Выщелачивание бокситов в условиях Павлодарского алюминиевого завода (стр. 6 из 10)
| Компоненты | Введено, кг | Получено, кг | ||||||
| красный шлам | алюминт. рр с красн шламом | вода на промывку | Всего | красный шлам на спекание | промвода, увлек. кр. шламом | 1я промвода на разбавл. | Всего | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Al2O3 | 348 | 414,64 | 762,64 | 348 | 414,64 | 762,64 | ||
| Na2Oк | 211,5 | 390,1 | 601,6 | 211,5 | 390,1 | 601,6 | ||
| Na2Oу | 56,58 | 56,58 | 56,58 | 56,58 | ||||
| Fe2O3 | 346,16 | 346,16 | 346,16 | 346,16 | ||||
| SiO2 | 299,16 | 299,18 | 299,16 | 299,18 | ||||
| CaO | 24,73 | 24,73 | 24,73 | 24,73 | ||||
| СО2 | 40,16 | 40,16 | 40,16 | 40,16 | ||||
| Прочие | 63,79 | 63,79 | 63,79 | 63,79 | ||||
| П.п.п. | 101,43 | 101,43 | 101,43 | 101,43 | ||||
| Н2О | 3966,21 | 7264,61 | 11230,82 | 1052,21 | 10178,61 | 11230,82 | ||
| Итого: | 1394,79 | 4867,69 | 7264,61 | 13527,09 | 1394,79 | 1052,21 | 11080,09 | 13527,09 |
3.8 Выбор и технологический расчет основного оборудования
Масса пульпы, выходящей из мешалок, суммируется из массы пульпы и массы конденсата водяного пара. Пар вводится из расчета нагревания пульпы от 95 до 110о С и возмещения тепловых потерь в окружающую среду.
Общий часовой расход пара Рап, кг/ч:
где Qa1 – количество тепла для нагревания пульпы
от 95 до 110о С, кДж/ч;
Qa2 – количество тепла для возмещения потерь, кДж/ч
i – удельная этальная пара, кДж/кг
i – средняя этальная конденсата.
Qa1 = (m1 c1 + m2 c2 + m3 c3) (tk – tн)
m – массы оборотного раствора, боксита
с – удельная теплоемкость
В – производительность установки.
Qa1 = (14214,68. 3,35 + 2977,62. 0,96) (11095). 125 =
= 94,65. 106 кДж/ч
Для определения теплопотерь в окружающую среду необходимо знать число мешалок. Примем потери 3 % от общего количества тепла, вносимого паром.
Qa3 = (2,93. 106) кДж/ч
1’ = 794,21 кДж/кг
Расход пара для нагревания пульпы, кг/ч:
Расход пульпы G, кг/ч:
G = Gn + Gк
Gn – расход пара, кг/ч
Gк – расход конденсата, кг/ч
G = 17192. 125 + 48564,9 = 2197564,9
Плотность пульпы 1,37 г/м3.
Секундный объем разбавленной пульпы
Vсек = 0,61 м3/с
Vчас = 2200 м3/ч
Для обеспечения необходимого времени выщелачивания 7 ч общая емкость должна быть: 2200. 7 = 15400 м3
Учтем, что заполнение мешалок на 75 %, равно 20533 м3.
Принимаем мешалку Ø 8 м и высотой 12 м. Рабочий объем V=602,9 м3
n = 20533: 602,9 = 34 мешалки
Чтобы обеспечить заданную производительность, линейная скорость пульпы W должна составлять, м/с:
При общей продолжительности пребывания пульпы, равной 7 ч, суммарная высота всех мешалок составит:
Н = 0,012. 25200 = 302,4 м
Заполнение на 75 %, 403,2 м
ч – продолжительность пребывания пульпы, с.
При высоте 12 м необходимое число
h = H/h = 403,2/12 = 34 мешалки
3.8.1 Расчет теплоизоляции
К теплоизоляционным относятся материалы, коэффициент теплопроводности которых не превышает 0,23 вТ/м.о С в пределах температур 50100о С. Известно много природных материалов, отвечающих этому требованию, например, асбест, слюда, торф, земля, пробка, дерево, опилки, каменный уголь. Иногда материалы применяют в качестве тепловой изоляции в естественном виде, но чаще материалы готовят искусственно – либо смешивают в определенных пропорциях. В качестве теплоизоляционных материалов используют отходы производства. Так, шлаковая вата является продуктом грануляции шлаков металлургических печей и широко применяется в качестве теплоизоляционного материала. Широко применяется также асбослюда (смесь асбеста и слюдяной щелочи), зополит – продукт прокалки слюды при 700800о С, совелит, асбозурит и др.
