• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Документ в силу не вступил


ИТС 19-2016

     
     
ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

Производство твердых и других неорганических химических веществ

Manufacture of solid and other inorganic chemicals


     
Дата введения 2017-07-01

     
     
Введение


     Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям (далее - справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при производстве твердых и других неорганических химических веществ.
     
     Структура настоящего справочника НДТ соответствует ПНСТ 21-2014 "Наилучшие доступные технологии. Структура информационно-технического справочника", формат описания технологий - ПНСТ 23-2014 "Наилучшие доступные технологии. Формат описания технологий", термины приведены в соответствии с ПНСТ 22-2014 "Наилучшие доступные технологии. Термины и определения".
     
     Краткое содержание справочника
     
     Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ.
     
     Предисловие. Указана цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.
     
     Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые распространяется действие справочника НДТ.
     
     В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития твердых и других неорганических химических веществ в Российской Федерации. Также в разделе 1 приведен краткий обзор экологических аспектов производства твердых и других неорганических химических веществ.
     
     В разделах 2-10 представлена информация по производству алюминия фтористого технического, сульфата кальция, технических, кормовых и пищевых фосфатов, карбоната кальция, нитрата кальция, натрия кремнефтористого технического, соды, соединений хрома, технических солей на основе хлорида натрия, нитрита натрия, натриевой селитры.
     
     Разделы 2-10 содержат следующие подразделы:
     
     - описание технологических процессов, используемых в настоящее время;
     
     - текущие уровни эмиссии в окружающую среду;
     
     - определение наилучших доступных технологий;
     
     - наилучшие доступные технологии;
     
     - перспективные технологии.
     
     В разделах 11-12 представлены общие НДТ и экономические аспекты реализации наилучших доступных технологий.
     
     Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения об использованных материалах при подготовке справочника НДТ, а также сведения о разработчиках справочника НДТ.
     
     Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке справочника НДТ.
     
     

Предисловие


     Цели, основные принципы и порядок разработки справочника НДТ установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. N 1458 "О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям".
     

1 Статус документа
     
     Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации.
     

2 Информация о разработчиках
     
     Справочник НДТ разработан технической рабочей группой "Производство твердых и других неорганических химических веществ" (ТРГ 19), состав которой утвержден приказом Росстандарта от 4 марта 2015 г. N 234 "О создании технической рабочей группы "Производство твердых и других неорганических химических веществ" (в редакции приказа Росстандарта от 18 июля 2016 г. N 1050).
     
     Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее - Бюро НДТ) (www.burondt.ru).
     

3 Краткая характеристика
     
     Справочник НДТ содержит описание применяемых при производстве алюминия фтористого технического, сульфата кальция, технических, кормовых и пищевых фосфатов, карбоната кальция, нитрата кальция, карбоната аммония, кальциевой селитры, соды, натрия кремнефтористого технического, соединений хрома, использующихся в производстве твердых и других неорганических химических веществ, реализованных на территории Российской Федерации технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, водопотребление, повысить энергоэффективность, ресурсосбережение. Из описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов определены решения, являющиеся наилучшими доступными технологиями (НДТ). Для НДТ в справочнике НДТ установлены соответствующие технологические показатели НДТ.
     

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами
     
     При разработке справочника НДТ был использован справочник Европейского союза по НДТ "Крупнотоннажное производство твердых и других неорганических химикатов" (Large Volume Inorganic Chemicals - Solids and Others industry)* с учетом особенностей производства твердых и других неорганических химических веществ в Российской Федерации.
________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.


     

5 Сбор данных
     
     Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве алюминия фтористого технического, сульфата кальция, технических, кормовых и пищевых фосфатов, карбоната кальция, нитрата кальция, карбоната аммония, кальциевой селитры, соды, натрия кремнефтористого технического в Российской Федерации была собрана в процессе разработки справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. N 863.
     

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ
     
     Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разрабатываемыми в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. N 2178-р, приведена в разделе "Область применения".
     

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие
     
     Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 15 декабря 2016 г. N 1883.
     
     Справочник НДТ введен в действие с 1 июля 2017 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).
     
     

Область применения


     Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:
     
     - процессы производства сульфатов;
     
     - процессы производства карбонатов;
     
     - процессы производства фосфатов - технических, кормовых, пищевых;
     
     - процессы производства фтористых соединений;
     
     - процессы производства хлоридов;
     
     - процессы производства нитратов, нитритов;
     
     - процессы производства соединений хрома.
     
     Справочник НДТ также распространяется на следующие процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий или масштабы загрязнения окружающей среды:
     
     - хранение и подготовка сырья;
     
     - хранение и подготовка топлива;
     
     - производственные процессы;
     
     - методы предотвращения и сокращения эмиссий, образования и размещения отходов;
     
     - хранение и подготовка продукции.
     
     Настоящий справочник НДТ не распространяется на хлор-щелочное производство.
     
     Вопросы обеспечения промышленной безопасности и охраны труда частично рассматриваются только в тех случаях, когда оказывают влияние на виды деятельности, включенные в область применения настоящего справочника НДТ.
     
     

Раздел 1. Общая информация об отрасли химической промышленности


     Химическая промышленность - отрасль промышленности, которая включает в себя производство продукции из различных видов сырья путем ее химической переработки.
     
     По итогам 2014 года объем отгруженных товаров, выпущенных предприятиями химической промышленности России, составил - 2,03 трлн рублей. Доля химической отрасли в объеме выпуска всей обрабатывающей промышленности составляет 9%.
     
     Химическая промышленность России одна из базовых отраслей экономики страны. Предприятиями химпрома РФ выпускается более 70 тыс. наименований различной продукции. Основные потребители этих товаров - сельское хозяйство, металлургия, машиностроение, легкая промышленность. Химический комплекс страны сам потребляет более 25% производимой им продукции.
     
     Производство твердых и других неорганических химических веществ можно разделить на три основные группы.
     

1) Первая группа - это продукция, производимая из руды или других природных источников. К данной группе относят рассол хлористого натрия, известняк, кальцинированную соду, продукцию на основе титановых и фосфатных руд.
     

2) Вторая группа объединяет продукцию, производимую из вторичных ресурсов, например хлорид цинка, получаемый из цинкосодержащего металлолома, фторид алюминия и кремнефторид натрия, производимые из кремнефтористоводородной кислоты, или сульфат натрия, получаемый как отход в некоторых производствах (например, производствах хромсодержащих соединений).
     

3) К третьей группе относят продукцию, получаемую из разработанных источников. Например, кормовые фосфаты, получаемые из фосфорной кислоты, цеолиты, получаемые при производстве силиката натрия и растворов алюмосиликатов, сажа сопутствующая нефтехимическим производствам, конверсионный мел от производства удобрений азотнокислотным разложением фосфатного сырья и другие.
     
     Твердые неорганические вещества используются в различных отраслях промышленности, так например производство сульфата натрия из природного сырья дает продукт, содержащий от 0,5% до 10% примесей, что зависит от технологии переработки сложного по составу природного сырья, а также от требований, предъявляемых потребителями продукции, среди которых наиболее качественный продукт использует промышленность моющих средств. На основе сульфата натрия получают сульфид натрия, бисульфат натрия, товары бытовой химии. Сульфат и бисульфат натрия используются при изготовлении чистящих и технических моющих средств. Основные его потребители - предприятия химической, целлюлозно-бумажной и стекольной промышленности.
     
     Отраслевой состав химической промышленности приведен на рисунке 1.1.
     
     

Рисунок 1.1 - Отраслевой состав химической промышленности

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Рисунок 1.1 - Отраслевой состав химической промышленности

1.1 Производство твердых неорганических химических веществ


     В структуре мирового выпуска химической и нефтехимической промышленности по информации Cefic Chemdata International производство основных неорганических химических веществ составляет порядка 25%.
     
     Общий выпуск химической продукции в России в стоимостном эквиваленте в 2012 г. составил 2274 млрд руб., на долю основных неорганических химических веществ приходится 203 млн. руб.
     
     Предприятиями в настоящее время выпускаются следующие основные неорганические химические вещества:
     
     - сульфаты (натрия, аммония и др.);
     
     - карбонаты (натрия - сода; калия - поташ, кальция - мел и др.);
     
     - фосфаты - технические, кормовые, пищевые;
     
     - фтористые соединения (фтористый алюминий, кремнефтористый натрий);
     
     - хлориды (кальция, натрия и др.);
     
     - нитраты и нитриты (кальция);
     
     - соединения хрома.
     
     

1.2 Перечень предприятий, относящихся к сфере распространения справочника НДТ


     Печень предприятий, выпускающих продукцию, относящуюся к сфере распространения справочника НДТ, приведен в таблице 1.1.
     
     
Таблица 1.1 Перечень предприятий, выпускающих твердые неорганические химические вещества
     

N п/п

Наименование организации

Наименование группы, ассоциации, холдинга

Регион Российской Федерации

Город (населенный пункт)

1

ОАО "Крымский содовый завод"

-

Республика Крым

Красноперекопск

2

ОАО "ХРОМПИК"

-

Свердловская область

Первоуральск

3

ОАО Новотроицкий завод хромовых соединений

-

Оренбургская область

Новотроицк

4

ЗАО "Пикалевская сода" (г.Пикалево)

-

Ленинградская область

Пикалево

5

АО "Березниковский содовый завод"

-

Пермский край

Березники

6

АО "Башкирская содовая компания"

-

Республика Башкортостан

Стерлитамак

7

ФосАгро-Череповец, АО

ФосАгро, ОАО

Вологодская область

Череповец

8

Апатит, АО - Балаковский филиал

ФосАгро, ОАО

Саратовская область

Балаково

9

Метахим, ЗАО

ФосАгро, ОАО

Ленинградская область

Волхов

10

ПГ Фосфорит, ООО

МХК ЕвроХим, АО

Ленинградская область

Кингисепп

11

Акрон, ОАО

Акрон, ОАО

Новгородская область

Великий Новгород

12

Дорогобуж, ОАО

Акрон, ОАО

Смоленская область

Верхнеднепровский

13

Филиал "КЧХК" АО "ОХК "УРАЛХИМ" в городе Кирово-Чепецке

ОХК "Уралхим", АО

Кировская область

Кирово-Чепецк

14

ОХК Уралхим, ОАО - Филиал Азот в г.Березники

ОХК "Уралхим", АО

Пермский край

Березники

15

АО "Воскресенские минеральные удобрения"

ОХК "Уралхим", АО

Московская область

Воскресенск

16

Уралкалий, ПАО

-

Пермский край

Березники

17

Минудобрения, ОАО г.Россошь

-

Воронежская область

Россошь

1.3 Основные экологические проблемы


     Одним из существенных факторов, определяющих величину негативного воздействия на водные объекты, является неспособность обеспечить достаточный уровень очистки всего объема образующихся сточных вод.
     
     Отличительной чертой производства неорганических веществ является высокая энергоемкость. При обработке сырья, например перевода компонента в оксид, очень часто применяют обжиг.
     
     Основными воздействиями на окружающую среду, связанными с крупнотоннажным производством твердых и других неорганических химикатов, являются выбросы: газы, пары и пыль химических соединений.
     
     В зависимости от агрегатного состояния содержащихся в них примесей выбросы химических предприятий подразделяются на:
     
     - газообразные и парообразные (ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, СО, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, углеводороды, фенолы и т.д.);
     
     - жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей, растворы жидких металлов и их солей, органические соединения);
     
     - твердые (органические и неорганические пыли, сажа, смолистые вещества, свинец и его соединения и т.д.);
     
     - смешанные. Выбросы химических предприятий содержат чаще всего одновременно несколько групп веществ.
     
     Организованные выбросы поступают в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и др. трубопроводы; неорганизованные выбросы попадают в атмосферу как ненаправленные потоки газа в результате нарушений герметичности аппаратуры, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки сырья, выгрузки и хранения продукции.
     
     

1.4 Перечень продукции и применяемых технологий, мощности производства


     В таблице 1.2 приведен перечень продукции и технологий, а также мощности предприятий по производству продукции к настоящему справочнику НДТ.
     
     
Таблица 1.2 - Перечень продукции, применяемых технологий и мощности производства
     

N п/п

Наименование организации

Продукция

Мощность производства, тыс. т в год

Способ производства

1

ОАО Новотроицкий завод хромовых соединений

Технический хромовый ангидрид

14,5

Разложение бихромата натрия серной кислотой, отделение бисульфата натрия с последующим чешуированием готового продукта



Бихромат натрия валовый

62,3

Бисульфатно-серно-кислотная травка раствора монохромата натрия



Монохромат натрия

65,58

Бездоломитный (без кальцийсодержащего наполнителя) способ производства монохромата натрия



Окись хрома техническая металлургическая

12,4

Термическое разложение хромового ангидрида



Окись хрома техническая пигментная

5,0

Термическое разложение хромового ангидрида

Натрий сернокислый технический (сульфат натрия)

72,0

Восстановление шестивалентного хрома в растворе сульфата натрия-сырца раствором сульфита натрия или раствором бисульфита натрия до нерастворимой трехвалентной формы. Полученная суспензия подвергается фильтрации для отделения примеси от раствора сульфата натрия, который затем упаривается в выпарных установках

2

АО "Башкирская содовая компания"

Очищенный бикарбонат натрия

155,8


Сырой бикарбонат натрия

464,5

Аммиачный способ


Минеральный продукт содового производства

597,05


Технический едкий натр чешуированный

47,69

Выпаривание воды из 45% раствора едкого натра


Гранулированный хлористый кальций

30,980

Сушка и гранулирование в аппаратах фонтанирующего слоя

Углекислотные белые сажи

БС-100 - 1,262;

БС-120 - 1,520;

Росил-175 - 1,112;

У-333 - 0,020



Кальцинированная сода

1518,208

Термическое разложение бикарбоната натрия

3

ФосАгро-Череповец, АО

Фторид алюминия

43,0

Нейтрализации раствора КФВК гидроксидом алюминия. Осаждение тригидрата фторида алюминия

4

Апатит, АО - Балаковский филиал

Натрий кремне-фтористый технический

9,0

Нейтрализация крем-нефтористоводородной кислоты содой



Кормовой моно-кальцийфосфат

240,0

Нейтрализация фосфорной кислоты мелом

5

Метахим, ЗАО

Триполифосфат натрия технический

152

Прокаливание смеси фосфатов натрия, образующихся при реакции экстракционной фосфорной кислоты с карбонатом натрия

6

ПГ Фосфорит, ООО

Дефторированный фосфат

222,4/165,3 (проект/факт 2015 г.)

