания; для розжига и в качестве резервного топлива для печей спекания определенного состава который указан в таблице 1.  
 
 
 

     Таблица 1 - Состав мазута
     Показатели      Марка мазута
              М40  М100
Вязкость  условная ВУ, не более при 80°С      8,0   15,0
Зольность, % не более      0,15    0,15
Содержание  механических примесей, % не более      1,0    2,0
Содержание  воды, % не более      2,0     2,0
Содержание  серы, % не более  Малосернистых
     0,5     0,5
Сернистых      2,0     2,0
Температура вспышки °С не ниже, в открытом тигле      90      110
Теплота сгорания Q H Р ккал/кг      9700    9650
 
        Характеристика готовой продукции.
     Продукционный гидрат представляет собой крупнодисперсный гидроксид алюминия и имеет следующую характеристику:
     SiO2- 0,02%, не более
     Na2O- 0,4%, не более
     Fe2O3- 0,03%,не более
     Влага- 12%, не более
     Маточный  раствор представляет собой щелочной раствор, содержащий примеси в виде различных химических соединений и имеет следующую характеристику:
     ?к- 2,8 единиц, не менее
     содержание  твердого - 2,5 г,тв/дм3, не более.
     Глинозем является основным исходным материалом в производстве алюминия электролитическим путем. К глинозему в этом случае предъявляется ряд требований, которые должны учитываться при разработке способов, применяемых для извлечения его из тех или иных алюминиевых руд.
     Глинозем, прежде всего, должен отличаться высокой степенью чистоты, так как примеси окислов элементов с более электроположительным, чем у алюминия, потенциалом (Fe2O3, SiO2, TiO2) будут в первую очередь разлагаться при электролизе, загрязняя получаемый алюминий. Примеси же соединений более электроотрицательных металлов (например Na2O и СаО) вызовут изменение состава электролита.
     Глинозем  должен содержать минимальное количество влаги и иметь такую форму, которая обеспечила бы его достаточную негигро-скопичность при длительном хранении. Присутствие значительных количеств влаги в глиноземе приводит к частичному разложению расплавленного электролита (криолита), который разбрызгивается при соприкосновении с влажным глиноземом.
     Глинозем  должен получаться в кристаллах такой крупности, при которой бы он достаточно быстро растворился в электролите и мало распиливался при загрузке в ванну. Крупнокристаллический глинозем медленно растворяется в электролите, образуя осадки на поду ванны; очень мелкий сильно распыливается, что является причиной его механических потерь.
     Требования, предъявляемые к глинозему, определяются техническими условиями.
     В производстве металлического алюминия электролитическим путем употребляется глинозем главным образом марки Г1 или Г0 (при получении металла повышенной чистоты); что касается глинозема марки Г2, то он применяется в абразивной промышленности, а также может служить исходным материалом в производстве кремнеалюминиевых сплавов электротермическим восстановлением. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 ГЛАВНАЯ ЧАСТЬ
              
     ГМЦ представляет собой Байеровскую  ветвь последовательной схемы получения  глинозема, состоящей из следующих  операций: размол боксита, выщелачивание  бокситовой пульпы, сгущение и промывка красного шлама, контрольная фильтрация алюминатного раствора, фильтрация красного шлама, декомпозиция, обработка гидрата, выпарка, кальцинация товарного глинозема.
          Боксит из ЦПС  ленточными  конвейерами распределяется по  бункерам мельниц. Ёмкость каждого  бункера 300 м3.  Каждая мельница имеет собственный бункер, всего девять мельниц.
Из бункера  боксит пластинчатым питателем вместе с оборотным раствором подается в стержневую мельницу, где дробится до определенной тонины.
          Оборотный раствор с выпарки  и декомпозиции поступает в баки оборотного раствора откуда распределяется на мельницы. Дозировка оборотного раствора, управляемая АСУТП обеспечивает получение каустического модуля вареной пульпы в заданных   пределах. Для удаления железистых песков из процесса на размоле установлен вертикальный аппарат.
Сгущение  и промывка красного шлама
       Осаждение красного шлама на переделах сгущения и промывки осуществляется в аппаратах
     Одноярусный сгуститель диаметром 40м
     Слив  сгустителей поступает в мешалки  слива, откуда насосами подается на контрольную фильтрацию.
     Сгущенный шлам из конуса сгустителей поступает  на промывку.
     Система промывки противоточная, четырехкратная. Шлам подается в головной промыватель, горячая вода в хвостовой.
       Шлам из конуса последних промывателей  подается на ФКШ. Слив первых промывателей поступает на выщелачивание для разбавления вареной пульпы. Для улучшения качества сливов в сгустители и головные промыватели подается синтетический флокулянт “Алклар-600”, «Сайтек». 
 

