1. Procesul de producție de bază și logica de selecție a echipamentelor
2. Factorii cheie care afectează selecția echipamentelor
3. Tehnologii cheie pentru îmbunătățirea fiabilității
1. Procesul de producție de bază și logica de selecție a echipamentelor
Ca o materie primă chimică importantă, acidul fosforic are două procese principale de producție: termic și umed. Selecția echipamentelor trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător rutele tehnice, caracteristicile materiilor prime și cerințele de protecție a mediului pentru a asigura eficiența, stabilitatea și protecția asupra mediului al procesului de producție.
Proces umed (alegerea mainstream):
Procesul de producție de acid fosforic umed este alegerea actuală. Acest proces folosește în principal acidul sulfuric pentru a descompune minereul fosfatproduce acid fosforic. Deoarece gradul de minereu fosfat poate fluctua foarte mult între diferite origini și loturi, echipamentul de susținere trebuie să aibă o adaptabilitate bună la fluctuațiile de calitate a minereului. În același timp, acidul sulfuric este un mediu extrem de coroziv, iar echipamentul trebuie, de asemenea, să aibă o capacitate puternică de a gestiona medii extrem de corozive.
Sistem de reactor:
În producerea de acid fosforic umed, sistemul reactorului joacă un rol vital. Reactoarele obișnuite includ rezervoare aglomerate cu mai multe etape sau reactoare tubulare. Datorită corozivității puternice a acidului sulfuric, pentru a asigura durata de viață a echipamentului și siguranța producției, aceste reactoare trebuie să fie realizate din 316L din oțel inoxidabil sau aliaj de titan. Oțelul inoxidabil 316L are o rezistență bună la coroziune și proprietăți mecanice cuprinzătoare și poate rezista într -o anumită măsură coroziunea acidului sulfuric; În timp ce aliajul de titan are o rezistență la coroziune mai mare, mai ales potrivită pentru medii corozive mai dure. În producția reală, rezervorul de agitare în mai multe etape folosește un dispozitiv de agitare internă pentru a amesteca complet roca fosfat și acidul sulfuric pentru a asigura uniformitatea și suficiența reacției; Reactorul tubular are caracteristicile vitezei de reacție rapidă și a eficienței ridicate prin fluxul și reacția materialelor din conductă.
Echipament de filtrare:
După finalizarea reacției, acidul fosforic generat și reziduurile de gips trebuie să fie separate, ceea ce necesită utilizarea echipamentelor de filtrare. Echipamentele de filtrare utilizate în mod obișnuit includ filtrul de vid pentru platouri turnante sau centura de vid. Precizia de filtrare a acestor echipamente de filtrare trebuie să ajungă la 99,5% pentru a se asigura că conținutul de impuritate în acidul fosforic separat este cât mai scăzut. Filtrul de placă turnantă realizează operațiuni continue de filtrare, spălare și descărcare prin rotația platoului turnant și are avantajele eficienței ridicate a producției și a funcționării stabile; Filtrul de vid cu centură folosește aspirație în vid pentru a face ca acidul fosforic să treacă prin pânza de filtru, în timp ce reziduul de gips este prins pe pânza de filtru pentru a obține o separare solidă-lichid, cu un efect de filtrare bun și curățare și întreținere ușoară.
Dispozitiv de concentrare:
Concentrația de acid fosforic obținut după filtrare este de obicei scăzută și trebuie concentrată. Dispozitivul de concentrare folosește, în general, un evaporator cu mai multe efecte sau un concentrator de vid. În timpul procesului de concentrare, concentrația de acid fosforic trebuie controlată la 50-54% p₂o₅. Deoarece acidul fosforic conține ioni de fluor și este extrem de coroziv, dispozitivul de concentrație trebuie să fie echipat cu tuburi de schimb de căldură Hastelloy care sunt rezistente la coroziunea ionilor de fluor. Hastelloy are o rezistență excelentă la coroziune și o rezistență la temperatură ridicată, ceea ce poate asigura stabilitatea și durata de viață a tuburilor de schimb de căldură în timpul procesului de concentrare. Evaporatorul cu mai multe efecte îmbunătățește eficiența de utilizare a energiei prin utilizarea aburului secundar generat de evaporarea anterioară ca sursă de căldură pentru următorul efect; Concentratorul de vid reduce presiunea sistemului pentru a se evapora și concentra acidul fosforic la o temperatură mai scăzută, reducând descompunerea acidului fosforic și generarea de impurități.
Proces termic (scenariu de cerere de înaltă puritate):
Procesul de producție de acid fosforic termic este potrivit în principal pentru scenarii cu cerințe ridicate pentru puritatea acidului fosforic. Acest proces produce acid fosforic prin etape precum arderea fosforului galben și absorbția hidratantă.
