1. Логіка вибору виробництва та вибору обладнання
2. Ключові фактори, що впливають на вибір обладнання
3. Основні технології для підвищення надійності
1. Логіка вибору виробництва та вибору обладнання
Як важлива хімічна сировина, фосфорна кислота має два основні виробничі процеси: теплові та вологі. Вибір обладнання потрібно всебічно розглянути технічні маршрути, характеристики сировини та вимоги до охорони навколишнього середовища, щоб забезпечити ефективність, стабільність та захист навколишнього середовища виробничого процесу.
Вологий процес (основний вибір):
Процес виробництва мокрої фосфорної кислоти - це поточний вибір мейнстріму. Цей процес в основному використовує сірчану кислоту для розкладання фосфатної рудивиробляти фосфорну кислоту. Оскільки ступінь фосфатної руди може сильно коливатися між різними походженнями та партіями, опорне обладнання повинно мати хорошу пристосованість до коливань руди. У той же час сірчана кислота є дуже корозійним середовищем, а обладнання також повинно мати сильну здатність обробляти дуже корозійні носії.
Система реактора:
У виробництві вологої фосфорної кислоти реакторна система відіграє життєво важливу роль. Поширені реактори включають багатоступеневі перемішані резервуари або трубчасті реактори. Через сильну корозійність сірчаної кислоти, щоб забезпечити термін служби обладнання та безпеку виробництва, ці реактори повинні бути виготовлені з нержавіючої сталі або титанового сплаву. Нержавіюча сталь 316L має хорошу резистентність до корозії та всебічні механічні властивості, і може певною мірою протистояти корозії сірчаної кислоти; в той час як титановий сплав має більш високу корозійну стійкість, особливо підходить для більш суворих корозійних умов. У фактичному виробництві багатоступеневий перемішування резервуара використовує внутрішній перемішаний пристрій для повного змішування фосфатної породи та сірчаної кислоти для забезпечення рівномірності та достатності реакції; Трубчастий реактор має характеристики швидкої швидкості реакції та високої ефективності через потік та реакцію матеріалів у трубопроводі.
Фільтраційне обладнання:
Після завершення реакції генеровану фосфорну кислоту та гіпсові залишки потрібно відокремити, що вимагає використання фільтраційного обладнання. Загальноприйняте обладнання для фільтрації включає фільтр поворотного столу або вакуумний фільтр для ременів. Точність фільтрації цього обладнання для фільтрації повинна досягти 99,5%, щоб забезпечити, щоб вміст домішок у відокремленій фосфорній кислоті максимально низький. Фільтр поворотного столу усвідомлює безперервні операції фільтрації, миття та вивантаження через обертання повороту та має переваги високої ефективності виробництва та стабільної роботи; Вакуумний фільтр для ременя використовує вакуумне всмоктування для того, щоб фосфорна кислота проходила через тканину фільтрування, тоді як залишок гіпсу потрапляє на тканину фільтрування для досягнення ділянки твердих рідин, з хорошим ефектом фільтрації та легким очищенням та обслуговуванням.
Концентраційний пристрій:
Концентрація фосфорної кислоти, отриманої після фільтрації, зазвичай низька і потребує концентрації. Концентраційний пристрій, як правило, використовує багатоефективний випарник або вакуумний концентратор. Під час процесу концентрації концентрацію фосфорної кислоти потрібно контролювати на 50-54% p₂o₅. Оскільки фосфорна кислота містить іони фтору і є дуже корозійною, концентраційний пристрій повинен бути оснащений трубами теплообміну Hastelloy, стійкими до корозії іонів фтору. Hastelloy має відмінну резистентність до корозії та високу температуру, що може забезпечити стабільність та термін служби теплообмінних труб під час процесу концентрації. Багатоефективний випарник покращує ефективність використання енергії за допомогою вторинної пари, що генерується попереднім випаровуванням як джерело тепла для наступного ефекту; Вакуумний концентратор знижує тиск системи для випаровування та концентрування фосфорної кислоти при меншій температурі, зменшуючи розкладання фосфорної кислоти та генерацію домішок.
Тепловий процес (сценарій попиту на високу чистоту):
Процес виробництва теплової фосфорної кислоти в основному підходить для сценаріїв з високими вимогами до чистоти фосфорної кислоти. Цей процес виробляє фосфорну кислоту через такі кроки, як спалювання жовтого фосфору та поглинання гідратації.