Гидротермокислотное разложение апатитового концентрата (в присутствии фосфорной кислоты, едкого натра и кварцсодержащей добавки) во вращающихся печах обжига

7

Дорогобуж, ОАО

Карбонат кальция конверсионный

218,2

Нитрат кальция, выделяется из раствора азотнокислотного разложения апатита и далее путем конверсии с углекислым аммонием перерабатывается в карбонат кальция (мел)

8

Филиал "КЧХК" АО "ОХК "УРАЛХИМ" в городе Кирово-Че-пецке

Карбонат кальция конверсионный

120,4

Нитрат кальция, выделяется из раствора азотнокислотного разложения апатита и далее путем конверсии с углекислым аммонием перерабатывается в карбонат кальция (мел)

Нитрат кальция гранулированный

41,2

Разложение карбоната кальция азотной кислотой с дальнейшим отделением нерастворимых соединений от водного нитрата кальция. Возможна технология переработки нитрата кальция непосредственно с узла фильтрации производства азотнофосфорнокислотного раствора. Очищенный раствор нитрата кальция направляется на гранулирование в аппарат кипящего слоя

9

ОХК Уралхим, ОАО - Филиал Азот в г.Березники

Нитрит натрия

40,0 (проект)

Основан на щелочной абсорбции оксидов азота, получаемых окислением аммиака кислородом воздуха на платиноидном катализаторе, раствором кальцинированной соды с получением нитрит-нитратных растворов, из которых после упаривания и кристаллизации производится отделение кристаллов нитрита натрия от маточника



Нитрат натрия

20,0 (проект)

Основан на окислительной инверсии маточного раствора нитрита натрия азотной кислотой или нейтрализации азотной кислоты раствором кальцинированной соды

10

Уралкалий, ПАО

Соль Камская поваренная, концентрат минеральный "Галит" марки "А", концентрат минеральный "Галит" (состав ПГМ)

319,2

Метод производства - холодное растворение (выщелачивание) остаточного хлористого калия из галитовых отходов галургического производства



Натрий хлористый технический карьерный, концентрат минеральный "Галит" марки "Б"

541,7


11

Минудобрения, ОАО г.Россошь

Раствор аммонизированный нитрата кальция

10 т/ч (факт 158 т/год)

Раздел 2. Производство алюминия фтористого технического


     Фторид алюминия в основном используется при получении первичного алюминия, 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 электролитной массы и повысить текучесть электролита. При производстве первичного алюминия на 1 т продукции расходуется от 15 до 40 кг фторида алюминия. Из-за проблем с эмиссией фтор-газов на предприятиях первичного алюминия потребление фтористых солей значительно снизилось за последние 30-40 лет.
     
     Фторид алюминия согласно его физическим свойствам подразделяют на продукт высокой насыпной плотности (High bulk density - HBD) и низкой насыпной плотности (Low bulk density - LBD). Получают эти продукты принципиально разными способами. Первый, так называемым, "сухим" способом, обрабатывая активированный оксид алюминия газообразным фтороводородом, второй - гидрохимическими способами при нейтрализации кремнефтороводородной кислоты (далее КФВК) или фтороводородной кислоты гидроксидом алюминия (в настоящий момент не применяется). В таблице 2.1 приведены физические характеристики и химический состав фторида алюминия различных производителей, и полученный по различным технологиям.
     
     
Таблица 2.1 - Свойства и состав фторида алюминия
     

Показатель

HBD "сухой"

LBD

Насыпная плотность, кг/мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Свободной насыпью

1300-1540

650-800


После утряски

-

840-900

Текучесть, с

<60

>120

Угол откоса, град.

32-35

35-45

Химический состав, %

- ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

90-94

93-98

- ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

8-10

<4

- ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

0,1-0,8

0,01-0,1

- ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

0,1-0,3

0,04-0,3

- ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

0,01-0,02

0,01-0,02

- ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

0,01-0,03

0,01-0,02

- п.п.п.

0,2-1,0

0,6-2,5


     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 электролит позволяет избежать излишних потерь фтора с аспирационными газами за счёт пирогидролиза и пылеуноса. Кроме того, производители первичного алюминия, использующие автоматические системы дозировки реагентов, предпочитают использовать фторид алюминия примерно одинаковой плотности с глиноземом.
     
     Эти факты подтверждаются балансом мирового производства и потребления фторида алюминия. В таблице 2.2 представлены данные о мировых мощностях и выпуске фторида алюминия.
     
     
Таблица 2.2 - Мировое производство фторида алюминия
     

Компания

Страна

Мощность производства, тыс. т в год

Фактический выпуск, тыс. т в год

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ высокой плотности

New Boliden

Норвегия

40

37

Industries Chimiques de Fluor

Тунис

50

50

Rio Tinto Alcan

Канада

60

60

Tanfac

Индия

20

14

Navin Fluorine Ind.

Индия

6

6

Fluorsid

Италия

65

60

Mexichem

Мексика

60

60

IQM

Мексика

45

18

Derivados Del Fluor

Испания

15

15

Производители в КНР

Китай

415

240

Gulf fluor Abu DhabiИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ОАЭ

60

?


Итого:

836

560

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ низкой плотности

Alufluor

Швеция

22

22

JPMC

Иордания

20

16

SPIC

Индия

3,5

0

Vishac

Индия

3

3

Gresik

Индонезия

12

7

Lifosa

Литва

18

18

Wengfu/Luzhai + 19 установок по производству ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ из КФВК

Китай

40

13

АО "ФосАгро-Череповец"

РФ

43

43

АО "ВМУ"ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

РФ

12,5

0

АО "ГХЗ"

Беларусь

7

3,5

АО "ПКЗ"ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

РФ

35

0

АО "ЮУКЗ"ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

РФ

40

0


Итого:

264

125,5

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ - новое предприятие, введено в эксплуатацию в 2015 г, но по информации на февраль 2016 г. было остановлено из-за проблем со сбытом продукции

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ - производства остановлены в 2013-14 гг.


     Свойства фторида алюминия определяются технологией. Следующие два основных процесса лежат в основе двух наиболее распространенных технологий фторида алюминия:
     
     При использовании газообразного фтороводорода и глинозема по следующей реакции:
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     Гидрохимические процессы основаны на реакции КФВК и гидроксида алюминия по следующим реакциям:
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     При производстве фторида алюминия HBD ("сухой" процесс) в виде отхода генерируется 2,4-2,5 т ангидрита сульфата кальция (фторгипса) на 1 т физ.массы ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     
     При переработке КФВК образуется побочный продукт кремнегель в количестве 0,67 т на 1 т физ. массы ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     
     

2.1 Доступные технологии и их описание


     Несмотря на то, что получение фторида алюминия из КФВК становится все более важным, "сухой" процесс все же доминирует в мире. Порядка 80% фторида алюминия производится по этому способу. В России ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ по этому способу не производится.
     

2.1.1 "Сухой" способ производства фторида алюминия
     
     Фторид алюминия получают обработкой активированного ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ безводным фтороводородом в реакторе кипящего слоя. Сырьем для получения безводного фтороводорода служит флюорит (плавиковый шпат), кислотного качества (т.е. с содержанием ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ свыше 97% масс), серная кислота (ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ) и гидроксид алюминия (ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ).
     
     В основе процесса лежат следующие реакции:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (1)


ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ                                     (2)


ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ                                     (3)


     Блок-схема процесса приведена на рисунке 2.1.
     
     

Рисунок 1.1 - Блок-схема процесса получения фторида алюминия "сухим" способом

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Рисунок 1.1* - Блок-схема процесса получения фторида алюминия "сухим" способом

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

2.1.2 Получение фторида алюминия при переработке КФВК
     
     "Легкий" фторид алюминия получают при нейтрализации раствора КФВК гидроксидом алюминия ("гидрохимические" способы). Производства "легкого" фторида алюминия часто находятся на одной площадке с производствами фосфорсодержащих 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 удобрений и неорганических кислот, 2015 г.). При использовании КФВК в качестве фторсодержащего сырья, фторид алюминия получают следующими способами:
     

А) с осаждением тригидрата фторида алюминия
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     

Б) с осаждением аммонийного криолита
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     В настоящее время в России "легкий" ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ из КФВК производится по способу А) через осаждение тригидрата фторида алюминия (далее ТФА). До недавнего времени в АО "ВМУ" фторид алюминия выпускался по способу Б), но в 2014 году производство было остановлено.
     
     Рассмотрим способ А) подробнее. В основе технологии лежит свойство фторида алюминия образовывать пересыщенный раствор с длительным индукционным периодом кристаллизации, что позволяет отфильтровать кремнегель из реакционной массы. Из пересыщенного водного раствора фторид алюминия при температуре 85-95°С кристаллизуется в виде тригидрата ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, который отфильтровывается и прокаливается сначала при температуре 300°С до полугидрата, а затем при 550°С до безводного фторида алюминия.
     
     Блок-схема производства фторида алюминия из КФВК через осаждение ТФА показана на рисунке 2.2.
     
     

Рисунок 2.2 - Блок-схема процесса получения "легкого" фторида алюминия из КФВК

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Рисунок 2.2 - Блок-схема процесса получения "легкого" фторида алюминия из КФВК

2.1.2.1 Нейтрализация КФВК и удаление ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     На первой стадии технологического процесса нагревают КФВК и загружают в реактор, затем туда подают гидроксид алюминия. Реакция является экзотермической, вследствие чего реакционная смесь разогревается до температуры 95-100°С. В результате реакции образуется водный раствор фторида алюминия и твердый аморфный ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ. Кремнегель выделяют из раствора путем фильтрования, также промывают водой. Существенным отличием и особенностью технологии, используемой в России, является то, что гидроксид алюминия применяется в виде влажного порошка (что обусловлено условиями поставки). Для равномерной подачи в процесс его суспендируют водой.
     
     Нагрев КФВК производится в подогревателе, который представляет собой цилиндрическую емкость, оборудованную барбатерами острого пара. Нагрев производится в периодическом режиме.
     
     Реактор нейтрализатор представляет собой цилиндрическую емкость с коническим днищем, которая оборудована мешалкой лопастного типа. Реактор работает в периодическом режиме. Степень нейтрализации КФВК определяется по электропроводимости раствора.
     
     Разделение реакционной смеси осуществляется на ленточном вакуум-фильтре со сходящим полотном. Данное оборудование позволяет эффективно промывать осадок кремегеля, снижая потери целевого продукта.
     

2.1.2.2 Кристаллизация ТФА
     
     После выделения аморфного ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ пересыщенный метастабильный раствор фторида алюминия помещают в кристаллизатор, в котором происходит кристаллизация твердого ТФА (ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ), который затем также отделяют на фильтре. Жидкую фазу (маточный раствор) направляют на абсорбцию отходящих газов, а затем в производство экстракционной фосфорной кислоты.
     
     Реактор кристаллизации представляет собой цилиндрическую емкость с коническим днищем, оборудованную трехуровневым импеллером-мешалкой. Подогрев раствора осуществляется при помощи барботажа острого пара при помощи барбатера.
     
     Фильтрование ТФА проводят при помощи ленточного вакуум-фильтра со сходящим полотном.
     

2.1.2.3 Сушка и прокалка ТФА
     
     Влажные кристаллы ТФА направляются на сушку-прокалку во вращающуюся барабанную печь, где происходит прогрев материала и удаление кристаллизационной влаги.
     
     Отходящие газы, содержащие пыль фторида алюминия, последовательно проходят чистку в циклонах, рукавном фильтре, абсорбере и направляются в атмосферу через санитарную трубу.
     
     Для сушки и прокаливания кристаллов ТФА могут применяться барабанные печи 2-х конструкций. Противоточная барабанная печь конвективного действия и противоточная барабанная печь конвективно-кондуктивного действия.
     
     Конвективная печь представляет собой противоточный вращающийся барабан, оборудованный подпорными кольцами для задержки продукта и увеличения времени пребывания его в печи.
     
     Конвективно-кондуктивная печь представляет собой противоточный вращающийся барабан, в котором продукт сначала проходит конвективную зону сушки, оборудованную подъемно-лопастной насадкой, затем продукт попадает в кондуктивную зону, где прогрев продукта происходит через стенку.
     
     Для рекуперации тепла продукта может использоваться вращающийся трубчатый холодильник. Охлаждение продукта производится атмосферным воздухом, который после прохождения теплообменника подается на горение природного газа и разбавление топочных газов.
     
     Для рекуперации тепла отходящих газов может быть использован кожухотрубчатый теплообменник. Охлаждение отходящих газов осуществляется атмосферным воздухом, подогретый в теплообменнике воздух направляется на горение природного газа и разбавление топочных газов.
     

2.1.2.4 Очистка отходящих газов
     
     Газы, отходящие от стадии сушки-прокалки, содержащие пыль продукта и газообразные фтористые соединения, проходят стадию очистки перед выбросом в атмосферу.
     
     На первой стадии очистки производится очистка от пыли с использованием групповых циклонов. На данной стадии также применяется рукавный фильтр. Пыль продукта возвращается на стадию сушки-прокалки.
     
     На второй стадии обеспыленные газы проходят абсорбционную очистку в абсорбере. Абсорбер представляет собой цилиндрический аппарат, орошаемый водным раствором фторида алюминия. Для интенсификации абсорбции в аппарате устанавливаются 2 провальные решетки. В расширенной части абсорбера (брызгоуловителе) может быть установлена ступень АПС с подпиткой водой.
     
     Использование 2-х ступенчатой системы очистки позволяет достигать высокой степени очистки газов от загрязняющих веществ и максимально возвращать целевой продукт в технологический процесс, экономя сырьевые ресурсы.
     

2.1.2.5 Очистка аспирационных газов
     
     Газы, отходящие от емкостного и фильтровального оборудования, содержащие газообразные фтористые соединения, подвергаются абсорбционной очистке. Для этого используется абсорбер, орошаемый слабым раствором кремнефтороводородной кислоты и водой. Абсорбер представляет собой цилиндрический аппарат. Для интенсификации абсорбции в аппарате устанавливается провальная решетка. В расширенной части абсорбера (брызгоуловителе) может быть установлена ступень АПС с подпиткой водой.
     