Turnul de ardere a fosforului galben:
Turnul de ardere galben de fosfor este unul dintre echipamentele cheie pentru termicProducția de acid fosforic. Adoptează un design al camerei de combustie căptușită cuarț. Cuarțul are o rezistență bună la temperatură ridicată și o stabilitate chimică și poate rezista la temperatura ridicată și gazele corozive generate atunci când fosforul galben este ars. În timpul procesului de combustie, precizia controlului temperaturii trebuie să atingă ± 10 grade, deoarece fluctuațiile de temperatură vor afecta direct eficiența de ardere a fosforului galben și calitatea acidului fosforic. Controlul precis al temperaturii poate asigura combustia completă a fosforului galben și poate reduce apariția reacțiilor laterale, îmbunătățind astfel puritatea și randamentul acidului fosforic. Prin sisteme avansate de control al temperaturii și echipamente de monitorizare, temperatura în camera de ardere este monitorizată și ajustată în timp real pentru a asigura funcționarea stabilă a procesului de producție.
Turnul de absorbție de hidratare:
Turnul de absorbție de hidratare este utilizat pentru a transforma gazul de fosfor pentoxid produs prin combustie în acid fosforic prin reacția de hidratare. Turnul adoptă un sistem de pulverizare în trepte. Acest design permite ca gazul de pentoxid de apă și fosfor să contacteze complet și să îmbunătățească eficiența de absorbție. În același timp, turnul de absorbție de hidratare este echipat cu un modul de monitorizare a valorii pH-ului în timp real. Prin monitorizarea în timp real a valorii pH a lichidului de absorbție, concentrația și debitul lichidului de absorbție pot fi ajustate în timp pentru a asigura reacția completă de absorbție. Când valoarea pH -ului se abate de la intervalul setat, sistemul se va ajusta automat pentru a asigura calitatea și efectul de absorbție a acidului fosforic. În producția reală, structura internă și parametrii de funcționare ai turnului de absorbție trebuie, de asemenea, să fie optimizați pentru a îmbunătăți în continuare eficiența absorbției și calitatea produsului.
2. Factorii de Key care afectează selecția echipamentelor
(1) Proiectare adaptabilitate a materiei prime
Manipularea minereului fosfat de grad scăzut:
Manevrarea minereului fosfat de grad scăzut este o problemă cheie în producția de acid fosforic. Deoarece conținutul de pentoxid de fosfor (P2O2) în minereu de fosfat de grad scăzut este scăzut, este necesar un sistem special de pre-măturare a minereului pentru a îmbunătăți rata de recuperare a P2O2. Moara cu role verticale este un echipament de pre-măturare a minereului utilizat frecvent. Rafinează particulele de minereu prin zdrobirea și șlefuirea minereului cu rola. Particulele de minereu rafinat au o suprafață specifică mai mare și pot fi contactate mai complet cu reactivi de reacție, cum ar fi acidul sulfuric în reacțiile chimice ulterioare, îmbunătățind astfel eficiența reacției și rata de scurgere a P2O2. În plus, echipamentele de flotare sunt, de asemenea, un dispozitiv important pentru manipularea minereului fosfat de grad scăzut. În timpul procesului de flotare, prin adăugarea de agenți de flotație adecvați, proprietățile de suprafață ale mineralelor fosfat și ale mineralelor de gange sunt diferite, iar flotabilitatea bulelor este utilizată pentru a îmbogăți mineralele fosfat, îmbunătățind în continuare rata de recuperare a P2O2. După aceste etape de tratament, eficiența de recuperare a P₂O₅ în minereul fosfat de grad scăzut poate fi îmbunătățită eficient, iar costul de producție poate fi redus.
Echipament de control al impurității:
Minereul fosfat conține de obicei impurități precum fluor și ioni de metale grele, care vor avea un efect negativ asupra calității acidului fosforic și a procesului de producție ulterior. Reactorul de defluorinare este echipat cu un sistem de adăugare a carbonatului de sodiu. În timpul procesului de reacție, carbonatul de sodiu reacționează cu fluor în minereul fosfat pentru a genera substanțe separabile, cum ar fi fluorura de sodiu, atingând astfel scopul defluorinării. Prin controlul precis al cantității de adăugare de carbonat de sodiu și a condițiilor de reacție, conținutul de fluor în acid fosforic poate fi redus eficient. În același timp, dispozitivul de adsorbție cu ioni de metale grele folosește materiale speciale de adsorbție, cum ar fi carbonul activ, rășina de schimb de ioni etc., pentru a adsorbi și a elimina ionii de metale grele în acid fosforic. Aceste materiale de adsorbție au o suprafață specifică mare și site -uri de adsorbție specifice și pot adsorbi ioni de metale grele pentru a se asigura că calitatea produselor cu acid fosforic respectă standardele relevante.
(2) Configurația optimizării eficienței energetice
Sistem de recuperare a căldurii:
În procesul de producție de acid fosforic, o cantitate mare de căldură reziduală va fi eliberată în stadiul de reacție. Pentru a îmbunătăți eficiența energetică, utilizarea căldurii reacției reziduale în secțiunea de concentrare este o măsură eficientă de economisire a energiei. Prin proiectarea rațională a dispozitivelor de recuperare a căldurii, cum ar fi schimbătoarele de căldură, căldura reziduală generată de reacție este transferată la materialele din secțiunea de concentrație, reducând astfel cererea de abur extern în timpul procesului de concentrare. Conform statisticilor, utilizarea acestui sistem de recuperare a căldurii poate reduce consumul de abur cu 30-40%, reducând foarte mult costul energetic în procesul de producție. În același timp, această metodă de recuperare a căldurii reziduale este, de asemenea, în conformitate cu conceptul de dezvoltare durabilă, reducerea deșeurilor energetice și a impactului asupra mediului.