Жовта вежа спалювання фосфору:
Башта з горіння жовтого фосфору - одне з ключових обладнання для тепловоговироблення фосфорної кислоти. Він приймає конструкцію камери, що підкладається з кварцом. Кварц має хорошу високу температуру та хімічну стійкість, і може витримати високу температуру та корозійні гази, що утворюються при спаленні жовтого фосфору. Під час процесу згоряння точність контролю температури повинна досягти ± 10 градусів, оскільки коливання температури безпосередньо впливатимуть на ефективність згоряння жовтого фосфору та якість фосфорної кислоти. Точне контроль температури може забезпечити повне згоряння жовтого фосфору та зменшити виникнення побічних реакцій, тим самим покращуючи чистоту та вихід фосфорної кислоти. Через вдосконалені системи управління температурою та обладнання для моніторингу температуру в камері згоряння контролюється та регулюється в режимі реального часу, щоб забезпечити стабільну роботу виробничого процесу.
Вежа поглинання гідратації:
Вежа поглинання гідратації використовується для перетворення фосфору пентоксиду, що утворюється шляхом згоряння в фосфорну кислоту за допомогою реакції гідратації. Вежа приймає ступінчасту розпилювальну систему. Ця конструкція дозволяє газу та фосфору пентоксиду, щоб повністю контактувати та підвищити ефективність поглинання. У той же час вежа поглинання гідратації оснащена модулем моніторингу значення рН у режимі реального часу. Під час моніторингу значення рН рідини поглинання концентрація та швидкість потоку рідини поглинання можуть бути відрегульовані в часі, щоб забезпечити повну реакцію поглинання. Коли значення pH відхиляється від встановленого діапазону, система автоматично регулюється, щоб забезпечити ефект якості та поглинання фосфорної кислоти. У фактичному виробництві внутрішня структура та робочі параметри Вежі поглинання також повинні бути оптимізовані для подальшого підвищення ефективності поглинання та якості продукції.
2. Ключові фактори, що впливають на вибір обладнання
(1) Дизайн адаптованості сировини
Поводження з низькосортною фосфатною рудою:
Поводження з низькосортним фосфатним рудником є ключовим питанням у виробництві фосфорної кислоти. Оскільки вміст фосфору пентоксиду (P2O2) у фосфатній руди низького ступеня низький, для поліпшення швидкості відновлення P2O2 необхідна спеціальна система попередньої руди. Вертикальний роликовий млин-це загальноприйняте рудне обладнання для попереднього розповсюдження. Він уточнює рудні частинки шляхом подрібнення та подрібнення руди валиком. Частинки вдосконаленої руди мають більшу специфічну площу поверхні і можна більш повністю контактувати з реакційними реагентами, такими як сірчана кислота, в наступних хімічних реакціях, тим самим покращуючи ефективність реакції та швидкість вилуговування P2O2. Крім того, флотаційне обладнання також є важливим пристроєм для обробки низькосортної фосфатної руди. Під час процесу флотації, додавши відповідні флотаційні агенти, поверхневі властивості мінералів фосфатів та мінералів банди відрізняються, а плавучість бульбашок використовується для збагачення фосфатних мінералів, що ще більше покращує швидкість відновлення P2O2. Після цих етапів лікування ефективність відновлення P₂O₅ в низькосортній фосфатній руді може бути ефективно покращена, а вартість виробництва може бути знижена.
Обладнання для контролю домішок:
Фосфатна руда зазвичай містить домішки, такі як іони фтору та важких металів, які негативно впливатимуть на якість фосфорної кислоти та подальший процес виробництва. Реактор дефлюоруації оснащений системою додавання карбонату натрію. Під час процесу реакції карбонат натрію реагує з фтором у фосфатній руді для отримання відокремлених речовин, таких як фторид натрію, тим самим досягаючи мети дефлюоруації. Точно контролюючи кількість додавання карбонату натрію та умови реакції, вміст фтору в фосфорну кислоту може бути ефективно знижений. У той же час адсорбційний пристрій іонів важких металів використовує спеціальні адсорбційні матеріали, такі як активоване вуглець, іонообмінна смола тощо, для адсорбу та видалення іонів важких металів у фосфорну кислоту. Ці адсорбційні матеріали мають велику специфічну площу поверхні та специфічні сайти адсорбції та можуть вибірково адсорбувати іони важких металів, щоб забезпечити якість продуктів фосфорної кислоти відповідає відповідним стандартам.
(2) Конфігурація оптимізації енергоефективності
Система відновлення тепла:
У процесі вироблення фосфорної кислоти на стадії реакції буде виділено велику кількість відпрацьованого тепла. З метою підвищення енергоефективності, використання реакційного відходів у секції концентрації є ефективним енергозберігаючим заходом. Раціонально розробляючи пристрої відновлення тепла, такі як теплообмінники, відходи, що утворюється реакцією, передається на матеріали в секції концентрації, тим самим зменшуючи попит на зовнішню пару в процесі концентрації. Відповідно до статистики, використання цієї системи відновлення тепла може зменшити споживання пари на 30-40%, значно знижує вартість енергії у виробничому процесі. У той же час цей метод відновлення відходів також відповідає концепції сталого розвитку, зменшуючи енергетичні відходи та вплив на навколишнє середовище.
