Краткое описание технологической схемы производства бертолетовой соли (хлората калия увлажненного)

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 8Следующая ⇒

Производство хлората калия увлажненного состоит из следующих основных стадий:

- гашение извести с получением крепкого известкового молока;

- разбавление известкового молока;

- хлорирование известкового молока;

- обезвреживание, проведение обменной реакции, фильтрация щелоков;

- упаривание слабых щелоков;

- кристаллизация хлората калия;

- вымораживание кристаллов хлората калия из маточного раствора;

- получение холода.

Известь поступает на участок приготовления известкового молока в автомашинах и выгружается в приемный бункер, подается на гашение в гаситель извести. Гашение производится подогретой камской водой. Получившееся в результате гашения известковое молоко поступает на вибрационное сито, на очистку и далее в мешалки крепкого известкового молока. Известковое молоко из мешалок закачивается в башни хлорирования.[32]

Хлорирование известкового молока производится в башнях хлорирования. … показан на листе..(см.лист 01.01.13.00.00.000Д1) Башня хлорирования представляет собой стальной цилиндрический сосуд диаметром 2100 мм и высотой 4500 мм, футерованный изнутри диабазовой плиткой. Реакция хлорирования известкового молока происходит с выделением тепла [32]. Для охлаждения реакционной массы, внутри башни установлен змеевик с площадью поверхности охлаждения 12-15 , в который подается речная вода.

Хлорирование известкового молока производится хлор-газом, поступающим с давлением 0, 5-1, 75 кгс/ и абгазами конденсации жидкого хлора или испаренным хлором с давлением 0, 6-1, 5 кгс/ . Хлор-газ по хлоропроводу поступает в ловушку, и по барботерам подается под распределительный колпак, установленный внизу башни хлорирования. Туда же по воздушному барботеру подается сжатый воздух не более 110 /ч в расчете на одну башню хлорирования. Воздух подается для перемешивания реакционной массы, разбавления хлора и разбавления водорода, содержащегося в абгазах конденсации жидкого хлора. После заполнения башни хлорирования известковым молоком, в неё подается хлор-газ, сжатый воздух и вода в змеевик башни. На первой стадии процесса хлорирования происходит образование оксихлоридов, в частности двойной соли , и , особенно в конце первой стадии, когда раствор насыщается по . Процесс хлорирования на первой стадии продолжается до тех пор, пока в системе остается гидрат окиси кальция, который не прореагировал. После того, как весь гидрат окиси кальция прореагирует, среда становится слабо - кислой и происходит окисление гипохлорита кальция хлорноватистой кислотой в хлорат кальция. При взаимодействии гипохлорита кальция с соляной кислотой образуется хлористый кальций и новое количество хлорноватистой кислоты. При достижении оптимальной концентрации гипохлорита кальция переход его в хлорат кальция происходит скачкообразно. Окончание реакции хлорирования известкового молока определяется по температурному скачку и выделению свободного хлора из реакционной массы. Этот момент сопровождается резким повышением температуры, выделением с абгазами большого количества хлора и служит признаком окончания реакции хлорирования [32].

Отходящие из башен хлорирования абгазы удаляются вентилятором через вытяжной коллектор в поглотительную башню (существующей) абгазной установки, для очистки от хлора. Улавливание хлора из абгазов в поглотительной башне производится известковым молоком, которое распыляется через форсунки. Поглотительная башня абгазной установки представляет собой цилиндрический сосуд емкостью V=40 с герметичной крышкой, в которую встроены форсунки. Абгазы, проходя снизу вверх через поглотительную башню, очищаются от хлора, поступают в ловушку для отделения уносимого с ними известкового молока, и, вентилятором, выбрасываются в атмосферу с массовой концентрацией хлора не более 150мг/ . Известковое молоко из ловушки стекает в циркуляционный бак, и из него центробежным насосом снова подается в форсунки поглотительной башни. (см. лист 01.01.13.00.00.000С2)

Приготовленные щелока из башен хлорирования поступают в реакторные баки, где их нагревают острым паром до кипения, добавляют мелассы для обезвреживания гипохлорита кальция и проводят реакцию обмена, добавляя хлористый калий, для получения хлората калия. После полного растворения хлористого калия в щелоках, реакционная масса подается на фильтр-пресса для отделения шлама. Отфильтрованная масса самотеком поступает в отстойники слабых щелоков, для отстоя.