     

2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии


     В настоящее время производство фторида алюминия "сухим" способом в России отсутствует, и предпосылок для его создания нет, т.к. основного вида сырья - флюорита кислотного качества нет. Соответственно, текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии для данного способа производства в настоящем документе не приводятся.
     
     Особенностью "гидрохимических" способов производства фторида алюминия из КФВК является то, что данное производство находится на одной площадке с производством фосфорсодержащих удобрений, где КФВК образуется в качестве побочного продукта производства упаренной ЭФК, и очень сильно связано производственными потоками с производством ЭФК. К примеру, производство ЭФК передает в производство фторида алюминия раствор КФВК, обратно производство фторида алюминия передает маточный раствор, который используется при получении КФВК, и сточные воды на нейтрализацию известковым молоком. Собственные сбросы отсутствуют.
     
     Собственных многотоннажных отходов производство фторида алюминия не образует. Получаемый ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ репульпируется водой и направляется в производство ЭФК в составе сточных вод, а затем совместно с фосфогипсом направляется в шламонакопитель.
     
     В качестве эмиссий можно рассматривать выбросы в атмосферу из организованных и неорганизованных источников. Выбросы суммируются из: очищенных отходящих газов от стадии сушки прокалки, очищенных аспирационных газов и неорганизованных выбросов из производственных помещений.
     
     При производстве фторида алюминия выбросы нормируются по следующим загрязняющим веществам.
     

0342 - фториды газообразные;
     

0344 - фториды плохо растворимые;
     

0301 - азота диоксид;
     

0304 - азота оксид;
     
     и др.
     
     В данном случае фториды газообразные являются маркерным веществом, так как именно они показывают уровень потерь целевого продукта. При этом другие показатели не характеризуют технологию с точки зрения ее совершенства, кроме того, они всегда на порядки ниже нормируемого показателя.
     

2.2.1 Нормы расхода сырья и энергоресурсов в производстве фторида алюминия
     
     В таблице 2.3 приведены нормы расхода сырья и энергоресурсов в производстве фторида алюминия.
     
     
Таблица 2.3 - Нормы расхода сырья и энергоресурсов производства фторида алюминия
     

Вид сырья/энергоресурса

Норма расхода на 1 т ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Примечание

КФВК

1 т F

Приведено для "гидрохимического" процесса через осаждение ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Гидроксид алюминия

0,89 т ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Топливо (природный газ)

0,185 тыс. нмИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Электроэнергия

0,3 тыс. кВт·ч


Низкопотенциальный пар

1,1 Гкал


Сжатый воздух

0,075 тыс. нмИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


2.2.2 Эмиссии
     
     В таблице 2.4 представлена информация по выбросам предприятий при производстве фторида алюминия.
     
     
Таблица 2.4 - Выбросы в атмосферу производства фторида алюминия
     

Наименование загрязнителя

Выбросы

Комментарии


Метод очистки

Количество выбросов загрязняющего вещества после очистки на тонну продукции, кг/т ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Источник выброса


0342 - фториды газообразные

Обеспыливание, абсорбция

0,88

Выхлопная труба

Приведено для "гидрохимического" процесса через осаждение ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

2.3 Определение наилучших доступных технологий для производства фторида алюминия при переработке КФВК


     Данный раздел содержит методы в основном описывающие потенциальное достижение высокого уровня защиты окружающей среды для рассматриваемых технологий.
     
     Переработка КФВК - побочного продукта при производстве упаренной ЭФК во фторид алюминия, само по себе мероприятие, позволяющее повысить уровень комплексности переработки природных фосфатов и достичь высокого уровня защиты окружающей среды. В отсутствие переработки КФВК, ее необходимо нейтрализовать, что приводит к образованию большого количества отходов и повышенному потреблению извести. Поэтому при наличии на предприятии по производству фосфорсодержащих удобрений возможности получать КФВК надлежащего качества, переработка КФВК во фторида алюминия является признаком НДТ.
     

2.3.1 "Гидрохимический" метод получения AIF3 через осаждение тригидрата фторида алюминия
     

2.3.1.1 Описание
     
     Единственный из действующих способов производства фторида алюминия на территории Российской Федерации, реализован в ОА "ФосАгро-Череповец". Остальные производства в настоящий момент остановлены.
     
     Реализованная технология позволяет получать высококачественный продукт с высоким выходом продукта. Общими преимуществами технологии являются:
     
     - хорошая интеграция с предприятием по производству фосфорсодержащих удобрений, хорошая возможность комплексной переработки природных фосфатов и использование попутного фтора;
     
     - отсутствие необходимости в дополнительных видах сырья, таких как серная кислота, плавиковый шпат (флюорит), аммиак;
     
     - низкие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, возможность утилизации сточных вод в производстве, низкое ресурсопотребление, соответственно, отсутствие крупнотоннажных отходов, таких как фторогипс и др.;
     
     - хорошие возможности для использования побочного продукта ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ в качестве побочного продукта в различных целях.
     
     Выбросы в окружающую среду приведены в таблице 2.4 "Выбросы в атмосферу"
     
     

2.4 Наилучшие доступные технологии при производстве фторида алюминия


     В настоящее время в России существует единственное предприятие, где реализована технология фторида алюминия гидрохимическим способом через осаждение ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ. Таким образом, в соответствии с принятыми нормативно-правовыми актами, наилучшую технологию выбрать нельзя.
     
     Данные о технологических показателях рассматриваемой технологии, содержащие уровни потребления сырья и энергоресурсов, приведены в таблице 2.3 (п.2.2.1). Уровни эмиссии приведены в таблице 2.4 (п.2.2.2).
     
     

2.5 Перспективные технологии производства фторида алюминия


     В данном разделе приводятся перспективные технологии, которые могут быть применены в производстве фторида алюминия гидрохимическим способом через осаждение ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ. Другие способы из-за отсутствия действующих производств в России в данном разделе не рассматриваются.
     
     Основываясь на российском и европейском опыте производства фторида алюминия рассматриваемым способом, можно выделить 3 основных направления совершенствования технологии:
     

а) использование сухого способа подачи влажного гидроксида алюминия в реакторы нейтрализации с исключением узла его суспендирования водой. При современном уровне доступных технических устройств это вполне осуществимо. Способ позволяет снизить удельные расходы основных видов сырья и количество маточных растворов фторида алюминия;
     

б) использование глухого пара для подогрева рабочих сред, что также позволит экономить сырьевые ресурсы;
     

в) повышение качества кремнегеля (повышение содержания основного вещества, снижение количества примесей и влажности), образующегося после разделения реакционной смеси на ленточном вакуум-фильтре, с целью его утилизации и вовлечения в производство различных продуктов.
     
     

Раздел 3. Производство сульфата кальция


     По происхождению получаемый сульфат кальция можно разделить на две большие группы:
     

1) гипс и ангидрит природного происхождения;
     

2) химически осажденные гипс, полугидрат сульфата кальция и ангидрит.
     
     Получение продуктов первой группы относится к горнодобывающей промышленности (производство нерудных строительных материалов) и в настоящем справочнике НДТ не рассматривается.
     
     Ко второй группе относится сульфат кальция, который образуется в различных производствах в качестве побочного продукта:
     
     - реагипс (сернистый гипс, сульфогипс) образуется при мокрых способах улавливания ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (десульфуризация, сероочистка) из отходящих газов процессов сжигания топлива в различных технологических агрегатах ТЭС, металлургии, химической промышленности и других производств;
     
     - фосфогипс, фосфополугидрат - побочные продукты производства экстракционной фосфорной кислоты сернокислотным способом;
     
     - борогипс - побочный продукт сернокислотного разложения борсодержащих минералов при получении борной кислоты;
     
     - цитрогипс образуется при получении лимонной кислоты биохимическом способом;
     
     - фторангидрит (фторогипс) - побочный продукт сернокислотного производства плавиковой кислоты из полевого шпата;
     
     - хлорогипс (рапный гипс) получается при кальциевой очистке рассолов от сульфатов;
     
     - феррогипс образуется при осаждении из растворов (например, сточных вод) сульфатов железа известковым молоком;
     
     - титаногипс - побочный продукт сернокислотной переработки титанового сырья;
     
     - гидролизный гипс - побочный продукт технологической обработки целлюлозы;
     
     - тартратогипс - побочный продукт производства винной кислоты.
     
     В связи с крупнотоннажностью производства в России фосфорсодержащих минеральных удобрений на основе экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) особое место в производственных мощностях сульфата кальция занимают производители фосфогипса и фосфополугидрата. При рассмотрении вопросов транспортирования, хранения и использования оба продукта часто именуют просто фосфогипсом.
     
     При получении 1 т ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ в ЭФК на отечественных предприятиях образуется 4,20-5,45 т фосфогипса (в пересчёте на сухой дигидрат сульфата кальция). Откуда следует, что при полной загрузке российских мощностей по производству ЭФК может образовываться 13,5 млн. т фосфогипса в год (в пересчёте на сухой дигидрат сульфата кальция). При этом с учётом реальной загрузки производств в 2013-2014 гг. образование фосфогипса находилось в пределах 12,0-12,5 млн. т в год. Наряду с этим производство природного гипсового камня и ангидрита горнодобывающей промышленностью России в 2013-2014 гг. составляло в среднем около 12,6 млн. т в год. Таким образом, производство природного сульфата кальция сравнялось по мощности с получением фосфогипса.
     
     Распределение используемого в России фосфогипса по направлениям в среднем за 2013-2014 гг. приведено на рисунке 3.1.
     
     

Рисунок 3.1 - Распределение используемого в России фосфогипса по направлениям (в среднем за 2013-2014 гг.)

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Рисунок 3.1 - Распределение используемого в России фосфогипса по направлениям (в среднем за 2013-2014 гг.)

3.1 Описание технологических процессов, используемых в производстве фосфогипса


     В справочнике НДТ ИТС 2-2015 "Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот" приведена подробная информация по производству ЭФК с попутным получением фосфогипса. Там же приведены основные направления использования фосфогипса.
     
     Процесс производства ЭФК и фосфогипса состоит из следующих основных стадии:
     

1) прием и хранение фосфатного сырья и серной кислоты;
     

2) экстракция - разложение фосфатного сырья с кристаллизацией сульфата кальция в форме дигидрата или полугидрата;
     

3) фильтрация - разделение реакционной пульпы на вакуум-фильтрах с многократной противоточной промывкой осадка;
     

4) концентрирование ЭФК;
     

5) хранение ЭФК (кремнефтористоводородной кислоты);
     

6) хранение фосфогипса;
     

7) абсорбционная очистка образующихся в процессе производства фторсодержащих газов перед выбросом в атмосферу (с получением кремнефтористоводородной кислоты).
     
     Схема получения ЭФК и фосфогипса с указанием стадий технологического процесса представлена на рисунке 3.2.
     
     

Рисунок 3.2 - Схема получения ЭФК и фосфогипса

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Рисунок 3.2 - Схема получения ЭФК и фосфогипса


     Хранение фосфогипса происходит на специально организованных объектах складирования. Со стадии хранения фосфогипс может быть использован в народном хозяйстве как непосредственно, так и после дополнительной обработки для изменения его качественных характеристик.
     
     В настоящее время на предприятиях дополнительная обработка фосфогипса проводится в целях уменьшения содержания в нём свободной влаги и/или увеличения его плотности за счёт уплотнения.
     

3.1.1 Непосредственное использование фосфогипса
     
     Фосфогипс в народном хозяйстве России используется в качестве следующих продуктов:
     
     - кальцийсеросодержащее удобрение;
     
     - мелиорант;
     
     - добавка при производстве комплексных NPS/NPKS/PKS серосодержащих удобрений;
     
     - строительный материал, используемый при сооружении автомобильных дорог;
     
     - строительный материал для сооружения дамб;
     
     - в качестве сырья для производства термосульфата кальция.
     

3.1.2 Дополнительная обработка фосфогипса
     
     После дополнительной обработки фосфогипс используется в следующих направлениях:
     
     - кальцийсеросодержащее удобрение;
     
     - мелиорант;
     
     - добавка к цементному клинкеру перед его помолом в качестве регулятора сроков схватывания цемента;
     
     - добавка при производстве комплексных NPS/NPKS/PKS серосодержащих удобрений;
     
     - в качестве наполнителя в лакокрасочной промышленности;
     
     - строительный материал для сооружения дамб.
     
     Дополнительная обработка при производстве названных продуктов подразумевает следующие стадии:
     

1) вылёживание фосфогипса на объекте складирования;
     

2) взрыхление материала с возможной транспортировкой на специальный участок;
     

3) фасовка и отгрузка потребителю.
     
     

3.2 Текущие уровни эмиссии


     В процессе производства ЭФК и фосфогипса в газовую фазу выделяются соединения фтора. Отходы производства отсутствуют.
     

3.2.1 Выбросы в атмосферу при производстве фосфогипса
     
     Основными вредными компонентами выбросов в атмосферу являются фторсодержащие газы. Данные по выбросам представлены в таблице 3.1.
     
     Для очистки отходящих газов от фтора перед выбросом в атмосферу используются абсорбционные системы. Метод определения содержания фтора в отходящих газах - потенциометрический.
     
     
Таблица 3.1 - Выбросы в атмосферу от производств фосфогипса
     

Наименование загрязняющих веществ

Выбросы

Комментарии


Метод очистки

Количество выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчёте на тонну фосфогипса, кг/т

Источник выброса

Процесс производства

Метод определения загрязняющих веществ

Соединения фтора (F)

Абсорбция

0,013 (0,006-0,019)

Выхлопная труба

Полугидратный

Потенциометрический


Абсорбция

0,015 (0,005-0,028)

Выхлопная труба

Дигидратный

Потенциометрический/ фотометрический

3.2.2 Обращение со сточными водами
     
     В производстве ЭФК и фосфогипса сточные воды, непосредственно сбрасываемые во внешние водоёмы, не образуются. Технологические растворы, содержащие фтор, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ и другие компоненты, перерабатываются в цикле производства ЭФК и фосфогипса. Очищенные воды после нейтрализации повторно используются в водооборотных циклах цехов ЭФК и предприятий.
     