Інтелектуальний контроль перетворення частоти:
Обладнання з високою потужністю, таке як насоси та вентилятори, є основним обладнанням, що споживає електроенергію у виробництві фосфорної кислоти. Використовуючи інтелектуальну технологію управління частотою, робоча частота цього обладнання може бути відрегульована в режимі реального часу відповідно до фактичних виробничих потреб. Коли виробниче навантаження низьке, робоча частота обладнання зменшується для зменшення споживання електроенергії; Коли виробниче навантаження збільшується, експлуатаційна частота обладнання збільшується для задоволення виробничих потреб. За допомогою цього інтелектуального методу управління щорічна економія електроенергії може досягти 150, 000-250, 000 kw ・ H, що не тільки зменшує виробничі витрати, але й зменшує зношування обладнання та продовжує термін служби обладнання.
3. Ключі технологій для підвищення надійності
(1) Інноваційне застосування антикорозійних матеріалів
Покладка реактора:
У реакторі вироблення фосфорної кислоти наявність висококорозійних середовищ, таких як сірчана кислота, ставить високі вимоги до матеріалу, що підкладає. Хоча традиційна гумова підкладка має певну ступінь резистентності до корозії, вона схильна до старіння та пошкодження під час тривалого використання, що впливає на термін служби реактора. Технологія керамічного покриття з кремнієвого карбіду забезпечує краще рішення для оболонки реактора. Кераміка карбіду кремнію має характеристики високої твердості, хорошої стійкості до зносу та сильної хімічної стабільності, і може ефективно протистояти ерозії сильно корозійних середовищ, таких як сірчана кислота. Життєвод реакційна оболонка за допомогою технології керамічного покриття карбіду кремнію в 3 рази довше, ніж у традиційній гумової оболонки, що значно зменшує частоту технічного обслуговування та заміни обладнання та покращує безперервність та стабільність виробництва.
Система трубопроводу:
Система трубопроводу виконує важливе завдання транспортування матеріалів у виробництві фосфорної кислоти. Оскільки фосфорна кислота висококисла, особливо в умовах низького рівня рН, корозійна стійкість трубопроводу надзвичайно висока. PTFE (політетрафторетилен), викладена сталева труба, є ідеальним матеріалом трубопроводу. PTFE має чудову хімічну стабільність і може протистояти сильним кислим середовищам із значенням рН<1. This type of pipeline can not only ensure the safe transportation of materials, but also effectively prevent pipeline corrosion and leakage, avoiding harm to the environment and production. At the same time, the PTFE-lined steel pipe has a long service life and low maintenance cost, providing a reliable guarantee for the stable operation of Виробництво фосфорної кислоти.
(2) Інтелектуальна система моніторингу
Інтернет -аналізатор:
Технологія XRF (рентгенівська флуоресцентна спектроскопія) використовується в онлайн-аналізниках для моніторингу коливання концентрації фосфорної кислоти в режимі реального часу. Ця технологія може швидко та точно проаналізувати елементарний склад та зміни концентрації фосфорної кислоти з точністю ± 0. 2%. Контролюючи концентрацію фосфорної кислоти в режимі реального часу, оператори можуть вчасно регулювати параметри виробничого процесу, щоб забезпечити стабільність якості продуктів фосфорної кислоти. Наприклад, коли встановлено, що концентрація фосфорної кислоти відхиляється від встановленого значення, відношення реакційної сировини або умови реакції можна регулювати в часі, щоб забезпечити плавний прогрес виробничого процесу.
Платформа перед прогнозуванням:
Платформа прогнозування технічного обслуговування поєднує датчики вібрації та алгоритми AI для моніторингу та аналізу робочого стану обладнання в режимі реального часу. Датчик вібрації може зібрати дані про вібрацію обладнання в режимі реального часу та проаналізувати та обробляти ці дані за допомогою алгоритму AI для заздалегідь виявлення потенційних збоїв обладнання. Наприклад, коли аномальні зміни відбуваються в таких параметрах, як частота вібрації та амплітуда обладнання, платформа прогнозного обслуговування може попередити про збій обладнання за 72 години заздалегідь, що дозволяє операторам мати достатньо часу для здійснення технічного обслуговування та ремонту обладнання, уникаючи уникнення Вплив раптових збоїв обладнання на виробництво та підвищення надійності обладнання та безперервності виробництва.