2.1 ОПИСАНИЕ АППАРАТНО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УЗЛА 

     Осаждение красного шлама и промывка его  осуществляется в осадительных аппаратах  диаметром 40 и 20 м.
     Пульпа  питания сгустителей насосами с  участка выщелачивания подаётся в сгустители красного шлама. Каждая нитка выщелачивания питает один сгуститель диаметром 40 м или 2 сгустителя диаметром 20 м. Питание сгустителя диаметром 40 м регулируется с помощью углового клапана на всасе питающего насоса, а питание сгустителя га питающем Т проводе. Слив с каждого сгустителя диаметром 40 м питает в бак слива, установленный непосредственно под сгустителем, слив измеряется щелевым расходомером при погружении в бак. Из бака слива раствор отправляется в общие мешалки слива. Слив со сгустителей диаметром 20 м поступает непосредственно через общий щелевой расходомер установленный на общих мешалках.
     Из  мешалок слива раствор подаётся фильтрами ЛВАЖ. На фильтрах ЛВАЖ контрольной фильтрации алюминатного раствора содержание твёрдого в сливе со сгустителей не должно превышать более 0,3 гр/л т.к раствор в сгустителях находится 20 – 25 часов, при этом продолжается процесс обескремнивания и кремнёвый модуль алюминатного раствора поднимается до 350 – 360 единиц с 200 – 250 единиц. До слива 100° С - 104° С сгущенный шлам из конца  сгустителей с ж : т равно 2,6 : 3,0 погружается репульпатор, куда подаётся вторая пром вода с нитки промывки красного шлама.
     Для лучшего отделения (осветления) слива  от тонкой взвеси красного шлама, перед  сгустителем в пульпу вводится коагулянт, приготовленный из ржаной муки. А для  лучшего уплотнения красного шлама непосредственно в питающем стакане сгустителя дозируется синтетическим флокулянтом « Алкар 600» который снижает ж : т сгущенного шлама.
     Промывка  красного шлама в настоящее время  осуществляется в реконструированных аппаратах диаметром 20 м (пятиярусный сгуститель, реконструирован в одноярусный)
     Помывка красного шлама ведётся по противоточной  схеме. Сгущенный шлам из сгустителя подаётся вместе со второй пром водой  в первый промыватель через репульпатор. Назначение репульпатора – перемешивание шлама с пром водой т.е. равномерно разбавить алюминатный раствор увлечённый красным шламом.
     В первом промывателе шлам, сгущаясь, отделяется от первой пром воды, которая  по сливному коллектору поступает в  мешалки первой пром воды, из которых  насосами подаётся на разбавление варёной пульпы до заданной концентрации. Шлам из первого промывателя с ж : т равного 2,6 : 3,0 поступает в репульпатор, где репульпируется третья пром вода и насосом подается во второй промыватель. Сгущённый шлам во втором промывателе репульпируется четвертой пром водой.
     В последний промыватель подаётся шлам репульпированный горячей водой, противоточная промывка шлама. Таким  образом, всё это сводится к последовательной обработке сгущенного шлама всё более и более слабой пром водой, причём каждый раз эта операция предшествует отделению шлама от основной массы раствора, т.е. сгущении шлама. При этом происходит последовательность, все возрастающие при  переходе от промывателя к промывателю разбавление раствора увлекаемого сгущенного красного шлама. Отсюда становится понятно, почему нужно стремиться получить в сгустителях и промывателях такой уплотнённый красный шлам, в этом случае в сгущённом шламе будет содержаться меньше раствора и последний будет легче отмываться.
     Таким образом, цель промывки красного шлама максимально отчистить шлам от увлекаемой им в жидкой фазе Al 2O 3 и Na 2O .
     Отмывка красного шлама производиться горячей  водой приготовленной из оборотной  воды. Температура горячей воды равна 95° С с содержанием Na 2O общее до 2 гр/л. Перед промывкой горячая вода подогревается в баках горячей воды (диаметр 10 м, высота 12 м) в которых температура поддерживается автоматической подачей пара с ТЭЦ через шаровой барбатер. 
         