3.2.3 Отходы производства
     
     Отходы производства отсутствуют.
     
     

3.3 Определение наилучших доступных технологий при производстве фосфогипса


     Использование химически осаждённого сульфата кальция в народном хозяйстве является признаком НДТ, так как позволяет снизить техногенное воздействие на окружающую среду посредством сокращения объёмов добычи полезных ископаемых (гипса и ангидрита) из недр Земли и уменьшения количества складируемого химически осаждённого сульфата кальция.
     
     Повышение качества получаемого фосфогипса возможно при внедрении различных технологических мероприятий, приведённых в справочнике НДТ ИТС 2-2015 "Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот" и направленных главным образом на улучшение процесса получения ЭФК и фосфогипса в целом.
     
     

3.4 Наилучшие доступные технологии


     В настоящее время существует возможность дальнейшей модернизации представленной в разделе 3.1 технологической схемы с приростом мощности, снижением себестоимости продукции и уменьшением воздействия на окружающую среду.
     
     В составе существующих технологий рекомендуется по ряду подпроцессов технологической схемы в качестве частных НДТ проводить мероприятия, приведенные в таблицах 3.2-3.3.
     
     
Таблица 3.2 - Описание технологических мероприятий производства фосфогипса
     

N п.п.

Описание мероприятия

Объект внедрения

Эффект от внедрения

Ограни-
чение примени-
мости

Основное оборудо-
вание




Снижение эмиссий основных загряз-
няющих веществ

Энергоэф-
фективность, в отн. ед.

Ресурсо-
сбережение, в отн. ед.



1

Внедрение технических мероприятий по улучшению качества фосфогипса и фосфополугидрата, с использованием одного или нескольких методов, включающих:

- стабилизацию технологического режима;

- увеличение количества воды на промывку;

- обработку или нейтрализацию кальцийсодержащим агентом;

- перекристаллизацию сульфата кальция;

- повышение рН другими способами.

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфо-
полугидрата)

Снижение содержания примесей в фосфогипсе и фосфополу-
гидрате, реакция водной вытяжки, близкая к нейтральной

-

-

В зависи-
мости от качества фосфа-
тного сырья. Технико-
экономии-
ческая целесооб-
разность

Дозаторы, транспо-
ртеры, питатели, фильтры

2

Перевод на использование в качестве охлаждающей воды осветленной воды системы гидроудаления фосфогипса

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфо-
полугидрата)

-

Снижение потребления оборотной воды цикла охлаждения в градирне

-

Наличие системы гидротран-
спорта фосфо-
гипса

-

3

Использование охлажденной осветленной воды из гипсонакопителя для конденсации паров в системах создания вакуума экстракции-
фильтрации

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфо-
полугидрата)

-

Снижение температуры воды во внутреннем оборотном цикле, сокращение энергозатрат

Сокращение расхода оборотной воды внешнего цикла

нет

-


     
Таблица 3.3 - Описание технических мероприятий производства фосфогипса
     

N п/п

Описание мероприятия

Объект внедрения

Эффект от внедрения

Ограничение примени-
мости

Основное оборудо-
вание




Снижение эмиссий основных загряз-
няющих веществ

Энергоэф-
фективность, в отн. ед.

Ресурсос-
бережение, в отн. ед.



1

Модернизация узлов фильтрации с установкой ленточных вакуум-фильтров

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфо-
полугидрата)

-

Снижение потребления электро-
энергии за счет повышения производи-
тельности

Сокращение потерь ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ за счет стабили-
зации работы узлов фильтрации

Нет

Ленточные вакуум-
фильтры

2

Переход на использование частотных преобразователей для насосов и другого оборудования

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфо-
полугидрата)

-

Снижение расхода электро-
энергии

-

Нет

Частотные преобра-
зователи

3

Реконструкция автомати-
зированных систем управления технологическим процессом

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфопо-
лугидрата)

Снижение за счет стабили-
зации показателей процесса

Снижение расхода энерго-
ресурсов

Нет данных

Нет

Системно-
аппаратные комплексы

4

Замена пароэжекторных насосов на водокольцевые

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфо-
полугидрата)

-

Снижение нормы расхода пара на 10%

-

Экономии-
ческая целесооб-
разность

Водоколь-
цевые вакуум-
насосы

5

Реконструкция системы абсорбции газов от экстрактора

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфо-
полугидрата)

Снижение концент-
рации фтора в воздухе рабочей зоны

Нет данных

Нет данных

Нет

Абсорбер типа АПС

6

Замена перемешивающих устройств

Процесс производства ЭФК и фосфогипса (фосфо-
полугидрата)

-

Стабилизация технологического процесса, снижение потерь фосфатного сырья, удельного расхода электроэнергии

Нет

Мешалки

3.5 Перспективные направления в технологии производства фосфогипса


     Перспективной технологией ЭФК и фосфогипса является дигидратно-полугидратный процесс с двухступенчатой фильтрацией. Данная технология реализована в промышленном масштабе за рубежом (установка мощностью 180 тыс. т ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ в год с использованием в качестве сырья хибинского апатитового концентрата, около 80% получаемого фосфогипса отгружается производителям гипсовых строительных материалов) и усовершенствована на основании отечественных лабораторных исследований.
     
     При реализации дигидратно-полугидратного процесса достигаются следующие экологические преимущества:
     
     - получение побочного продукта - полугидрата сульфата кальция - высокого качества (ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ0,5%, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ0,1%);
     
     - фосфополугидрат может применяться непосредственно для производства гипсовых вяжущих и изделий из них;
     
     - достижение высокого технологического выхода ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ - 98,5-99,2%.
     
     Более подробно данная технология рассмотрена в информационно-техническом справочнике НДТ ИТС 2-2015 "Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот".
     
     

Раздел 4. Производство технических, кормовых и пищевых фосфатов


     Основные сферы применения неорганических фосфатов:
     
     - в производстве удобрений (описано в ИТС НДТ N 2);
     
     - в производстве кормовых фосфатов;
     
     - производство синтетических моющих средств (стиральные порошки и т.д.) - триполифосфат натрия;
     
     - пищевые фосфаты.
     
     Ключевые регионы потребления промышленных и пищевых фосфатов - США (29%), Китай (29%) и Европа (15%) (рисунок 4.1).
     
     - Основные сегменты отрасли промышленных и пищевых фосфатов - детергенты (преимущественно триполифосфат натрия), водорастворимые удобрения (фосфаты аммония) и пищевые фосфаты (фосфаты натрия, калия и другие).
     
     - Понижательная динамика мирового потребления фосфатов в последние годы обусловлена опережающими темпами сокращением спроса на триполифосфат для производства моющих средств, вследствие действующих ограничений по его использованию в развитых странах Европы, Америки, а также в Китае.
     
     - Сокращение спроса на триполифосфат для моющих средств за последние 5 лет оценивается в 400-450 тыс. тонн ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (700-800 тыс. тонн продукта).
     
     - Сокращение потребления фосфатов для производства детергентов в основном компенсировалось ростом потребления пищевых фосфатов, особенно в развивающихся странах Азии, а также ростом спроса на водорастворимые удобрения в Китае и, в меньшей степени в США и Европе;
     
     - ТПФН (суммарно технический и пищевой) - остается основным торгуемым продуктом. Объем мировой торговли составляет 420 тыс. тонн ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ или ~730 тыс. тонн продукта. Основная доля торговли пока приходится на технический продукт (для производства моющих), которая впоследствии будет сокращаться;
     
     - Ведущими экспортерами ТПФН пока выступают Китай, Тунис и Россия - то есть страны, экспортирующие технический продукт (Китай - технический + пищевой).
     
     

Рисунок 4.1 - Мировое потребление технических и пищевых фосфатов

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Рисунок 4.1 - Мировое потребление технических и пищевых фосфатов

4.1 Производство кормовых фосфатов


     На территории РФ имеется три производства кормовых фосфатов:
     

1. АО "Апатит" (Балаковский филиал), (г.Балаково Саратовский области);
     

2. ООО ПГ "Фосфорит" (г.Кингисепп);
     

3. ОАО "Гидрометаллургический завод" (г.Лермонтов).
     
     Сравнительный анализ продукции данных предприятий, исходя из их химического состава, представлен в таблице 4.1.
     
     Из данных, представленных в таблице 4.1, видно:
     

1. Ассортимент производимой продукции предприятиями РФ представлен основными марками кормовых фосфатов на основе фосфатов кальция, натрия и аммония;
     

2. Продукты производства БФ АО "Апатит", г.Балаково и ООО ПГ "Фосфорит", г.Кингисепп представляют собой кормовые фосфаты на основе различных форм фосфатов кальция со схожей растворимостью в 0,4%-ном растворе соляной кислоты (HCI) - имитации желудочного сока;
     
     
Таблица 4.1. Сравнительная характеристика кормовых фосфатов
     

Наименование показателя

Производители и продукты


БФ АО "Апатит"

ООО ПГ "Фосфорит"

ОАО "Гидрометаллургический завод"


Фосфаты обесфторенные кормовые, ТУ 2182-686-0020
9438-2012*

Дефторированный фосфат, ТУ 2182-
001-56937109-2006

Диаммоний-
фосфат кормовой ТУ 2182-538-
00209438-2008

Моноаммоний-
фосфат кормовой ТУ 2182-436-
00209438-2008


(марка А)

Требования к продукции на экспорт

Марка "Р"

Марка "G"



1

2

3

4

5

6

7

1. Массовая доля ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, растворимого в 0,4%-ном растворе соляной кислоты (HCI), %:

51±1

-

41

41

53±1

61±1

в пересчете на фосфор, %

22,0±0,4

-

-

-

-

-

2. Массовая доля фосфора общего, % не менее

-

22,0

-

-

-

-

3. Массовая доля кальция, %

16±1

н.м. 15,0

30

30

-

-

4. Массовая доля азота (натрия), растворимого в 0,4%-ном растворе соляной кислоты, %

-

-

5 (Na)

5 (Na)

21±1 (N)

12±1 (N)

5. Показатель активности водородных ионов, ед. рН, не менее

н.м. 3,4

3,5ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ4,5

-

-

-

-

6. Массовая доля фосфора, растворимого в 2%-ой лимонной кислоте, % от общего фосфора не менее

-

95

-

-

-

-

7. Массовая доля фосфора, растворимого в растворе цитрата аммония, % от общего фосфора не менее

-

95

-

-

-

-

8. Массовая доля фосфора, растворимого в воде, % от общего не менее

-

75

-

-

-

-

9. Массовая доля влаги, % не более

4

4

-

-

0,5

0,3

10. Массовая доля веществ, нерастворимых в HCI, % не более

-

2,0

-

-

-

-

11. Массовая доля фтора, % не более

0,2

0,2

0,2

0,2

0,02

0,02

12. Массовая доля мышьяка, % не более

0,001

0,001

0,0002

0,0002

0,001

0,001

13. Массовая доля свинца, % не более

0,002

0,0015

0,002

0,002

0,001

0,001

14. Массовая доля кадмия, % не более

0,00004

0,001

0,00004

0,00004

0,00004

0,00004

15. Массовая доля ртути, % не более

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

16. Применение

Фосфаты обесфторенные кормовые предназначаются в качестве кормовой добавки для обогащения и балансирования рационов сельскохозяйственных животных, в т.ч. и птицы, по фосфору и кальцию, а также для приготовления комбикормов

Высокоэф-
фективная, экологически чистая кормовая добавка для высокопроду-
ктивного животноводства и птицеводства с повышенным содержанием лимонно-
растворимой формы фосфора. Дефторированный фосфат - это негигроскопичный, неслеживающийся порошок или гранулы, от светло- до темно-коричневого цвета, без запаха. ДФФ используется в виде молотого продукта (марка "Р") или гранул (марка "G"). Применяется для обогащения комбикормов, в том числе комбикормов для рыб промышленного выращивания, и скармливания животным смеси с концентратами, силосом, зелеными кормами, измельченными корнеплодами

Диаммоний-
фосфат кормовой на основе экстрак-
ционной фосфорной кислоты предназначен в качестве кормовой добавки в рацион жвачных животных

Моноаммоний-
фосфат кормовой предназначен в качестве кормовой добавки для рационов жвачных животных

________________

* ТУ, упомянутые здесь и далее по тексту, не приводятся. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.


     

3. Все представленные продукты - кормовые фосфаты - произведены на основе апатитового концентрата и по содержанию примесей имеют близкие значения (см. таблицу 4.2).
     
     В соответствии с данными литературных источников и информацией, изложенной в технических условиях, представленные кормовые фосфаты имеет схожую сферу применения.
     
     
Таблица 4.2. Примерная доля (%) различных кормовых фосфатов в общем их количестве
     

Вид

Монокальций-
фосфат

Динатрий-
фосфат

Диаммоний-
фосфат

Обесфторенный фосфат

Преципитат

Коровы и быки-
производители

20-30

15-20

10-15

30-35

15-20

Молодняк крупного рогатого скота

15-20

10-15

5-10

15-20

45-50

Овцы и козы

10-15

-

25-30

30-35

25-30

Свиньи

-

-

-

45-50

50-55

Птица

-

-

-

75-80

20-25

Лошади

-

-

-

75-80

20-25

4.2 Производство дефторированного фосфата (ДФФ)


     Производство фосфата дефторированного (кальция фосфата кормового) осуществляется методом гидротермокислотной переработки Ковдорского апатитового концентрата в присутствии фосфорной кислоты, едкого натра и кварцсодержащей добавки во вращающихся обжиговых печах (см. рисунок 4.2).
     
     Мощность производства фосфата дефторированного составляет 222 тыс.т/год натуры содержащей не менее 41% ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     
     Количество технологических линий - 5.
     
     В состав производства фосфата дефторированного входит установка получения гидрооксида аммония (аммиачной воды).
     
     Производство фосфата дефторированного осуществляется методом гидротермокислотной переработки апатитового концентрата с добавкой фосфорной кислоты и каустической соды во вращающихся обжиговых печах.
     
     Узлы приёма сырья, его хранения, а также всё технологическое оборудование, находящееся по технологической цепочке после обжиговых печей, являются общими для всего производства, включающее бункера для приёма клинкера, его размола, рассева, затарки и отгрузки.
     