Control inteligent de conversie a frecvenței:
Echipamentele de mare putere, cum ar fi pompele și ventilatoarele, sunt principalele echipamente care consumă putere în producția de acid fosforic. Folosind tehnologia de control inteligentă a conversiei frecvenței, frecvența de operare a acestor echipamente poate fi ajustată în timp real în funcție de nevoile reale de producție. Când sarcina de producție este scăzută, frecvența de funcționare a echipamentului este redusă pentru a reduce consumul de energie; Când sarcina de producție crește, frecvența de funcționare a echipamentului este crescută pentru a răspunde nevoilor de producție. Prin această metodă de control inteligentă, economisirea anuală a energiei electrice poate ajunge la 150, 000-250, 000 KW ・ H, care nu numai că reduce costurile de producție, dar reduce și uzura echipamentelor și prelungește durata de serviciu a echipamentului.
3. KEYE Tehnologii pentru îmbunătățirea fiabilității
(1) Aplicarea inovatoare a materialelor anti-coroziune
Căptușeala reactorului:
În reactorul producției de acid fosforic, prezența unor medii extrem de corozive, cum ar fi acidul sulfuric, pune cereri mari pe materialul de căptușeală al reactorului. Deși căptușeala tradițională de cauciuc are un anumit grad de rezistență la coroziune, este predispusă la îmbătrânire și deteriorare în timpul utilizării pe termen lung, ceea ce afectează durata de viață a reactorului. Tehnologia de acoperire a ceramicii din carbură de siliciu oferă o soluție mai bună pentru căptușeala reactorului. Ceramica din carbură de siliciu au caracteristicile de duritate ridicată, rezistență bună la uzură și stabilitate chimică puternică și poate rezista efectiv la eroziunea mediilor extrem de corozive, cum ar fi acidul sulfuric. Durata de viață a căptușelii reactorului folosind tehnologia de acoperire a ceramicii din carbură de siliciu este de 3 ori mai lungă decât cea a căptușelii tradiționale de cauciuc, ceea ce reduce foarte mult frecvența întreținerii și înlocuirii echipamentelor și îmbunătățește continuitatea și stabilitatea producției.
Sistem de conducte:
Sistemul de conducte întreprinde sarcina importantă a transportului materialului în producția de acid fosforic. Deoarece acidul fosforic este foarte acid, în special în condiții de pH scăzute, rezistența la coroziune a conductei este extrem de mare. Țeava de oțel căptușită PTFE (Polytetrafluoroetilen) este un material ideal de conductă. PTFE are o stabilitate chimică excelentă și poate rezista la medii acide puternice cu o valoare de pH a<1. This type of pipeline can not only ensure the safe transportation of materials, but also effectively prevent pipeline corrosion and leakage, avoiding harm to the environment and production. At the same time, the PTFE-lined steel pipe has a long service life and low maintenance cost, providing a reliable guarantee for the stable operation of Producția de acid fosforic.
(2) Sistem inteligent de monitorizare
Analizator online:
Tehnologia XRF (spectroscopie cu fluorescență cu raze X) este utilizată în analizatorii online pentru a monitoriza fluctuația concentrației de acid fosforic în timp real. Această tehnologie poate analiza rapid și cu exactitate compoziția elementară și modificările de concentrație ale acidului fosforic cu o precizie de ± 0. 2%. Prin monitorizarea concentrației de acid fosforic în timp real, operatorii pot ajusta parametrii procesului de producție la timp pentru a asigura stabilitatea calității produselor cu acid fosforic. De exemplu, atunci când se constată că concentrația de acid fosforic se abate de la valoarea stabilită, raportul dintre materiile prime de reacție sau condițiile de reacție poate fi ajustat la timp pentru a asigura progresul lină al procesului de producție.
Platforma de întreținere predictivă:
Platforma de întreținere predictivă combină senzori de vibrații și algoritmi AI pentru a monitoriza și analiza starea de operare a echipamentului în timp real. Senzorul de vibrație poate colecta datele de vibrație ale echipamentului în timp real și poate analiza și prelucra aceste date prin algoritmul AI pentru a detecta în avans defecțiuni potențiale ale echipamentelor. De exemplu, atunci când apar modificări anormale în parametri, cum ar fi frecvența vibrațiilor și amplitudinea echipamentului, platforma de întreținere predictivă poate avertiza asupra defecțiunii echipamentului cu 72 de ore înainte, permițând operatorilor să aibă suficient timp pentru a efectua întreținerea și reparațiile echipamentului, evitând evitarea echipamentului Impactul defecțiunilor bruște ale echipamentelor asupra producției și îmbunătățirea fiabilității echipamentelor și a continuității producției.