        
     2.2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА НА ЗАДАННОМ УЗЛЕ 

     Разбавленная  пульпа из мешалки с выдержки насосами НББ-250 подается в питающую коробку сгустителей диаметром 20 м, 40 м. Питание сгустителей диаметром 20 м регулируется задвижками на питающих трубопроводах. Питание сгустителей диаметром 40 м регулируется изменением производительности питающего насоса прикрыванием или открыванием клапана всаса.
     Слив 20 м сгустителей поступает непосредственно  в мешалки № 123-125 через щелевые расходомеры.
       Слив сгустителей 40 м поступает  через щелевой расходомер в промежуточные баки слива. Для каждого сгустителя имеется свой бак слива, из которых насосами НББ-250 №215,217,219,235,236,237,4,5 откачивают раствор в мешалки № 123-125. Из мешалок слива не осветленный раствор откачивают на фильтрацию раствора.
       Шлам со сгустителей 40 м поступает в мешалки № 209,210,231,232,6 и насосами № 211,222,212,247,233,234,239,240,7,8 откачивают в питающие коробки первых промывателей. Шлам одного сгустителя диаметром 40 м обеспечивает питание одной нитки промывки: первый сгуститель первую нитку и т.д.
       Шлам со сгустителей диаметром  20 м поступают в гидросмеситель (г/с) 1/3 сгущения.  Из 1/3 г/с-ля шлам  насосами 160, 161 откачивают шлам в  питающую коробку 1/6 промывателя. 

     При обслуживании многокамерных сгустителей  необходимо помнить, что:
     1) При накоплении шлама в сгустителе уровень осветленного раствора поднимается одновременно во всех ярусах, при снижении уровня шлама     опускается одновременно во всех ярусах.
     2) Распределение шлама между ярусами при измененной по величине откачка шлама зависит от величины давления в системе пневморегулирования, увеличение давления вызывает накопление шлама в вышележащем ярусе, понижение давления в системе вызывает    понижение   уровня   шлама  в  вышележащем   ярусе.
     3) Опускание уровня шлама в любой из камер, кроме верхней, ниже свободного обреза переточного цилиндра, приводит к исчезновению гидравлического затвора между ярусами, что приводит к технологической аварии (раскачка).
     4) Равномерное питание ярусов сгустителя, а также выдерживание режима гидростатики многокамерного сгустителя регулируется отбором осветленного раствора из ярусов сгустителя. Слив с ярусов сгустителя отбирается с 4 точек, расположенных равномерно по периметру цилиндра сгустителя. Слив с первых ярусов сгустителя сливается через гребенку 4-ех сливных карманов, а с нижних ярусов слив отбирается через сливные трубы, которые оканчиваются сливным стаканом, представляющим собой гидрозатвор. Регулирование отбора слива производится созданием противодавления в сливном стакане. Сливные стаканы каждого яруса объединены в герметичную систему, в которую входит схема трубопроводов, У- образный манометр и регулирующие устройство. Регулирующее устройство представляет собой отвод воздуха из пневмосистемы через водяной затвор в атмосферу. Регулирование давления в пневмосистеме производится путем увеличения или уменьшения высоты гидрозатвора, т.е. трубка отводящая воздух через гидрозатвор или погружается или поднимается из гидрозатвора на величину, необходимую для создания нужного давления в пневмосистеме. Питание пневмосистемы происходит за счет воздуха, увлеченного пульпой питания сгустителей и выходящего через сливные трубы, избыток которого сбрасывается через гидрозатвор регулирующего устройства. Для создания давления в пневмосистеме необходимого для прекращения отбора слива, а также для компенсации возможных утечек воздуха к пневмосистеме подведен сжатый воздух.
     При повышении давления в пневмосистеме  какого-либо яруса сокращается отбор  слива с данного яруса и  задерживает шлам в вышележащем  ярусе.
     При снижении давления в пневмосистеме  какого-либо яруса увеличивается  отбор слива с данного яруса  и снижается уровень шлама  в выше лежащем ярусе. Для создания нормальной гидростатики сгустителя необходимо выдержать давление в ярусах в  пределах расчетного. На практике давление может отличатся от расчетного на не значительную величину, т.к. меняется удельный вес раствора и шлама.
     Зона  осветленного раствора в ярусах, кроме первого, контролируется визуально через контрольные трубки, которые заглублены на 300-400 мм ниже диафрагмы, т.е. ниже точки отбора слива с ярусов. Первый ярус замеряется пробоотборником аппаратчиком сгущения. Зона осветленного раствора в сгустителях 20м- 1м. Аппаратчик для контроля сгустителя периодически должен получать грязный слив с контрольных трубок, чтобы определить уровень шлама в ярусах сгустителя и правильно отрегулировать отбор слива с ярусов. Слив нижних ярусов сгустителя смешивается со сливом верхнего яруса в сливной коробке и поступает в коллектор слива сгустителя.                                                          
     5) Отбор сгущенного шлама из под конуса сгустителя осуществляется через пробковый кран ДУ-150 в трубопровод разгрузки имеющий регулирующую заслонку, расходомер и прибор измерения плотности. На сгустителях диаметром 40 м шлам отбирается с 2-х точек. Шлам со сгустителя 40 м откачивается в меш. № 209, 210, 231, 232, 6. Регулировка отбора шлама может производится в ручном и автоматическом режиме. Приборы КИП расположены в помещении КИПиА узла сгущения. 