     Сырьём для производства ДФФ являются:
     
     - Экстракционная фосфорная кислота,
     
     - Апатитовый концентрат,
     
     - Каустическая сода.
     

4.2.1 Процесс производства дефторированного (кормового) фосфата
     
     Процесс производства дефторированного (кормового) фосфата состоит из следующих основных стадий (см. таблицу 4.3):
     
     - Прием и хранение апатитового концентрата, едкого натра, кварцсодержащей добавки и фосфорной кислоты;
     
     - Дозирование апатитового концентрата, фосфорной кислоты, едкого натра и кварцсодержащей добавки, приготовление шихты в смесителях;
     
     - Гидротермокислотная переработка шихты (обесфторивание);
     
     - Классификация продукта после печи, фасовка готового продукта марки "6";
     
     - Размол клинкера, охлаждение и фасовка готового продукта марки "Р";
     
     - Приготовление аммиачной воды;
     
     - Очистка отходящих газов от пыли и фтористых соединений;
     
     - Утилизация тепла и приготовление питательной воды для котлов-утилизаторов.
     
     Подача апатитового концентрата осуществляется пневмотранспортом с давлением 0,4-0,7 МПа (4-7 кгс/смИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ), поступающего из компрессорной.
     
     Воздух, транспортирующий апатит в силос, бункера очищается в циклонах, рукавных фильтрах и вентиляторами выбрасывается в атмосферу.
     
     Песок кварцевый доставляется в цех автотранспортом.
     
     Раствор каустической соды (едкого натра) поступает в цех в цистернах и раскачивается в хранилище.
     
     Из хранилища раствор едкого натра подается на технологические нитки.
     
     Экстракционная фосфорная кислота поступает в цех в железнодорожных цистернах и раскачивается в хранилище, из которого затем подается на технологические нитки.
     
     Основное технологическое оборудование и оборудование, которое дает значительные эмиссии представлено в таблице 4.4.
     

4.2.1.1 Приготовление шихты в смесителях
     
     Из приемного бункера апатитовый концентрат подается в двухвальный смеситель.
     
     Апатитовый концентрат смешивается в двухвальном смесителе с фосфорной кислотой.
     
     Далее пульпа через слив поступает в установленный последовательно за двухвальным смесителем одновальный смеситель, в который подается раствор едкого натра, поступающий из хранилища по кольцевому трубопроводу. Сюда же весовым дозатором подается песок кварцевый.
     
     Шихта после одновального смесителя поступает по загрузочному устройству во вращающуюся печь обжига.
     

4.2.1.2 Гидротермокислотная переработка шихты (обесфторивание)
     
     Обжиг шихты осуществляется во вращающейся печи, представляющей собой металлический футерованный внутри огнеупорным материалом цилиндрический корпус (барабан) диаметром 3,6 м и длиной 100 м, установленный на шести роликоопорах с уклоном 3,5 град.
     
     Выгрузочный участок печи снабжен рекуператорами, проходя через которые клинкер охлаждается, а воздух, поступающий в печь для сжигания природного газа, нагревается.
     
     Холодная зона печи имеет свободный вход в пыльную камеру, через которую по загрузочной форсунке шихта поступает на обжиг.
     
     Процесс обесфторивания протекает при температуре 1340-1400°С.
     
     Механизм процесса в общем виде описывается уравнением:
    

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     Получаемая пастообразная шихта направляется в прокалочные вращающиеся печи обжига. Для прокалки реакционной массы в печах сжигается природный газ. За счет вращения и наклона печи, загружаемая в печи шихта перемещается вдоль печи. Под действием высоких температур и раскаленного водяного пара происходит обесфторивание шихты.
     
     Отходящие из вращающейся печи газы с температурой поступают в пыльную камеру, где за счет изменения скорости и направления движения газового потока происходит грубая очистка газа от пыли. Затем в котлах-утилизаторах газы охлаждаются с частичным пылеотделением и далее проходят тонкую очистку от пыли в групповом циклоне.
     
     Очищенные от пыли газы после групповых циклонов поступают на очистку от фтористых соединений в два последовательно установленных пенных абсорбера. В первом улавливается основное количество фтористых соединений. Данный абсорбер орошается циркуляционным раствором из сборника, в котором за счет подачи гидроксида аммония (аммиачной воды) с массовой долей аммиака 10-25% поддерживается рН раствора в пределах 5,5-7,0. Гидроксид аммония подается с установки приготовления аммиачной воды. Во втором абсорбере улавливается оставшаяся часть фтористых соединений и аммиак, выделяющийся из циркуляционного раствора, орошающего первый абсорбер. Данный абсорбер орошается циркуляционным раствором, который подпитывается водой.
     
     Очищенные газы проходят через осевой брызгоуловитель и с помощью вентилятора выбрасываются в атмосферу.
     
     Отработанные абсорбционные стоки отправляются в цех нейтрализации и очистки промышленных стоков.
     

4.2.1.3 Отделение размола и фасовки готового продукта
     
     Клинкер из печей обжига системой конвейеров транспортируется в отделение размола.
     
     Клинкер транспортируется на классификатор, после чего в зависимости от крупности продукта поступает либо в силос для дальнейшей фасовки, либо на дополнительный помол в шаровые мельницы.
     
     После шаровой мельницы продукт охлаждается в холодильных барабанах и пневмокамерными насосами измельченный продукт транспортируется в силос готового продукта.
     
     Готовый продукт марки "Р" с силоса подается в бункера и с помощью упаковочной машины затаривается в мешки.
     
     Запыленный воздух, отходящий от мельниц, бункеров, узлов транспортировки, пересыпки и затарки подвергается двухступенчатой очистке сначала в циклонах, а затем в рукавных фильтрах.
     
     Запыленный воздух от узла грохочения подвергается одноступенчатой очистке в циклонах.
     

4.2.1.4 Отделение химводоподготовки
     
     В отделении химводоподготовки производится приготовление питательной воды для питания котлов-утилизаторов и установки приготовления аммиачной воды.
     
     Осветление воды осуществляется на механических фильтрах; фильтрующим материалом является кварцевый песок. Умягчение воды производится в Na-катионовых фильтрах.
     

4.2.1.5 Установка приготовления аммиачной воды
     
     На установке осуществляется приготовление аммиачной воды для отделения абсорбции цеха КОФ.
     
     Сущность технологического процесса получения гидрооксида аммония (аммиачной воды) заключается в испарении жидкого аммиака и последующем растворении газообразного аммиака в воде.
     
     Процесс испарения жидкого аммиака и превращение его в газообразный протекает в теплообменнике с поглощением тепла; процесс растворения газообразного аммиака в воде - в абсорберах с выделением тепла.
     
     

Рисунок 4.2 - Производство дефторированного фосфата

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Рисунок 4.2 - Производство дефторированного фосфата


     
Таблица 4.3 - Стадии процесса производства ДФФ
     

N подпро-
цесса

Вход

Подпроцесс

Выход

Основное оборудование

Эмиссии (наименование)

1.1

Апатитовый концентрат, едкий натр, кварцсодер-
жащая добавка, фосфорная кислота, сжатый воздух

Прием и хранение сырья

Апатитовый концентрат, едкий натр, кварцсо-
держащая добавка, фосфорная кислота

Бункерные траншеи, конвейеры, бункера, пневмока-
мерные насосы, ц/б насосы, силосы, циклон, рукавный фильтр, вентилятор, хранилища

Пыль апатита

1.2

Газообразный аммиак, химочищенная вода

Приготовление аммиачной воды

Гидроксид аммония (аммиачная вода)

Теплообменник, абсорбер, ёмкости, насосы, дыхательные клапаны

Газообразный аммиак

1.3

Апатитовый концентрат, едкий натр, кварцсодер-
жащая добавка, фосфорная кислота, сжатый воздух, вода

Смешение:

дозирование сырья и приготовление шихты

Пульпа, шихта

Автоматический весовой дозатор, смесители, циклон, рукавный фильтр, вентилятор

-

1.4

Шихта, воздух для сжигания природного газа

Гидротермо-
кислотная переработка шихты (обесфто-
ривание)

Клинкер

Вращающаяся печь обжига, откатная горелка, рекуператоры

Печные газы

1.5

Клинкер

Классификация. Фасовка готовой продукции

Готовый продукт марки G

Бункера, питатели, конвейера, силосы, инерционный грохот, двухситный грохот, циклон, рукавный фильтр, вентилятор, магнитный железо-
отделитель

Запыленный воздух

1.6

Клинкер

Размол клинкера

Очищенный воздух, готовый продукт марки Р

Конвейера, силосы, питатель, шаровая мельница, электромаг-
нитный железо-
отделитель, циклон, рукавный фильтр, вентилятор

Пыль (запыленный воздух)

1.7

Клинкер

Охлаждение клинкера

Охлажденный продукт

Холодильный барабан

Пыль (запыленный воздух)

1.8

Продукт

Фасовка и хранение готового продукта

Продукт

Фасовочная машина

Пыль

1.9

Отходящие из вращающейся печи газы, ретурная пыль, сжатый воздух аммиачная вода, оборотная вода

Очистка отходящих газов от пыли и фтористых соединений

Очищенные от пыли и фтористых соединений газы

Пыльная камера, котел-утилизатор, групповой циклон, пенный абсорбер, насосы, циркуля-
ционные сборники, осевой брызгоу-
ловитель, вентилятор

Пыль, фтористые соединения, аммиак

1.10

Отходящие газы, образова-
вшиеся в печи

Утилизация тепла с получением перегретого пара

Охлажденные отходящие газы, перегретый пар со сниженным давлением

Котел-утилизатор, пароперег-
реватели, экономайзер, редукционная установка

-

1.11

Вода из реки

Приготовление питательной воды

Питательная вода для котла-утилизатора

Механические фильтры, установка умягчения, емкости, насосы, подогреватель, деарационно-
питательная установка

-


     
Таблица 4.4 - Оборудование производства ДФФ (основное технологическое оборудование и оборудование, которое дает значительные эмиссии)
     

Наименование оборудования

Модель (типоразмер)

Основное

Природо-
охранное

Назначение оборудо-
вания

Техноло-
гические характе-
ристики

Фирма-
прои-
зводитель (проекти-
ровщик)

Конвейер ленточный

+

Предназ-
начен для транспор-
тировки апатитового концентрата в бункер перегрузо-
чного узла

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ240 т/ч;

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ156,7 м;

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ800 мм;

Эл. двигатель:

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ55 кВт;
ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ10 об/мин

Белохолу-
ницкий машинный завод, г.Белая Холуница

Вентилятор

ВЦ4-75-6,3

+

+

Предназначен для системы аспирации

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ10000 мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Напор - 2000 Па (200 кг/ мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ)

Эл. двигатель:

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ11 кВт;

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ1460 об/мин

ОАО Дукс, г.Москва

Хранилище фосфорной кислоты

+

Предназначено для приема и хранения фосфорной кислоты

Диаметр - 9 м;

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ6 м;

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ300 мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ;

1 мешалка

Корпус: гумировка-
"Полан-2М" Футеровка: керами-
ческая плитка ПШ-1

Завод Химмаш, г.Дзержинск

Хранилище едкого натра

+

Предназна-
чено для приема и хранения едкого натра

Ст.20

Диаметр - 9 м;

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ 6 м

Завод Химмаш, г.Дзержинск

Дозатор весовой автоматический

"Шенк" MTD - Е1020

+

Предназ-
начен для дозирования апатитового концентрата в двухвальный смеситель

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ20 т/ч;

Температура =80°С;

Эл. двигатель: SEW

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ0,37 кВт

SCHENK, Германия

Смеситель шнековый одновалыный

+

Предназначен для смешивания пульпы апатит - ЭФК с едким натром и водой

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ12 т/ч, диаметр шнека = 600 мм;

Эл. двигатель:
4А-160М-4, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ18 кВт, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ1500 об/мин

ООО КРСС, г.Кингисепп

Смеситель шнековый двухвальный

+

Предназ-
начен для смешивания апатитового концентрата с фосфорной кислотой и кварцевым песком

Сборка
Корпус - 12х18Н10Т

Валы - 06ХН28МДТ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ12 т/ч, диаметр шнека = 600 мм;

Эл. двигатель: АО2-82-4, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ22 кВт, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ1500 об/мин

Завод горного оборудо-
вания, г.Усолье

Печь вращающаяся с пыльной камерой

+

Предназна-
чена для гидротермо-
кислотной переработки шихты обесфто-
ривания шихты

Сборка

Корпус - ст.3 Подреку-
ператорная обечайка - ст.09Г2С-3; футеровка корпуса - кирпич шамотный и периклазо-
хромитовый; футеровка пыльной камеры - кирпич шамотный ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ12 т/ч; диаметр = 3,6 м; ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ100 м;

Число оборотов от 0,647 до 0,43 об/мин

Волгацем-
маш, г.Тольятти

Котел-
утилизатор

РК-12/14-Ф

+

Предназ-
начен для охлаждения отходящих газов и получения пара

Сборка корпус - ст.25
ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ по пару = 12 т/ч;

Температура на входе не более 830°С

Давление 1,4 МПа;

Габариты: (6,0х4,8х13,5) м

г.Белгород, "Энергомаш"

Грохот инерционный

ГИТ 41-А

+

Предназна-
чен для предвари-
тельной классифи-
кации готового продукта

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ70 т/ч;

Эл. двигатель 4А180М4У3 ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ15 кВт, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ730 об/мин.

Рудгормаш, г.Воронеж

Абсорбер

К-50/ 4,5

+

+

Предназна-
чен для очистки отходящих газов от фтористых соединений

Корпус - ст.3

Футеровка

Диаметр =4,8 м,

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ16,7 м;

Разряжение: 0,0350-
0,065 кгс/смИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Завод Химмаш, г.Дзержинск

Брызгоу-
ловитель осевой

+

Предназна-
чен для отделения капель жидкости от газовой смеси

Корпус - ст3
Закручи-
ватель - ст.12х18Н10Т

Гуммировка - резина ИРП-1390

Химзащита - грунт ХС-01 эмаль ХВ-124

Диаметр 1,6 м; высота 6 м

Уралхиммаш, г.Свердловск

Мельница шаровая

МЦ 2,6х13

+

Предназна-
чена для размола клинкера

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ45 т/ч; диаметр=2,6 м; ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ13 м ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ главного привода =18,53 об/мин;

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ вспомогат. привода =0,233 об/мин

Сборка корпус - ст.3

Футеровка - бронеплиты
ст.Г13х2Л

Волгацем-
маш, г.Тольятти

Барабан холодильный

Б 2,2-204
У-02

+

Предназна-
чен для охлаждения продукта перед подачей его в бункер готовой продукции

Диаметр =2,2 М,

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ20 м;

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ45 т/ч,

Химмаш, г.Бердичев

Упаковочная машина

HAVER ROTO-Packer

+

Предназна-
чена для фасовки готового продукта

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ1200-1400 мешков/ч; число штуцеров: 6

HAVER & BOECKER, Германия

Агрегат фильтро-
вальный

Тип: ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ FH

+

Предназна-
чен для улавливания пыли

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ1500 мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ0,02 кгс/смИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ15 кВт

ЗАО "СовПлим", г.Санкт-
Петербург

4.2.2 Расходные нормы сырья и энергоресурсов при производстве дефторированного фосфата
     
     Расходные нормы сырья и энергоресурсов приведены в таблице 4.5.
     