Исходные данные: температура теплоносителя tт = 100о С, температура окружающей среды to = 30о С, характер изоляции – двухслойная.
где 34 – число мешалок
502,4 – поверхность одной мешалки, м2
2,93 – коэффициент изоляции
ан = 9,42 + 0,045 (tн – tо)
ан = 9,42 + 0,045 (45 –30) = 10,095
Отсюда
Обычно после нанесения изоляционного слоя по нему проводится штукатурка из асбозуритовой мастики а затем обклейка изоляции тканью. Толщину покровного слоя принимаем 10 мм.
3.8.2 Расчет теплового баланса
Приход тепла
На выщелачивание поступает сырая пульпа, температура которой поддерживается подачей острого пара.
Qприход = Qпара + Qсырой пульпы
Q = m. c. t
где m – масса вводимой пульпы, кг
с – удельная теплоемкость, кДж/мо. оС
t – температура.
Qпульпы = 0,85. 95. 17192,3 = 1388278 кВт
Qпара = 7575200 кДж
Qприход = 2145478 кДж
Расход тепла
В результате выщелачивания получатся красный шлам и жидкая фаза пульпы, алюминатный раствор.
m – красного шлама
m – жидкая фаза
Температура красного шлама
t = 80о С, с = 0,79
Температура жидкой фазы
t = 90о С, с = 0,79
Qкр.ш. = 0,79. 80. 1394,79 = 88150 кДж
Qж.ф. = 90. 0,79. 16449,79 = 1169580 кДж
Qкр.ш. + Qж.ф. = 1257730 кДж
Определяем потери в окружающую среду. Принимаем из двух слагаемых потери в окружающую среду и через неизолированную часть и трубопроводы и равна
Qокр.ср. = 887748 кДж
Сводим все данные в таблицу 8.
Таблица 8 – Тепловой баланс
| Приход тепла, кДж | Расход тепла, кДж | ||
| С пульпой | 1388278 | С красным шламом | 88150 |
| С паром | 757200 | Жидкой фазой | 1169580 |
| В окруж. среду | 887748 | ||
| Итого: | 2145478 | Итого: | 215478 |
3.9 Автоматизация технологического процесса
Краткая характеристика технологического процесса как объекта регулирования
В данном проекте разработана функциональная схема автоматизации процесса выщелачивания высококремнистого боксита.
Основной техникоэкономический эффект от автоматизации производственных процессов глиноземного производства заключается в повышении качества продукции, увеличении производительности труда и оборудования, уменьшении удельного расхода сырья, щелочи, топлива, электроэнергии на тонну глинозема и улучшении условий труда.
Наряду с общепромышленными типовыми системами автоматического регулирования в глиноземном производстве применяется ряд специализированных систем управления, разработанных с учетом специфических особенностей процессов и аппаратов пиро и гидрометаллургических процессов.
К таким особенностям следует в первую очередь отнести малые скорости протекания большинства процессов, большие емкости аппаратов, зависимость динамических параметров объектов управления от изменений потоков и технических режимов, сложность автоматического контроля многих важных параметров, характеризующих ход технологических процессов.
В тех случаях, когда контроль основного выходного параметра затруднен или невозможен, в системах автоматического управления потоков и качества всех основных видов сырья и энергии с ручной или полуавтоматической коррекцией. Иногда в качестве корректирующего импульса в таких системах используются результаты автоматического контроля некоторых косвенных показателей, характеризующих качество выходного показателей, характеризующих качество выходного продукта.
Примером системы управления с коррекцией по косвенному показателю может служить система автоматизации мокрого размола в шаровых мельницах.
В целях достижения высокой точности и устойчивости систем автоматизации автоматического управления процессов в некоторых случаях ведется с помощью комбинированных и двухкаскадных систем автоматизации регулирования. В этих системах первых каскадов стабилизирует основные возмущающиеся факторы на входе объекта регулирования или поддерживает определенное соотношение этих величин
Второй каскад, получающий импульсы непосредственно от регулируемой величины на выходе объекта, измеряет задание первому каскаду регулирования, если работа первого каскада не обеспечивает стабилизации регулируемой величины.