Из отстойников щелока закачиваются в вакуум – выпарной аппарат, для упаривания. Вакуум выпарной аппарат работает под вакуумом, создаваемым вакуум-насосом и состоит из испарителя и двух циркуляторов. Осветленные щелока закачиваются в испаритель и заполняют трубное пространство циркуляторов, в межтрубное пространство циркуляторов подается пар, за счет нагрева щелоков и вакуума происходит их интенсивная циркуляция, кипение и выпаривание воды из щелоков. Упаренные щелока выкачиваются в бак крепких щелоков и далее самотеком поступают в щелочные питатели горизонтальных кристаллизаторов I кристаллизации [32].

Щелока подаются во внутреннюю трубу кристаллизатора и охлаждаются за счет речной воды, подаваемой в межтрубное пространство противотоком направлению движения щелоков. При охлаждении щелоков происходит выделение из раствора кристаллов хлората калия. Суспензия хлората калия и хлорида кальция после кристаллизаторов собирается в желоб 1-ой кристаллизации и далее в центрифуги. Центрифуги предназначены для отделения кристаллов хлората калия от маточного раствора. После загрузки корзины центрифуги осадок промывается маточником 2-ой кристаллизации, фугуется и вручную при помощи лопаты, выгружается через нижнюю течку в шнек баков – растворителей, где разбавляется маточником II кристаллизации и поступает в баки растворители, куда подается сжатый воздух и острый пар для нагревания раствора до кипения. После вскипания раствора подача пара прекращается, в р-р добавляется сульфогидрат натрия для разрушения броматов и крахмал для осаждения тонкой взвеси. После отстаивания щелока поступают в декантера и далее самотеком в горизонтальные кристаллизаторы II, (принцип работы I-ых кристаллизаторов). Суспензия хлората калия и маточного раствора собирается в желоб II-ой кристаллизации, откуда поступает в центрифуги II кристаллизации. После загрузки корзины центрифуги осадок промывается артезианской или речной водой, отжимается и вручную специальной лопатой выгружается через нижнюю течку в горизонтальный шнек готового продукта и далее поступает в наклонный шнек готового продукта и через течку затаривается или в полипропиленовые мешки с вложенными в них полиэтиленовыми мешками.

Реакция хлорирования является основной стадией технологического процесса [32].

1.5 Обзор требований безопасности, установленных законом и нормативно – технической документации

Требования безопасности, реализуемые на предприятии, отвечают постановлению Госгортехнадзора РФ от 5 июня 2003 г. №48 «Об утверждении правил безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора»[7]. Правила разработаны в соответствии с:

-федеральным законом от 21.07.97 №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»[3];

-положением о Федеральном горном и промышленном надзоре России от 03.12.01 №841, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации [4];

-общими правилами промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов, утвержденными постановлением Госгортехнадзора России от 18.10.02 №61-А[6];

Технологические процессы ведутся согласно требованиям настоящих регламентов. Но соблюдение норм технологического режима, предусмотренные разделом регламента «Контроль производства и управление технологическим процессом»[31], не всегда соблюдены, так как процесс хлорирования известкового молока происходит на устаревшем оборудовании, технологический процесс ведется аппаратчиком визуально и вручную, а запорная арматура механическая, а не автоматическая. Часто нарушение регламента списывается на человеческий фактор. Например, пункты регламента:

-не допускать переполнения и вскипания реакционной массы в башнях хлорирования и в реакторных баках, так как при этом возможно выделение хлора, попадание хлорированных и обменных щелоков на кожные покровы, способных вызвать химические и термические ожоги;

-контроль уровня известкового молока в башне хлорирования при её заполнении, а также отбор хлорированных щелоков из башни на анализ производить через люк в крышке башни с применением защитных средств: очки или противогаз. Контроль над реакцией хлорирования на заключительной её стадии производить через люк в крышке башни только в противогазе;

-при вспенивании реакционной массы в башнях хлорирования необходимо одеть противогаз, прекратить подачу хлора в башню и осадить пену водой через напорный рукав;