     
Таблица 1.1 - Материальный баланс производства ДФФ
     

Расход

Выход

Сырье, материалы, энергоресурсы

Продукция, полупродукты, побочные продукты, энергоресурсы

Наименование

Единица измерений

Расход на 1 т продукцииИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Наименование

Единица измерений

Выход на 1 т продукции



Минима-
льное

Максима-
льное



Минима-
льное

Максима-
льное

Апатит, 100 % ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

кг/т

318,1

318,1

Дефториро-
ванный фосфат

т натуры

1

1

ЭФК, 100% ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

кг/т

119

121

Сода каустическая 100%

кг/т

95

98

Аммиак, 100% ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

кг/т

13,6

13,6

Электроэнергия

т. кВт. ч/т

0,056

0,058

Сжатый воздух

мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

700

790

Природный газ

т. мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

0,192

0,194

4.3 Производство фосфатов обесфторенных кормовых (кормовой монокальцийфосфат)


     Способ производства: нейтрализация полифосфорной кислоты мелом с последующей сушкой продукта.
     
     Две технологические нитки мощностью 100 и 160 тыс. т в год
     

4.3.1 Характеристика производимой продукции
     
     Выпускаемая продукция - кормовые фосфаты кальция: монокальцийфосфат (МКФ), монодикальцийфосфат (МДКФ), дикальцийфосфат (ДКФ).
     
     Монокальцийфосфат, дикальцийфосфат, монодикальцийфосфат кормовой - высококонцентрированные минеральные добавки, содержащие два основных питательных элемента: фосфор и кальций.
     

4.3.2 Описание технологического процесса
     
     Гибкая технологическая схема предназначена для выпуска монокальцийфосфата (МКФ), монодикальцийфосфата (МДКФ) и дикальцийфосфата (ДКФ) с использованием плужного смесителя без стадии дозревания.
     
     Обеспечение установки кормовых фосфатов по гибкой технологической схеме на базе осветленной полифосфорной кислоты.
     
     Дозировка мела и ретура в смеситель производится ленточными дозаторами.
     
     Сушка продукта производится в сушильном барабане с помощью газового калорифера.
     
     Далее происходит предварительная классификация продукта на грохоте и размол крупной фракции.
     
     Охлаждение и дополнительная классификация МКФ и МДКФ производится в аппарате "КС", дополнительная классификация ДКФ производится на грохоте.
     
     Отходящие газы после БГС, аппарата КС и системы аспирации проходят сухую очистку в циклонах и мокрую очистку в АПС.
     
     Очистка парогазовой смеси из плужного смесителя производится в аппарате "Вентури".
     
     На складе готового продукта предусмотрены две установки фасовки - фасовка в МКР по 800 кг и фасовка в мешки по 50 кг.
     

4.3.3 Химизм и физико-химические основы производства
     
     Получение фосфатов кальция основано на нейтрализации фосфорной кислоты природным мелом и/или известняком.
     
     При нейтрализации 1-го иона водорода фосфорной кислоты (рН - 3,0-4,0) происходит образование монокальцийфосфата по реакции:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ кДж


     Реакция экзотермична (протекает с выделением тепла).
     
     При температуре выше 120°С образуется безводный монокальцийфосфат ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, при температуре более 160°С - кислый пирофосфат кальция ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     
     При замещении двух водородов фосфорной кислоты кальцием в процессе нейтрализации фосфорной кислоты мелом (рН - 5,5-6,5) образуется дикальцийфосфат по реакциям:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     Эти реакции также сопровождаются выделением тепла, но в меньшей степени, чем при образовании монокальцийфосфата. В системе ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ ниже 36°С стабилен ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (брушит), при более высокой температуре - ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (монетит).
     
     При 40-50°С ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ осаждается как метастабильная (неустойчивая) фаза.
     
     При более высокой температуре выделяется безводная соль. При температуре более 175°С происходит отщепление конституционной воды с образованием пирофосфата кальция ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     
     В воде монокальцийфосфат обладает инконгруентной растворимостью с образованием ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ и свободной ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     Максимальная концентрация ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ в водном растворе, при которой визуально не наблюдается выделение в твердую фазу ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, находится в диапазоне 8-10% (в зависимости от температуры).
     
     Дикальцийфосфат растворяется в воде незначительно (2,7·10ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ%).
     
     С повышением температуры растворимость его снижается.
     
     При нейтрализации фосфорной кислоты мелом в избыточном количестве (125-175%) по отношению к норме на образование монокальцийфосфата (на замещение кальцием 1-го иона водорода кислоты) может быть получен смешанный продукт - монодикальцийфосфат (рН - 3,8-4,5).
     
     Соотношение моно- и ди- форм может колебаться в широких пределах.
     
     Наибольшее предпочтение в странах Евросоюза отдается марке монодикальцийфосфата, содержащей 50% моно- и 50% дикальцийфосфата.
     
     Примеси, содержащиеся в фосфорной кислоте и меле в процессе нейтрализации, вступают во взаимодействие по реакциям:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     (при получении монокальцийфосфата)
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     (при температуре свыше 100°С)
     
     При температуре менее 100°С образуется примесь ардеалита ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, что, как правило, имеет место при производстве ди- и монодикальцийфосфатов.
     
     Примеси полуторных окислов осаждаются в виде аморфных фосфатов:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ и ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     Примеси фтора осаждаются в основном в виде фторида и кремнефторида кальция:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     Для обеспечения минимального содержания свободной фосфорной кислоты в монокальцийфосфате и монодикальцийфосфате и полного её отсутствия в дикальцийфосфате процесс нейтрализации кислоты ведется, как правило, с небольшим избытком мела до содержания его в готовом продукте до 1-3%.
     
     На скорость и степень разложения мела фосфорной кислотой и гранулообразование значительное влияние оказывают: дисперсность мела, влажность реакционной массы в смесителе, количество ретура, подаваемого на стадию разложения, интенсивность перемешивания реагентов. Для достижения приемлемых показателей разложения мела предусматривается использование мела с содержанием не более 3% частиц размером более 100 мкм. Наибольшее влияние на степень разложения реагентов и гранулоообразование оказывает влажность реакционной массы в смесителе, которая обеспечивает максимальную скорость диффузии раствора монокальцийфосфата к зернам ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ через мелкокристаллические слои ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ и ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     

4.3.4 Описание технологического процесса
     
     Технологическая схема производства фосфатов кальция включает следующие основные стадии:
     
     - узел приема и подачи мела на производство;
     
     - узел приема и подачи фосфорной кислоты;
     
     - узел нейтрализации, сушки и грануляции;
     
     - узел подачи топочных газов в БГС;
     
     - узел классификации;
     
     - узел очистки отходящих газов;
     
     - узел фасовки и отгрузки готового продукта.
     
     Схема процесса производства фосфатов обесфторенных кормовых представлена на рисунке 4.3.
     

4.3.4.1 Узел приема и подачи мела на производство
     
     Мел природный технический зафасованный в "биг-бэги" по 0,5-1,5 тонны поступает на склад цеха по производству кормовых фосфатов кальция автомобильным транспортом.
     

4.3.4.2 Узел приема и подачи фосфорной кислоты на производство
     
     Обесфторенная фосфорная кислота с содержанием около 62-64% ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (ФК) поступает по трубопроводу в приемный сборник фосфорной кислоты поз.Е 513.
     
     Приемный сборник стальной футерованный снабжен перемешивающим устройством.
     
     Из приемного сборника фосфорная кислота подается в плужный смеситель "ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ".
     

4.3.4.3 Узел нейтрализации, сушки и грануляции
     
     Мел из элеватора поступает в бункерный виброактиватор.
     
     Ретур, состоящий из части готового продукта (отбор после грохота), пыли фосфатов кальция из циклонов и некондиционного продукта узла классификации поступает в бункерный виброактиватор.
     
     Далее мел и ретур параллельно поступают на ленточные дозаторы.
     
     Запыленный воздух от виброактиваторов и дозаторов поступает на сухую очистку в циклон.
     
     После дозаторов мел и ретур в заданном соотношении смешиваются в винтовом конвейере и далее по течке поступают в плужный смеситель "ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ". Регулирование производительности осуществляется за счет изменения числа оборотов основного ротора с плужками автоматическим преобразователем частоты.
     
     В плужном смесителе происходит разложение мела обесфторенной фосфорной кислотой с одновременным гранулированием реакционной массы при определенной влажности для каждого вида фосфатов кальция. Заданная влажность реакционной массы в смесителе поддерживается подачей в него абсорбционных стоков. Запыленные водяные пары совместно с выделяющимся при разложении мела углекислым газом, поступают на систему очистки.
     
     Из плужного смесителя реакционная масса подается в сушильный барабан БГС. Сушка реакционной массы осуществляется топочными газами.
     
     Высушенный и гранулированный в барабане продукт с температурой 70°ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ100°С и влажностью не более 3%, через течку поступает в элеватор и далее направляется на узел классификации.
     
     Газы после сушильного барабана с температурой 90°ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ120°С направляются на узел очистки отходящих газов.
     

4.3.4.4 Узел подачи топочных газов в БГС
     
     Топочные газы для сушки продукта при температуре 300ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ600°С поступают прямотоком из газового калорифера. Температура топочных газов на выходе из сушильного барабана составляет 90ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ120°С.
     

4.3.4.5 Узел классификации
     
     После БГС продукт подается в грохот.
     
     Крупная фракция продукта (более 2 мм) после рассева поступает на размол на цепные дробилки. Дробленый материал по течкам поступает в ретур.
     
     Часть продукционной фракции 0-2 мм после грохота при помощи поворотной заслонки может подаваться на скребковые конвейеры и через виброактиватор и дозатор возвращаться в смеситель "ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ" в качестве ретура.
     
     Остальная часть фракции 0-2 мм из грохота, в случае получения монокальцийфосфата и монодикальцийфосфата через поворотную заслонку подается в сепаратор-холодильник "кипящего слоя" (КС).
     
     Воздух для охлаждения и отдувки подается в классификатор вентилятором.
     
     В сепараторе-холодильнике наряду с охлаждением продукта до температуры не более 60°С происходит отдувка гранул от пылевой фракции (отдуваются частицы размером менее 0,2 мм).
     
     Товарная фракция на узел фасовки готового продукта.
     

4.3.4.6 Узел очистки отходящих газов
     
     Газы после сушильного барабана проходят сухую очистку в циклоне и далее поступают на систему мокрой очистки газов. Уловленная пыль продукта в циклоне через шлюзовой питатель поступает в скребковый конвейер и возвращается в смеситель в качестве ретура.
     
     Аспирационная очистка запыленного воздуха от элеваторов, грохотов, бункеров узла отгрузки готового продукта производится в сухом одиночном циклоне. Частично очищенный воздух после циклона подается на абсорбцию в АПС.
     
     Уловленная в циклоне пыль продукта возвращается в смеситель "ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ" в качестве ретура.
     
     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 "ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ" в качестве ретура.
     
     Газы после сухой очистки в циклонах и парогазовая смесь от баковой аппаратуры проходят мокрую очистку в аппарате АПС. Подача раствора на АПС осуществляется 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 вентилятором выбрасываются в выхлопную трубу.
     
     Запыленные водяные пары из смесителя совместно с выделяющимся при разложении мела углекислым газом поступают на систему мокрой очистки газов, состоящей из скруббера "Вентури" и брызгоуловителя.
     
     Орошение "Вентури" осуществляется посредством ввода в него через форсунку всей подпиточной воды, требующейся для подачи в технологический процесс.
     
     Газы после мокрой системы очистки выбрасываются в атмосферу вентилятором через выхлопную трубу.
     
     

Рисунок 4.3 - Процесс производства фосфатов обесфторенных кормовых

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Рисунок 4.3 - Процесс производства фосфатов обесфторенных кормовых

4.3.5 Расходные нормы сырья и энергоресурсов при производстве фосфатов кальция
     
     Общие сведения, расходные нормы сырья и энергоресурсов приведены в таблицах 4.9 и 4.10.
     
     
Таблица 4.9 - Общие сведения производства фосфатов кальция
     

N подпро-
цесса

Вход

Подпроцесс

Выход

Основное оборудование

Эмиссии (наименование)

1.1

ПФК МЕЛ

Прием сырья

Сырье

Емкости, дозаторы, бункера

Пыль, проливы

1.2

ПФК МЕЛ

Нейтрализация

Реакционная масса

Смеситель

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ брызги

1.3

Реакционная масса

Сушка

Гранулированный
продукт

сушильный барабан

Пыль

1.4

Продукт

Рассев

Фракции продукта

Грохота

Пыль



Дробление


Дробилки

Пыль

1.5

Продукт

Охлаждение

Продукт

Классификатор

Пыль

1.6

Продукт

Фасовка

Готовый продукт

Фасовочная машина

Пыль


-

Складирование

Готовый продукт

Склад готовой продукции

-


-

Отгрузка

Готовый продукт

Мостовой кран

-


     
Таблица 4.10 - Расход сырья и энергоресурсов производства фосфатов кальция (цех N 1, 2)
     

Расход

Выход

Сырье, материалы, энергоресурсы

Продукция, полупродукты, побочные продукты, энергоресурсы

Наименование

Единица измеренийИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Расход на 1 тонну продукцииИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Наименование

Единица измерений

Выход на 1 тонну продукции



По проекту

Достигнутые



По проекту

Достиг-
нутые

Кислота полифосфорная

т

1,02

ФОК-1/ФОК-2
1,03/1,02

Готовый продукт

т

1000

-

Мел природный тонкодисперсный

т

0,774

0,84/0,82

-

-

-

-

Электроэнергия

кВт/час

50

41,75/38,35

-

-

-

-

Газ природный

мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

50

36,50/24,53

-

-

-

-

Вода

мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

-

1,18/0,6264

_______________
     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ Для энергоресурсов значения следует указывать в МДж/т продукции
     
     
Таблица 4.11 - Описание технологических мероприятий производства фосфатов кальция
     

Описание мероприятия

Объект внедрения

Эффект от внедрения

Капитальные затраты

Эксплуата-
ционные затраты



Снижение эмиссий основных загряз-
няющих веществ

Энергоэф-
фективность, в отн. ед.