2.3 НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА
     Отстаивание (сгущение) – это процесс осаждения  под действием силы тяжести. Частицы  размерами до 100 мкм подчиняются  законом Стокса, и скорость их осаждения  может быть определена по формуле ( 1.1):
                                            
                                    d2 * (P1-P)
                                   w=    18 м       ,                                                                               (1.1)
      
               где                                                                                                         
               w – скорость осаждения; м/с;
               Р – плотность твердой и  жидкой фазы; кг/м3;
               м – вязкость среды; кгс/м2.
               Из формулы видно, что скорость  осаждения в основном зависит  от вязкости жидкой фазы (т.е. от температуры и концентрации) и от кристаллической структуры красного шлама (крупности частиц).
               Как правило, скорость осаждения  возрастает с повышением содержания  окислов железа и снижается  с увеличением содержания гидроалюмосиликата натрия (ГАСН) в шламе.
               Поэтому бокситы с высоким  кремневым модулем, как правило,  образуют, после выщелачивания, шламы  с лучшими седиментационными  свойствами. Гибситовые и гибсит-бемитовые  бокситы дают более тонкие  и хуже от кристаллизованные шламы (особенно частицы ГАСН). Тонкие частички шлама практически не оседают без их предварительной агрегации (флокуляции с образованием хлопьев). Для этого используются коагулянты и флокулянты.
      
     Температура
     Для уменьшения вязкости среды процесс сгущения проводят при максимальной температуре. Для снижения потерь тепла в окружающую среду процесс ведут в теплоизолированной аппаратуре. Температура сгущения принимается »97 °С ? 100 0С.
       Содержание твердого в ППС
               Так как формула Стокса описывает свободное осаждение частиц, а фактически частицы при осаждении проходят несколько зон, которые условно можно разделить на:
     - зона осветленного раствора;
     - зона свободного осаждения;
     - зона стесненного осаждения;
     - зона уплотнения;
     - зона сгущенного шлама.
               При прохождении этих зон происходит  соударение частиц, из-за чего  теряется скорость осаждения  частиц. Поэтому фактическая скорость  осаждения частиц определяется  по формуле ( 1.2) :
                                                
                                                       w" = w*0.5 ,                                                  ( 1.2)
     где                             
     0,5 –коэффициент стесненного слоя.
 
Влияние примесей
               Присутствие в бокситах пирита, сидерита, некоторых органических соединений и каолинита (глина) имеющего пластинчатую структуру ухудшают процесс сгущения. При их повышенном содержании шламы зависают и практически не отстаиваются.
     Флокуляция
               Флокуляция – это процесс побуждающий  частицы собираться вместе (агрегатировать) в более крупные частицы  (флокулы, хлопья). Вещества способствующие данному процессу, называются флокулянтами. Флокулянты могут быть органическими или неорганическими. Органические флокулянты классифицируются на: природные, полусинтетические, и синтетические.
               Синтетические продукты можно  разделить на категории в зависимость от электрического заряда молекулы, т.е. на анионные, катионные и нейтральные. Наиболее важными анионными флокулянтами являются продукты совместной полимеризации акриламида и акрилата. 
 