-обслуживающий персонал не должен допускать переполнения емкостного оборудования технологическими жидкостями;

-не допускать пропуски и течи растворов через фланцевые соединения трубопроводов, сальники запорной арматуры и центробежных насосов;

-поверхности аппаратов, стен, площадок обслуживания и полов не должны иметь налёта хлората калия. Просыпь продукта должна своевременно убираться, перерабатываться, полы и площадки промываться горячей водой;

-во избежание разгерметизации хлоропроводов не допускать повышения в них давления хлора более 0, 07 МПа, это также может привести к выходу из строя компрессоров в отделении электролиза цеха № 13 и выбросу хлора в производственное помещение и атмосферу[31],

нарушаются чаще всего, т.к. заполнение рабочего оборудования происходит непосредственно при участии аппаратчика. А герметичность трубопроводов и емкостей вообще от него не зависит. За это отвечают ремонтные бригады.

Так же аппаратчик не может отвечать за вышедшие из строя приборы КИПиА, по которым должен вестись технологический процесс. Регламент по предупреждению аварийной разгерметизации технологических систем, регламент по эксплуатации хлоропроводов[34], не предотвратит саму аварийную ситуацию. Сказывается износ оборудования и трубопроводов.

Возможные пути решения

Следует отметить, что существующая абгазная установка, как средство коллективной защиты, предусмотрена только для безопасного ведения технологического процесса (см. лист 01.01.13.00.00.000С2). При возникновении аварийной ситуации она не в состоянии быстро нейтрализовать хлор.

Для нейтрализации аварийных выбросов хлора на сегодняшний день разработано несколько видов установок[16]. Известны адсорбционные и абсорбционные способы нейтрализации хлора, применяемые для этих целей[14].

Адсорбционные способы нейтрализации хлора и устройства для их осуществления – адсорберы. В качестве адсорбента применяют твердые среды (технические активированные угли). По степени нейтрализации считаются достаточно эффективными, но имеют существенные недостатки: не являются технологичными, так как требуют больших объемов адсорбентов, соответственно габариты этого оборудования весьма значительны, а после регенерации адсорбента, которую обычно проводят водяным паром, снова выделяется хлор и снова встает задача его нейтрализации[14].

Абсорбционные способы нейтрализации хлора и устройства для их осуществления - абсорберы или насадочные колонны, традиционно используются в типовых проектах хлораторных и складах хлора, где в качестве абсорбента применяют жидкие щелочные среды ( , , , и др.). Данный способ и устройство для его осуществления имеют следующие существенные недостатки - не достаточно технологичны из-за того, что не обеспечивают полноту нейтрализации аварийных выбросов хлора, так как насадочная колонна при запуске должна быть заполнена поглотительным раствором, что требует значительного времени и усугубляет результаты аварии. Во-вторых, при подаче хлора в колонну насадка требует выведения ее в рабочий режим, т.е. обеспечить равномерное пленочное течение жидкости по поверхности насадки. Поэтому в начальный период пуска колонны происходит проскок хлора, причем максимальной концентрации. К тому же насадочная колонна чрезмерно громоздка, требует наличия сложной схемы обвязки трубопроводами и занимает большое пространство[13].

Реализация той или иной аппаратурно-технологической схемы очистки в большинстве случаев зависит от конкретных условий. В своей работе я преследую цель разработать аварийную установку очистки воздуха от хлора с использованием уже существующих узлов. Основное достоинство этой схемы - очистка газов в одном аппарате, что позволяет сэкономить производственную площадь и дорогостоящие материалы. Использование уже существующих узлов значительно удешевит систему и имеет ряд преимуществ перед другими системами:

-высокая эффективность поглощения при компактности(95-98%);

-безынеиционность (способность системы мгновенно реагировать на внешнее воздействие);

-исключение уноса капель нейтрализующего раствора в результате применения каплеуловителя;

-возможность установки аппарата внутри помещения с действующим оборудованием;

-наличие системы автоматического слежения, автоматического запуска и управления установкой;

-полное соответствие требованиям Правил ПБ 09-594-03 Госгортехнадзора России[9].

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 Следующая ⇒