Ресурсо-
сбережение, в отн. ед.



Замена теплогенератора ТМГ-2 на автоматическую горелку ГСС-3000 ИС ТЕСКА

Стадия сушки

-

+

+

100-190 тыс. евро

-

Замена грохота двухситного ГИЛ-52Н на установку для просеивания "RHEWUM"

Стадия рассева - дробления

-

+

+

241000 € (без СМР)

-

Установка дробилки цепной двухроторной 504-W-24-C

Стадия рассева - дробления

+

+

-

130000 € (без СМР)

-

Установка автоматической пакетоформирующей установки PLS-C500

Хранение и фасовка

+

-

-

150-200 тыс. евро

-

4.4 Производство триполифосфата натрия

4.4.1 Характеристика производимой продукции
     

4.4.1.1 Натрия триполифосфат технический модифицированный (ТУ 2148-095-23380904)
     
     Триполифосфат натрия имеет формулу ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ. Молекулярная масса соли 368 г/моль, ее истинная плотность 2500 кг/мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ. Известны две безводные кристаллические формы: высокотемпературная (форма I) и низкотемпературная (форма II). Переходу от формы II до формы I соответствует температурный интервал от 410 до 425°С. Первая форма триполифосфата натрия называется также "комкующейся", так как растворение ее в воде приводит к образованию плотных комков. Триполифосфат натрия плавится при температуре 622°С, причем плавление сопровождается разложением триполифосфата натрия до метафосфата натрия ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ и пирофосфата натрия ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     
     В промышленности триполифосфат натрия получают путем прокаливания смеси фосфатов натрия, образующихся при реакции термической или экстракционной фосфорной кислоты с карбонатом натрия (кальцинированной содой).
     
     Технический триполифосфат натрия производства представляет собой свободно текущий порошкообразный материал белого цвета. Основной составляющей продукта является триполифосфат натрия; кроме того, в нем содержатся небольшие количества примесных компонентов - главным образом сульфат натрия (ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ).
     
     
Таблица 4.12. Показатели качества технического триполифосфата натрия
     

Наименование показателей

Норма

Полифо-
рмат® 1211

Полифо-
рмат® 1212 "А"

Полифо-
рмат® 1212 катего-
рии 1

Полифо-
рмат® 1213 катего-
рии 2

Полифо-
рмат® 1226

Полифо-
рмат® 1231

Полифо-
рмат® 1232

Полифо-
рмат® 1233

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 Внешний вид

Белый свободно текущий порошок без посторонних включений

Белый кристал-
лический порошок без посто-
ронних включе-
ний

Белые свободно текущие гранулы, свобо-
дные от посто-
ронних включе-
ний

Хорошо сыпучие голубые гранулы, свобо-
дные от посто-
ронних включе-
ний

Хорошо сыпучие зеленые гранулы, свобо-
дные от посто-
ронних включе-
ний

2 Массовая доля триполифосфата натрия (ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ), %, не менее

94,0

94,0

94,0

90,0

72,0

94,0

75,0

75,0

3 Массовая доля оксида фосфора (ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ), %

55,5-
57,5*

55,5-
57,5*

56,0-
57,0*

55,0-
56,0*

43,0-46,0

Не менее 55,5

-

-

4 Массовая доля первой формы (фазы) триполифосфата натрия, %

10-70

10-60

10-60**

10-60**

-

-

-

5 Массовая доля соединений железа в пересчете на ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, %, не более

0,010

0,010

0,006

0,010

0,010

0,010

-

-

6 Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

-

-

7 Степень прозрачности раствора триполифосфата натрия с массовой долей 1%, не менее

-

-

90

85

90

-

-

-

8 рН раствора триполифосфата натрия с массовой долей 1%, ед рН

9,2-10,3

9,2-10,3

9,4-10,0

9,4-10,0

9,0-9,8

9,4-10,0

9,4-10,0

9,4-10,0

9 Степень белизны, %, не менее

-

-

83

80

85

-

-

-

10 Цвет по Хантеру: ***

L

не менее 95

не менее 95

-

-

-

Не менее 90

от 40 до 55 вкл.

от 50 до 60 вкл.

а

-

-

-

-

-

-

от 0 до -5 вкл.

от -30 до -35 вкл.

b

-

-

-

-

-

-

от -35 до -45 вкл.

от -2 до +2 вкл

11 Скорость гидратации:

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ мин

- среднее за отчетный период, °С

91-92

81-88

-

-

-

-

-

-

- для индивидуальных поставок, °С

88-95

78-91

-

-

-

-

-

-

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ мин

- среднее за отчетный период, °С

94-96

84-95

-

-

-

-

-

-

- для индивидуальных поставок, °С

91-99

81-98

-

-

-

-

-

-

Разность скоростей гидратации, °С, не менее

1,5

1,5

-

-

-

-

-

-

12 Массовая доля летучих веществ, %

0,3-1,2

не менее 0,1

-

-

20-24

-

Не более 15

Не более 15

13 Насыпная плотность, кг/мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ****

-

-

-

-

-

1100±200

1100±200

1100±200

14 Прочность частиц на истирание, %, не более****

-

-

-

-

-

20

20

20

15 Скорость растворения, сек, не более****

-

-

-

-

-

-

200

200

16 Гранулометрический состав, %:

Массовая доля фракций, проходящих через сито с сеткой:

- 1000 микрон (N 1 по ГОСТ 6613), не менее

-

-

99**

98**

-

-

-

-

- 500 микрон (N 0,5 по ГОСТ 6613), не менее

-

-

85**

85**

-

-

-

-

- 250 микрон (N 0,25 по ГОСТ 6613)

-

-

-

-

Не менее 90

Не более 5

-

-

- 0,150 мм, не менее

75

75

-

-

-

-

-

-

Массовая доля остатка на сите:

- 1600 микрон

-

-

-

-

-

Отсутст-
вие

-

-

- 1180 микрон

-

-

-

-

-

-

не более 15

не более 5

- 1000 микрон

-

-

-

-

-

не более 15

-

-

- 425 микрон

не более 5,0

не более 5,0

не менее 50

не менее 90

не менее 90

- 250 микрон

не менее 90

-

-

Средний гранулометрический состав (d 50), микрон

-

-

-

-

-

-

от 650 до 800 вкл.

от 650 до 800 вкл.

* Превышение верхнего предела нормы допускается.

** Норма для показателя может быть изменена или уточнена по согласованию с потребителем.

*** Нормы приведены для красителей BASF, при использовании красителей с аналогичными или близкими характеристиками нормы могут быть изменены по согласованию с потребителем.

**** Норма для показателя гарантируется и определяется периодически 1 раз в 6 мес.


     - Триполифосфат натрия, благодаря своей способности удерживать во взвешенном состоянии суспензии многих труднорастворимых соединений, широко применяется совместно с органическими поверхностно-активными веществами в качестве активного компонента синтетических моющих и чистящих средств - в большинстве последних триполифосфат натрия составляет до 50% от массы. Триполифосфат натрия применяется также в нефте- и горнодобывающей промышленности, в производстве синтетического каучука, в текстильной и кожевенной промышленности в качестве диспергатора, в лакокрасочной промышленности в качестве эмульгатора, при производстве цемента, в бумажной промышленности, производстве керамики и др.
     
     - Гарантийный срок хранения триполифосфата натрия - 12 месяцев со дня изготовления продукта.
     

4.4.2 Описание технологического процесса и схемы
     

4.4.2.1 Прием сырья
     
     Очищенная от взвеси обессульфаченная экстракционная фосфорная кислота поступает в первый реактор каскадного реакторного узла. Сода с помощью пневмонасоса по пневматическому трубопроводу перекачивается в расходные бункеры каскадного 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 фильтрующих элементах, установленных на крышках бункеров, после чего выбрасывается в атмосферу.
     
     Аммиачная селитра прибывает в крытых железнодорожных вагонах упакованная в мешки и разгружается на склад готовой продукции, откуда по мере необходимости доставляется в операционный цех. Активный уголь, упакованный в мешки, привозится на склад автотранспортом.
     

4.4.2.2 Первая стадия нейтрализации фосфорной кислоты
     
     В отличие от реакторных узлов второй стадии нейтрализации, работающих периодически, каскадный реакторный узел приспособлен для непрерывной работы. Сода из бункера поступает на весовой дозатор. Весовой дозатор подает соду во второй реактор реакторного каскада в таком соотношении с количеством подаваемой фосфорной кислоты, чтобы обеспечить необходимое значение рН суспензии. Фосфорная кислота для нейтрализации подается в первый реактор каскада, и по перетоку постоянно перетекает во второй реактор, где происходит реакция нейтрализации фосфорной кислоты содой. Для предотвращения выброса пены из реактора уровень в нем не должен превышать 1,5 м. Для уменьшения пенообразования может дополнительно применяться синтетический пеногаситель на основе кремнийсодержащих полимеров.
     
     Нейтрализованная пульпа из второго реактора по нижнему перетоку поступает в реактор N 3 каскада. Из этого реактора часть готовой пульпы при помощи погружного насоса возвращается во второй реактор. Готовая пульпа при помощи насоса постоянно откачивается в промежуточную емкость.
     
     Дозировка реагентов осуществляется таким образом, чтобы обеспечить величину рН суспензии от 4,7 до 5,2 ед. рН, что отвечает "металлическому титру" (атомному соотношению Na:P), близкому к единице.
     
     На первой стадии нейтрализации происходят следующие физико-химические превращения:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ
     
     В результате в осадок выделяется основное количество примесных компонентов фосфорной кислоты: фосфаты кальция (около 90%), алюминия и железа (около 98%), а также кремнефториды щелочных металлов (около 90%), и образуется суспензия с соотношением Ж:Т от 10 до 15. Нейтрализация сопровождается выделением значительного количества ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (до 40 мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ на 1 т кислоты) и, как следствие, вспениванием реакционной массы. Во избежание выброса пены степень заполнения реактора не должна превышать 70%.
     
     На первой стадии нейтрализации происходит удаление из фосфорной кислоты фтора в виде кремнефторида натрия. Растворимость кремнефторида натрия уменьшается с увеличением рН суспензии; при значениях рН от 4,0 до 5,0 содержание фтора в растворе минимально. При значениях рН более 5,5 осадок кремнефторида натрия разлагается по реакции:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     Фтор в виде фторида натрия (NaF) переходит в жидкую фазу (концентрация фтора увеличивается). В связи с этим необходимо особое внимание обращать на качество фильтрата 1-ой стадии нейтрализации, не допуская значительного количества взвесей.
     
     Для очистки фосфорнокислотных растворов от окрашивающих примесей используется активный уголь.
     
     Готовая пульпа 1-ой ступени, поступающая из реакторных узлов высоконапорным насосом под давлением нагнетается в один из двух автоматизированных плиточно-рамных фильтр-прессов периодического действия. При необходимости суспензия в емкости поз.14-3 подогревается острым паром.
     
     Фильтр-пресс первой ступени нейтрализации представляет собой аппарат горизонтального типа с подвижными фильтровальными плитами, скользящими на роликах по направляющей. Разделение суспензии осуществляется через фильтровальную салфетку, изготовленную из суперкаландрированной полипропиленовой ткани и крепящуюся на поверхности плиты. Аппарат работает в режиме фильтрование - продувка - разгрузка. После накопления слоя осадка в межрамном пространстве фильтра и снижения производительности по суспензии до 9 мИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ/ч, подача пульпы в него прекращается.
     
     - Осадок с влажностью от 30 до 40% путем последовательного автоматического разъединения плит сбрасывается в бункер фильтра, снабженный винтовым шнеком. Последним осадок по мере поступления перемещается в течку, через которую он сбрасывается в емкость с установленной лопастной мешалкой, где смешивается с промышленной водой с образованием пульпы. Пульпа кека при помощи погружных насосов подается в бак и также перефильтровывается на фильтр-прессе.
     
     Репульпированный шлам при помощи погружных насосов по мере накопления откачивается в приемный бак репульпированного шлама. Пульпа шлама фильтруется на фильтр-прессе. Отфильтрованные растворы промывки шлама сливаются через сборный коллектор фильтра в баки фильтрата. Отмытый осадок при помощи винтового шнека, установленного под бункером фильтра, сбрасывается на репульпацию в насос - дробилку мокрого размола, где он смешивается с подгипсовой водой с образованием суспензии отмытого шлама. Полученная водная пульпа шлама по линии насосом - дробилкой откачивается в бак. Поступающая в бак пульпа отмытого шлама непрерывно откачивается в бак гидрошлама схемы получения экстракционной фосфорной кислоты.
     

4.4.2.3 Упарка разбавленных растворов
     

Для повышения концентрации растворов после фильтрации репульпированного шлама на фильтр-прессе N 5 используется установка упарки растворов фосфатов натрия топочными газами с мощностью по упаренной воде до 14 т/ч.
     
     Фильтрат от фильтр-пресса N 5, представляющий собой разбавленный раствор фосфатов натрия (преимущественно мононатрийфосфата ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ), накапливается в баках-сборниках фильтрата. Из приемных баков раствор, имеющий температуру 50-60°С при помощи горизонтального насоса с постоянным регулируемым расходом подается во входной коллектор теплообменного аппарата. В этот же коллектор поступает и горячий раствор из нижней части испарителя. Фильтрат и циркуляционный раствор смешиваются в коллекторе перед теплообменником, нагреваются в трубках и поступают по раздельным линиям в газоход и на верхнюю решетку испарителя. Нагрев растворов производится паром, поступающим в межтрубное пространство теплообменника. Температура технологических растворов на входе в теплообменник составляет 60-70°С, на выходе - 90-99°С. Отвод парового конденсата производится через конденсатоотводчик в бак - сборник конденсатора. Нагретый раствор подается в испаритель.
     