  2.4 ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ЕГО ДЕЙСТВИЯ 

     1) Устройство сгустителя диаметром 40м
             
     Сгуститель  ЦН-40 представляет собой стальной чан  диаметром 40м с коническим днищем и крышей, поддерживаемой центральной  колонной. Внутри чана вращается крестообразная ферма, приводимая в движение через вертикальный вал, механизмом  вращения. Механизм вращения расположен под чаном.
     В сгуститель диаметром 40м питание  подается в питающий стакан по четырем  трубопроводами диаметром 159 мм, заглубленных на 500?750 мм ниже зеркала слива. Питающие трубопроводы расположены в разных четвертях питающего стакана. Питающий стакан крепится на ферме перемешивания и вращается вместе с ним.
     Ферма представляет собой жесткую трубную  металлоконструкцию и состоит из четырех крестообразных граблин. К граблинам на тросах подвешены волокуши (спаренные рельсы). Вращение от главного вала рабочей ферме передается через плиту верхней опоры, к которой приваривают балки рабочей фермы. Верхняя опора состоит из следующих составных частей: плита, втулка эксцентриковая, подшипник шариковый – радиальный, кожух, диафрагмы затвора. Плита представляет собой жесткую сварную конструкцию, с центральным отверстием, выполненным эксцентрично относительно оси главного вала.
     Главный вал представляет собой трубопроводную конструкцию, с фланцевым соединением  отдельных частей между собой. На кольцевую площадку в верхней  части вала устанавливаются плиты верхней опоры.
     Нижняя  опора главного вала служит для связи  вала с центральным редуктором и представляет собой сварную цилиндрическую конструкцию, опирающуюся на радиально-упорный роликовый подшипник и опорное кольцо. Механизм вращения представляет собой центральный коническо -цилиндрический  редуктор, цилиндрическое зубчатое колесо, которое соединено с нижней опорой главного вала сгустителя, посредством шпоночного подвижного соединения. Вращение редуктора осуществляется двумя электродвигателями через клиноременную передачу и промежуточные редукторы типа ЦТНД, ЦТН. Осветленный слив отбирается через сливной порог в кольцевой желоб, расположенный внутри чана по периферии, из которого слив по коллектору поступает в бак слива.
       
 

     2) Устройство сгустителя диаметром 20м 

     Корпус  сгустителя представляет собой цилиндрический резервуар с коническим днищем, внутри разделенный на яруса. Днище каждого  яруса в центральной части  заканчивается переточным стаканом.
       На всю высоту резервуара, через  переточные стаканы проходит вал, к которому прикреплены граблины, со скребками. На каждом скребке наварены   цепные волокушы.
       Вращение вала осуществляется  от привода, состоящего из эл. двигателя и червячного редуктора,  установленного на верхней крышке  сгустителя. Скорость вращения- 0,6 об. мин. На ферме, выше приводного механизма, установлен подъемный механизм, служащий для подъема или опускания вала.
       Сгуститель имеет 4 сливных и  1 питающую коробки. Слив с каждого  яруса                                                                   сгустителя подается в сливную коробку, откуда затем сливается в коллектор слива.
       Пульпа в каждый ярус поступает  отдельно.
       Все яруса сообщаются через  переточные стаканы. Нижний край  переточного стакана погружен  в сгущенный шлам ниже лежащего яруса и служит гидровлическим затвором, обеспечивающий независимую работу ярусов.
       Питающая коробка представляет  собой металлический цилиндр.  Пульпа в коробку подается  в нижнюю часть. Из коробки  пульпа распределяется по 5-ти  ярусам сгустителя питающими трубопроводами.  

       3) Назначение и принцип действия применяемого оборудования
      
       Сгуститель предназначен для  разделения разбавленной пульпы  на твердую фазу (красный шлам) и жидкую фазу (алюминатный раствор)  с получением осветленного раствора и сгущенного шлама.
               Принцип работы сгустителя. Исходная пульпа с мешалок разбавления насосами подается по питающим трубопроводам в аппарат и  сразу поступает в нижнюю часть зоны уплотнения и сгущения. Уплотнение и сгущение осуществляется по иному принципу, чем обычное отстаивание, из-за значительной разницы плотностей пульпы, находящейся в зоне уплотнения.
               Жидкая фаза вытесняется из  сгущаемой пульпы и направляется  в зону осветления расположенную  в верхней части сгустителя. При  этом уплотнённый шлам выполняет роль фильтра, через который проходит жидкая фаза.
               В процессе фильтрования взвешенные  частицы, содержащиеся в жидкой  фазы, задерживаются в плотном  слое шлама. Осветлённый раствор  направляется к зоне осветления. Слив получается более чистым, чем при обычном отстаивании красного шлама. 
               Производительность сгустителей  характеризуется скоростью слива,  под которой принимают объем  осветленного раствора получаемого  с одного метра квадратного площади осаждения, определяемого по формуле (1.3.)
                                            Q
                                    G=          ,                                                                               (1.3.)
                                          F*T                          
    где
          G – скорость слива, м/ч; 
          Q – объём осветленного раствора, м3;
          F – площадь осаждения;
          T – время работы, час.
Таблица 2 - Техническая  характеристика
Название  Размер  Н          D
 
V
V в 1 метре редуктор Электродвигатель Тип                кВт   об/мин
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Сгуститель  диаметром 40м  5,4 40 7750 1435 ЦТНД 156-92
АИР-132-М6 5,5 1000
Мешалки слива  №123-125
8 10 628 78,5 ЦСН45 АО-62-6 7 1000
Баки  слива  6 6 169 38 ЦСН45 АО-62-6 7 1000
Баки  фильтрата 8 10 628 78,5 ЦСН45 АО-62-6 7 1000
Шламовые  мешалки сгустителей 1-5 диаметром 40м
3 3 21 7 ЦСН35 4А-132-М 7,5 1000
         
2.5 РАСЧЁТ НЕОБХОДИМОГО  КОЛИЧЕСТВА ВЫБРАННОГО  ОБОРУДОВАНИЯ 

     1) Расчёт часовой производительности завода
    Годовая производительность завода задана в  объёме 1200000 т глинозёма. Часовая производительность завода будет
     1200000:(365 · 24) = 136,99 т/ час глинозёма
     где:
     365 – количество суток в году
     24 – количество часов в сутках
     2) Расчёт необходимого количества сгустителей красного шлама сгустителей диаметром 40 м (НЦ 40)
     (136.99 · 21800):(1250 · 86 · 0,34 · 1285) = 6,4 сгустителя
     где:
     21800 кг – алюминатный раствор на 1 тонну глинозёма
     86 %  – коэффициент использования  сгустителя диаметром 40 м
     0,34 - удельная производительность  сгустителя диаметром 40 м
     1285 -  плотность алюминатного раствора.
     Принимаем 7 сгустителей.
     3) Расчёт насосного хозяйства узла промывки красного шлама
     Определение количества перекачиваемой пульпы в  м? за один час.
     136,99 · 8,54 = 1170 м?/ час
     Согласно  расчету принято 3 нитки промывки, т.е. по одной нитки промывки перекачивается в час пульпы
     1170:3 = 390 м? / час
     Учитывая  неравномерность потока временное  увеличение подачи H2O, необходимо предусмотреть резерв принимаем производительность на 25 – 40% поэтому насосы должны обеспечить  перекачку пульпы
     390 · 1,4 = 546 м?/ час
       Выбор вспомогательного оборудования.
     А) У каждого промывателя установлен репульпатор, у каждого репульпатора устанавливается два насоса (Q – 300 м?, H – 30м)
     Б) На каждой нитке промывки устанавливаются 2 мешалки для первой пром воды (? 10 м, h – 8 м). С третьим насосам для подачи первой пром воды на распыление варёной пульпы на выщелачивание количество первой пром воды за 1 час составит
     (7617, 98 ·  136,99):1080 = 96 м?/ час
     где:
     7617, 98 – количество первой пром  воды на одну тонну глинозёма
     1080 – плотность пром воды
     Подбираем насос Q = 250 – 300 м?/ час , H – 30м водного столба
     В) На третьей промывки устанавливаем  две сборные мешалки для промытого  сгущенного шлама с последних промывателей ? = 6 м, h = 6м с установкой двух насосов Q = 250 м?, H = 30 м водного столба.
     На  основании проведенных расчётов и выбранного вспомогательного оборудования установленного на узле промывке составим спецификацию. 

     Таблица 3 - Спецификация оборудования узла промывки и сгущения красного шлам 

Наименование  оборудования. Ед. Изм Количество  
Краткая характеристика.
1 2 3 4
1.Сгуститель шт 7 ? 40 м, объём – 2473 м? ярусный,
2.Репульпатор шт 5 ? 3м, h- 3м,
3. Зумпф-мешалка шт 1 2 х 2м
4. Бак слива шт 7 ? 6м, h- 4м
  5. Насосы откачки репульпиров. шлама шт 12 Q = 200 м?/ час, h = 30м водного столба
6.Насосы откачки слива шт 12 Q = 300м?/ час, h = 30м водного столба
7. Насос зумпфа шт 1 Q = 200 м?/ час, h = 30м водного столба
2.6 СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИНЯТОГО НА ДАННОМ  УЗЛЕ 

Промыватель 3-х камерный d 14м
     -   общая высота                    - 11100мм
    высота верхней камеры  - 2000мм
    высота нижних камер     - 2500мм
    угол наклона днища       - 20030’
    полный объем                 - 1200м3
    высота подъема вала       - 300мм
    скорость подъема            - 60мм/мин
    скорость вращения вала – 0,5 об/мин
    редуктор привода вращения червячный (2 уравновешенных червяка).
    эл. двигатель привода  N – 4,5квт n – 1500 об/мин
    питающая коробка             - 1шт
    сливные коробки                - 4шт
    запорная и регулирующая арматура  -d  - 150мм
    количество граблин             - 4шт
    длинные граблины  - 7 скребков, короткие – 5 скребков
     Скребки перекрывают друг друга. 

     Промыватель однокамерный крутоконусный d 14м
     -   высота цилиндрической части      - 4,5м
     -   коническое днище высотой           - 5,5м
     -   угол наклона днища                       - 400
     -   полный объем                                - 925м3
     -   высота подъема вала                      - 300мм
     -   скорость подъема вала                 - 60мм/мин
     -   скорость вращения вала                - 0,5 об/мин
     -    редуктор привода вращения
    червячный (2 уравновешенных червяка)
    эл. двигатель привода N – 4,5 квт n – 1500 об/мин
    высота питающего стакана        - 4,5м
    диаметр питающего стакана      - 2,5м
    питающая коробка с 2-х сторонней встречной подачей питания
          вовнутрь питающего стакана.     – 1шт
     -    кольцевой сливной желоб             - 1шт
    запорная и регулирующая арматура под конусом  d 150мм
    количество граблин                            - 2шт
 
          Промыватель d 14м двухкамерный
     -   высота цилиндрической части      - 7,0м
     -   общая высота                                  - 11,1м
     -   высота верхней камеры                 - 3,0м
     -   высота нижней камеры                - 4,0м
     -   полный объем                                - 1200м3
     -   угол наклона днища                     - 20030’
     -   высота подъема вала                   - 300мм
     -   скорость подъема вала                - 60мм/мин
     -   скорость вращения вала              - 0,5 об/мин
     -   редуктор привода вращения вала червячный (2 уровновешенных червяка)
    эл. двигатель привода  N 4,5 квт n – 1500 об/мин
    питающая коробка                             - 1шт
    слив через 4 сливные коробки
    запорная и регулирующая арматура   - d 150мм
              
     Промыватель d 10м
     -   высота цилиндрической части     - 3000мм
     -   угол наклона днища                      - 500
     -   общий объем                                 - 383м   
     -   высота подъема вала                     - 250мм
     -   скорость вращения вала               - 1 об/мин
    редуктор привода вращения вала червячный (односторонний)
    тип редуктор  - Ц – 12 передаточное число  - 976
    эл. двигатель N 4квт n – 1000 об/мин
    вес механизма вращения        - 2,21тн
    количество граблин                 - 2шт
     Промыватель – аппарат предназначенный для непрерывного разделения горячих суспензий на растворную и сгущенную фазы. Растворная фаза должна содержать не более 1 гтв/л (тв. фаза).
     Сгущенный продукт характеризуется плотностью (1,27 – 1,35) или Ж:Т (2,0-2,7). При работе многокамерного промывателя пульпа равномерно и непрерывно поступает в питающие стаканы каждой камеры расположенные по центру аппарата, в верхнюю часть и растекается к – периферии аппарата. По мере продвижения пульпы происходит осаждение твердых взвешенных в пульпе частиц и осветление раствора.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.