     Испарение воды в аппарате происходит за счет тепла топочных газов, получаемых в результате сгорания природного газа в топке. Первичный и вторичный воздух для сжигания природного газа поступает в топку от дутьевого вентилятора.
     
     Топочные газы направляются в нижнюю часть испарителя. Регулирование температуры топочных газов в указанном диапазоне проводится за счет изменения расхода газа и вторичного воздуха.
     
     Испаритель представляет собой аппарат пенного типа с двумя провальными решетками. Для снижения температуры топочных газов на входе в аппарат, часть оборотных растворов разбрызгивается форсункой в вертикальном участке газохода, соединяющего топку и испаритель. Частично охлажденные газы с брызгами раствора проходят над поверхностью раствора, и уносятся в вертикальную часть аппарата, снабженную двумя щелевыми решетками. Горячий раствор из теплообменного аппарата подается на верхнюю решетку аппарата. Попадая на поверхность решетки, раствор в восходящем потоке газа создает кипящий слой из крупных капель, интенсивно испаряющих воду. Избыток раствора постоянно проваливается через щели на нижнюю решетку, создавая кипящий слой в средней части аппарата и далее собирается в нижней части аппарата, представляющей из себя накопительный бак.
     
     Упаренные растворы имеют высокую температуру (70-80°С). Для предотвращения накопления осадков в баке-сборнике и испарителе необходимо периодически проводить их осмотр и чистку. Большое количество нерастворимого осадка и быстрое зарастание установки указывает на большое количество осадка в исходном растворе, вызванное, например, разрывами ткани на фильтр-прессе.
     
     Охлажденные до температуры не более 90°С топочные газы с парами и брызгами раствора проходят через брызгоуловитель с сепаратором, встроенные в верхнюю часть испарителя. Капли раствора отбрасываются направляющими пластинами сепаратора к стенкам брызгоуловителя и стекают с них обратно на верхнюю решетку аппарата.
     
     Тепло, уносимое из испарителя с газами в виде пара, утилизируется в конденсаторах. Подпитка конденсаторов производится подгипсовой водой или водой заводского водооборота. Нагрев воды в конденсаторах осуществляется за счет конденсации водяного пара из влажного горячего воздуха, выходящего из испарителя; нагретая до температуры порядка 70°С вода стекает в нижнюю конусную часть аппарата и через гидрозатвор попадает в оборотные баки. Из оборотных баков нагретая вода подается в бак кислой воды производства экстракционной фосфорной кислоты или для репульпации шлама.
     
     Охлажденные в конденсаторе газы выбрасываются в атмосферу хвостовым вентилятором.
     

4.4.2.4 Вторая ступень нейтрализации
     
     Фильтрат первой ступени по мере необходимости погружным насосом откачивается в операционный цех. Из сборника щелок первой ступени периодически направляется в реакторы - нейтрализаторы второй ступени, куда с помощью дозаторов вводится оставшееся количество соды для доведения рН суспензии до 6,0 до 6,5 ед. ("металлический титр" от 1,60 до 1,65). В процессе нейтрализации раствора дигидрофосфата натрия по реакции:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     получается смесь ортофосфатов натрия, в соотношении, необходимом для получения триполифосфата натрия.
     
     Одновременно происходит разложение остатка растворенных кремнефторидов:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     Часть образовавшихся фторидов реагирует с остатками фосфата кальция с осаждением нерастворимого ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     В осадок выделяются также оставшиеся в растворе ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ и ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     
     Примерное распределение потока соды между обеими ступенями нейтрализации отвечает отношению 2:1.
     
     Полученная в реакторах суспензия погружными насосами подается в бак-усреднитель, снабженный змеевиком, а также паровым барботером для поддержания температуры в пределах от 70 до 80°С.
     
     Далее суспензия горизонтальным высоконапорным насосом подается на фильтр-прессы второй ступени нейтрализации работающие в режиме фильтрование-продувка-разгрузка. Во время разгрузки осадок поступает в бункер и удаляется при помощи винтового шнека в течку, из которой насосом-дробилкой поступает в баки-репульпаторы. Фильтрат, поступающий из фильтра в дальнейшую переработку, должен быть прозрачным, поскольку появление нерастворимого остатка приведет к ухудшению качества триполифосфата натрия.
     
     В баки, зумпфы, реакторы периодически загружается аммиачная селитра в количестве от 2 до 4 кг на 1 т получаемого продукта. Добавление аммиачной селитры необходимо для окисления органических и других примесей, придающих цветность продукту, а также для повышения содержания триполифосфата натрия. Кроме аммиачной селитры в реакторы 2-ой стадии дозируют активный уголь.
     
     При охлаждении из растворов II стадии нейтрализации выпадают кристаллы смешанных фосфатов натрия, которые могут привести к забивке аппаратуры, появлению гарнисажа в баках, изменению состава раствора. С целью избежания этих явлений растворы и пульпы II стадии нейтрализации подогреваются паром.
     
     Отфильтрованные щелока второй стадии нейтрализации после фильтрации на пресс-фильтрах имеют концентрацию от 15% ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ. Для увеличения концентрации растворов, подаваемых на сушку, до значений 24,0% ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ и более они предварительно упариваются за счет использования тепла отходящих газов аппаратов БГС. С этой целью щелока из бака - сборника фильтратов направляются в системы абсорбции аппаратов БГС. Насос непрерывно подает щелока на орошение аппаратов Вентури, в которых происходит испарение воды, а также поглощение из отходящих газов не задержанной в циклоне пыли триполифосфата натрия и фтористых газов. За счет упарки щелоков увеличивается концентрация ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ.
     

4.4.3 Получение триполифосфата натрия
     
     Очищенный от примесей щелок примерного состава ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, содержащий сульфат натрия, а также незначительные количества остальных примесей насосом подается на мокрую абсорбцию сушильных и прокалочной систем, где он дополнительно упаривается и растворяет в себе пыль триполифосфата натрия. За счет этого концентрация раствора повышается до 24-25% ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ. Далее щелока*  через пневматические форсунки направляется в аппараты БГС сушильного цикла.

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.     
     
     
     При сушке и прокалке продукта протекает сложная химическая реакция с образованием промежуточных форм - пирофосфатов натрия и в конечном итоге, триполифосфата натрия:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (при температуре 200°С)


ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (в области 160-240 °С)


ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ (при температуре 200°С)

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     При избытке мононатрийфосфата (металлический титр ниже 1.64) параллельно протекает реакция:
     

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


     с образованием малорастворимого полифосфата натрия. Повышение температуры продукта выше 350°С также способствует протеканию этого процесса.
     
     При этом прозрачность водного раствора получающегося триполифосфата натрия уменьшается.
     
     Раствор через форсунку распыляется сжатым воздухом на завесу, которая образуется за счет захвата находящегося в аппарате сухого материала подъемно-лопастной насадкой и его ссыпания вниз в результате вращения барабана.
     
     Завеса частиц материала, на которую осуществляется подача раствора, обеспечивает развитую поверхность контакта фаз, быструю сушку и требуемый гранулометрический состав полупродукта (от 1 до 5 мм). Сушка материала осуществляется горячими топочными газами, полученными при сжигании природного газа в топке. Высушенный продукт из разгрузочной камеры сушильных барабанов транспортируется на сборный ленточный конвейер и далее подается в загрузочную камеру прокалочного аппарата БГС.
     
     Реакция образования триполифосфата натрия на 90-95% проходит уже в сушильных барабанах. Это происходит из-за большого времени нахождения материала внутри барабана (за счет обратного шнека и подпорного кольца), высокой температуры на входе в барабан, а также из-за значительного содержания паров воды, которые играют роль катализатора. Процесс дегидратации смеси ортофосфатов протекает в диапазоне температур от 300 до 450°С. Указанная температура обеспечивается за счет подачи прямотоком в барабан топочных газов с температурой от 900 до 1000°С. Температура газов на выходе из сушильного барабана находится в интервале от 240 до 280°С.
     
     В прокалочном барабане завершаются процессы дегидратации ортофосфатов и образования конденсированных форм (в основном триполифосфата), а также протекает процесс образования I-ой формы триполифосфата натрия.
     
     Температура отходящих газов на выходе из прокалочного барабана должна быть в интервале от 300 до 400°С. Горячий материал поступает в холодильник кипящего слоя. Холодильник кипящего слоя представляет собой противоточный аппарат воздушного охлаждения. Горячий продукт через затворный механизм поступает на наклонную верхнюю решетку аппарата, где он продувается и транспортируется к противоположному концу аппарата в кипящем слое при помощи воздуха, поступающего из-под решетки. Нагретый воздух очищается от пыли в групповом циклоне и в мокром абсорбере, затем, при помощи вентилятора выбрасывается в атмосферу.
     
     Охлажденный продукт из холодильника направляется на технологические цепочки получения порошкового и гранулированного триполифосфата натрия.
     
     При получении порошкового продукта триполифосфат натрия поступает на две молотковые мельницы. Измельчение материала в мельницах происходит за счет помола гранул продукта вращающимися билами мельницы; мелкие частицы воздушным потоком выносятся в циклон, где происходит разделение готового продукта и воздуха. Размолотый триполифосфат натрия из циклона направляется на склад. Очищенный воздух из циклона вентилятором направляется обратно в мельницу.
     
     Измельченный продукт, поступающий на склад, направляется либо в бункеры затарки с последующей упаковкой в полипропиленовые контейнеры или мешки, либо для последующей отгрузки готового продукта навалом.
     
     При получении гранулированного триполифосфата натрия продукт поступает на молотковые дробилки. Для обеспечения максимального выхода товарного продукта в дробилке не устанавливается сито. Измельченный продукт подается в пневмоклассификатор. В пневмоклассификаторе за счет многократного пересеивания частиц продукта на внутренних насадках происходит эффективное отделение пыли (частиц с размерами до 0,25 мм) от крупных гранул потоком воздуха, поступающего под решетку классификатора из атмосферы цеха. Отделение пыли от воздуха осуществляется в циклонах и рукавном фильтре; очищенный от пыли воздух выбрасывается при помощи вентилятора через выхлопную трубу в атмосферу.
     
     Очищенный от пыли гранулированный триполифосфат натрия поступает из пневмоклассификатора на грохоты. Для получения товарного триполифосфата натрия содержание мелких частиц на входе в грохот не должно превышать 2%. Содержание последних определяется расходом воздуха, проходящего через пневмоклассификатор: увеличение расхода воздуха уменьшает содержание пыли в продукте.
     
     Продукт, проходя через грохот, разделяется на два потока: крупные частицы, отсеянные на сетке, а также пыль возвращаются на конвейер, товарная фракция грохота посредством транспортера направляется в бункер гранулированного продукта. По мере необходимости продукт из бункера посредством ленточного конвейера затаривается в полипропиленовые контейнеры.
     
     Схема и описание процесса получения ТПФН приведена на рисунке 4.4 и в таблице 4.13.
     

4.4.3.1 Газоочистка
     
     Горячие дымовые газы, выходящие из сушильного барабана с температурой от 220 до 250°С и содержащие пары воды и пыль фосфатов, подвергаются очистке от пыли в одиночном циклоне, снабженном двойным пылевым затвором.
     
     Газы протягиваются хвостовыми вентиляторами через установку абсорбции, орошаемую циркулирующими растворами. Установка включает абсорбер Вентури, брызгоуловитель и бак сбора абсорбционной жидкости. Растворы разбрызгиваются в верхней части абсорбера Вентури форсункой; проходя совместно с нагретыми газами через аппарат, растворы поглощают пыль и частично упариваются, а затем сливаются в бак-сборник. Брызги упаренных растворов частично уносятся потоком газа в брызгоуловитель, где улавливаются и через слив в нижней части стекают в бак-сборник. Очищенные газы после брызгоуловителя хвостовыми вентиляторами направляются в высотную выхлопную трубу и выбрасываются в атмосферу.
     
     Отходящие газы узла прокалки очищаются по аналогичной схеме. Газы с температурой от 300 до 400°С проходят последовательно одиночный циклон, орошаемый абсорбер, брызгоуловитель и вентиляторами выбрасываются в атмосферу. Орошение абсорбера осуществляется циркулирующими растворами, которые выводятся в бак щелоков.
     
     Доочистка воздуха от пыли триполифосфата натрия, выбрасываемого после группового циклона после холодильника кипящего слоя, осуществляется в мокром абсорбере с провальной решеткой. Запыленный воздух входит через штуцер нижней части аппарата. На верхнюю часть щелевой решетки аппарата постоянно подается циркулирующий раствор из бака-сборника.
     
     

Рисунок 4.4 - Блок-схема получения ТПФН

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ


Рисунок 4.4 - Блок-схема получения ТПФН


     
Таблица 4.13 - Описание процесса получения триполифосфата натрия
     

N подп-
роцесса

Вход

Подпроцесс

Выход

Основное оборудование

Эмиссии (наименование)

1.1

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, уголь активированный, аммиачная селитра, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Прием и хранение сырья

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, уголь активированный, аммиачная селитра, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Емкости с перемеши-
вающими устройствами

1.2

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ, ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

1-я стадия нейтрализации

Раствор фосфата натрия, примеси (кек)

Реактор-
нейтрализатор, баковая аппаратура

1.3

Раствор фосфата натрия, примеси (кек)

1-я фильтрация

Фильтрат - раствор фосфата натрия (ж), примеси (кек) - тв

Фильтр пресс

1.4

Примеси (кек), вода

Репульпация, фильтрация

Отмытый кек, фильтрат

Фильтр пресс, баковая аппаратура

1.5

Фильтрат

Упарка

Упаренный фильтрат, пары воды

Испаритель -
аппарат пенного типа с провальными решетками, газовая топка

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу uwt@kodeks.ru

ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Название документа: ИТС 19-2016 Производство твердых и других неорганических химических веществ

Номер документа: 19-2016

Вид документа: Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям

Принявший орган: Росстандарт

Статус: Документ в силу не вступил

Дата принятия: 15 декабря 2016

Дата начала действия: 01 июля 2017
Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах