1. Logika izbire jedra in izbire opreme
2. Ključni dejavniki, ki vplivajo na izbiro opreme
3. Ključne tehnologije za izboljšanje zanesljivosti
1. Logika izbire jedra in izbire opreme
Kot pomembna kemična surovina ima fosforna kislina dva glavna proizvodna procesa: termična in mokra. Izbira opreme mora celovito upoštevati tehnične poti, značilnosti surovin in zahteve za varstvo okolja, da bi zagotovili učinkovitost, stabilnost in varstvo okolja proizvodnega procesa.
Mokre proces (izbira glavnega toka):
Proces proizvodnje mokre fosforne kisline je trenutna glavna izbira. Ta postopek v glavnem uporablja žveplovo kislino za razgradnjo fosfatne rude naproizvajajo fosforno kislino. Ker lahko stopnja fosfatne rude močno niha med različnim izvorom in serijami, mora imeti podporna oprema dobro prilagodljivost za nihanja rude. Hkrati je žveplova kislina zelo jedran medij, oprema pa mora imeti tudi močno sposobnost ravnanja z zelo korozivnimi mediji.
Reaktorski sistem:
Pri proizvodnji mokre fosforne kisline ima reaktorski sistem ključno vlogo. Pogosti reaktorji vključujejo večstopenjske mešane rezervoarje ali cevaste reaktorje. Zaradi močne korozivnosti žveplove kisline, da bi zagotovili življenjsko dobo opreme in varnost proizvodnje, morajo biti ti reaktorji izdelani iz 316L nerjavečega jekla ali titanove zlitine. 316L iz nerjavečega jekla ima dobro korozijsko odpornost in celovite mehanske lastnosti in se lahko do določene mere upira koroziji žveplove kisline; Medtem ko ima titanijeva zlitina večjo korozijsko odpornost, še posebej primerna za bolj ostro jedko okolje. V dejanski proizvodnji večstopenjski rezervoar uporablja notranjo mešalno napravo za popolno mešanje fosfatne kamnine in žveplove kisline, da se zagotovi enakomernost in zadostnost reakcije; Tubularni reaktor ima značilnosti hitre reakcijske hitrosti in visoke učinkovitosti skozi pretok in reakcijo materialov v cevovodu.
Oprema za filtracijo:
Po zaključku reakcije je treba ločiti generirano fosforno kislino in mavčno ostanek, kar zahteva uporabo filtracijske opreme. Pogosto uporabljena filtracijska oprema vključuje gramofon ali vakuumski filter. Natančnost filtracije te filtracijske opreme mora doseči 99,5%, da se zagotovi, da je vsebnost nečistoče v ločeni fosforni kislini čim bolj nizka. Filter gramofona uresničuje neprekinjeno filtracijo, pranje in razkladanje z vrtenjem gramofon in ima prednosti visoke učinkovitosti proizvodnje in stabilnega delovanja; Vakuumski filter jermen uporablja vakuumsko sesanje, da fosforna kislina prehaja skozi filtrirno krpo, medtem ko je ostanek mavca ujeti na filtrirni krpi, da doseže ločitev trdne-tekočine, z dobrim učinkom filtracije in enostavnim čiščenjem in vzdrževanjem.
Naprava za koncentracijo:
Koncentracija fosforne kisline, dobljene po filtraciji, je običajno nizka in jo je treba koncentrirati. Koncentracijska naprava običajno uporablja večkratni uparjalnik ali vakuumski koncentrator. Med postopkom koncentracije je treba koncentracijo fosforjeve kisline nadzorovati na 50-54% p₂o₅. Ker fosforna kislina vsebuje fluoridne ione in je zelo jedska, mora biti koncentracijska naprava opremljena s cevmi za izmenjavo toplote, ki so odporne proti koroziji fluoridnih ionov. Hastelloy ima odlično korozijsko odpornost in visoko temperaturno odpornost, kar lahko zagotovi stabilnost in življenjsko dobo cevi za izmenjavo toplote med postopkom koncentracije. Več efektni uparjalnik izboljšuje učinkovitost porabe energije z uporabo sekundarne pare, ki jo ustvari prejšnje izhlapevanje kot toplotni vir za naslednji učinek; Vakuumski koncentrator zmanjšuje sistemski tlak, da izhlapi in koncentrira fosforno kislino pri nižji temperaturi, kar zmanjša razpad fosforne kisline in nastajanje nečistoč.
Toplotni proces (scenarij povpraševanja po čistosti):
Proces proizvodnje toplotne fosforne kisline je primeren predvsem za scenarije z visokimi potrebami za čistost fosforne kisline. Ta postopek proizvaja fosforno kislino s koraki, kot sta zgorevanje rumenega fosforja in absorpcija hidratacije.
Rumeni fosforski zgorevalni stolp:
Rumeni stolp iz zgorevanja fosforja je ena ključnih opreme za toplotnoProizvodnja fosforne kisline. Sprejema kremensko zasnovo zgorevalne komore. Quartz ima dobro visoko temperaturno odpornost in kemično stabilnost ter lahko zdrži visoko temperaturno in jedko pline, ustvarjene, ko se gori rumeni fosfor. Med postopkom zgorevanja mora natančnost nadzora temperature doseči ± 10 stopinj, ker bodo temperaturna nihanja neposredno vplivala na učinkovitost zgorevanja rumenega fosforja in kakovost fosforne kisline. Natančen nadzor temperature lahko zagotovi popolno zgorevanje rumenega fosforja in zmanjša pojav stranskih reakcij, kar izboljša čistost in donos fosforne kisline. Z naprednimi sistemi za nadzor temperature in spremljanje opreme se temperatura v zgorevalni komori spremlja in nastavi v realnem času, da se zagotovi stabilno delovanje proizvodnega procesa.
Hidracijski absorpcijski stolp:
Hidracijski absorpcijski stolp se uporablja za pretvorbo plina fosforja pentoksida, ki nastane z zgorevanjem v fosforno kislino s hidracijsko reakcijo. Stolp sprejme stopničk sistem za razprševanje. Ta zasnova omogoča plin vodnega in fosforja pentoksida, da v celoti stopijo v stik in izboljšajo učinkovitost absorpcije. Hkrati je hidracijski absorpcijski stolp opremljen z modulom za spremljanje vrednosti pH v realnem času. S spremljanjem pH vrednosti absorpcijske tekočine lahko koncentracija in pretok absorpcijske tekočine pravočasno prilagodimo, da zagotovimo popolno absorpcijsko reakcijo. Ko vrednost pH odstopa od nastavljenega območja, se sistem samodejno prilagodi, da se zagotovi kakovostni in absorpcijski učinek fosforne kisline. V dejanski proizvodnji je treba optimizirati tudi notranjo strukturo in delovne parametre absorpcijskega stolpa za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti absorpcije in kakovosti izdelka.
2.Kay Dejavniki, ki vplivajo na izbiro opreme
(1) Zasnova prilagodljivosti surovin
Ravnanje nizkocenovne fosfatne rude:
Ravnanje z nizkocenovno fosfatno rudo je ključno vprašanje pri proizvodnji fosforne kisline. Ker je vsebnost fosforjevega pentoksida (P2O2) v nizkocenovni fosfatni rudi nizka, je za izboljšanje hitrosti obnovitve P2O2 potreben poseben predhodno mletje rude. Vertikalni valjčni mlin je pogosto uporabljena oprema za predhodno mletje rude. Ore delce izpopolni z drobljenjem in brušenjem rude z valjčkom. Rafinirani delci rude imajo večjo specifično površino in se lahko bolj v celoti obrnemo na reakcijske reagente, kot je žveplova kislina v naslednjih kemijskih reakcijah, s čimer se izboljša učinkovitost reakcije in hitrost izpiranja P2O2. Poleg tega je flotacijska oprema tudi pomembna naprava za ravnanje z nizkocenovno fosfatno rudo. Med postopkom flotacije so z dodajanjem ustreznih flotacijskih sredstev površinske lastnosti fosfatnih mineralov in gangue mineralov različne, za obogatitev fosfatnih mineralov pa se uporablja plovnost mehurčkov, kar še izboljša stopnjo obnavljanja P2O2. Po teh korakih zdravljenja je mogoče učinkovito izboljšati učinkovitost obnavljanja p₂o₅ pri nizkocenovni fosfatni rudi in se lahko zmanjšajo proizvodni stroški.
Oprema za nadzor nečistoč:
Fosfatna ruda običajno vsebuje nečistoče, kot so ioni fluora in težkih kovin, kar bo škodljivo vplivalo na kakovost fosforne kisline in poznejši proizvodni postopek. Defluorinacijski reaktor je opremljen s sistemom za dodajanje natrijevega karbonata. Med reakcijskim procesom natrijev karbonat reagira s fluoridom v fosfatni rudi, da ustvari ločljive snovi, kot je natrijev fluorid, s čimer doseže namen defluorinacije. Z natančnim nadzorom dodatne količine natrijevega karbonata in reakcijskih pogojev se lahko vsebnost fluora v fosforni kislini učinkovito zmanjša. Hkrati adsorpcijska naprava s težkimi kovinami uporablja posebne adsorpcijske materiale, kot so aktivirani ogljik, smola za izmenjavo ionov itd. Ti adsorpcijski materiali imajo veliko specifično površino in specifična adsorpcijska mesta in lahko selektivno adsorbirajo ione težkih kovin, da se zagotovi, da kakovost izdelkov fosforjeve kisline ustreza ustreznim standardom.
(2) Konfiguracija optimizacije energetske učinkovitosti
Sistem za obnavljanje toplote:
V procesu proizvodnje fosforne kisline se bo v reakcijski fazi sprostila velika količina odpadne toplote. Za izboljšanje energetske učinkovitosti je uporaba toplote reakcijskih odpadkov v odseku koncentracije učinkovit ukrep za varčevanje z energijo. Z racionalno oblikovanjem naprav za predelavo toplote, kot so toplotni izmenjevalci, se odpadna toplota, ki nastane z reakcijo, prenese v materiale v koncentracijskem odseku in s tem zmanjša povpraševanje po zunanji pari med postopkom koncentracije. V skladu s statistiko lahko uporaba tega sistema za obnovo toplote zmanjša porabo pare na 30-40%, kar močno zmanjša stroške energije v proizvodnem procesu. Hkrati je ta metoda za predelavo toplote odpadkov v skladu tudi s konceptom trajnostnega razvoja, ki zmanjšuje energetske odpadke in vpliv na okolje.
Inteligentni nadzor pretvorbe frekvence:
Oprema z visoko močjo, kot so črpalke in ventilatorji, je glavna oprema, ki porabi električno energijo v proizvodnji fosforne kisline. Z uporabo inteligentne tehnologije za nadzor frekvence pretvorbe lahko delovno frekvenco te opreme v realnem času prilagodimo v skladu z dejanskimi proizvodnimi potrebami. Kadar je proizvodna obremenitev nizka, se delovna frekvenca opreme zmanjša, da se zmanjša poraba energije; Ko se proizvodna obremenitev poveča, se obratovalna frekvenca opreme poveča za zadovoljevanje proizvodnih potreb. S tem inteligentnim načinom nadzora lahko letno varčevanje z električno energijo doseže 150, 000-250, 000 kW ・ h, ki ne samo zmanjšuje proizvodne stroške, ampak tudi zmanjša obrabo opreme in podaljša življenjsko dobo storitve opreme.
3.Key Technologies za izboljšanje zanesljivosti
(1) Inovativna uporaba materialov proti koroziji
Reaktor obloga:
V reaktorju proizvodnje fosforjeve kisline prisotnost zelo korozivnih medijev, kot je žveplova kislina, postavlja velike potrebe po materialu za oblogo reaktorja. Čeprav ima tradicionalna gumijasta obloga določeno stopnjo korozijske odpornosti, je nagnjena k staranju in poškodbam med dolgotrajno uporabo, kar vpliva na življenjsko dobo reaktorja. Tehnologija keramičnega prevleka iz silicijevega karbida zagotavlja boljšo rešitev za reaktorsko oblogo. Keramika iz silicijevega karbida ima značilnosti visoke trdote, dobro odpornost na obrabo in močno kemično stabilnost in se lahko učinkovito upirajo eroziji visoko jedkorozivnih medijev, kot je žveplova kislina. Življenjska doba reaktorske obloge z uporabo tehnologije keramične prevleke iz silicijevega karbida je 3 -krat daljša od življenjske dobe tradicionalne gumijaste obloge, kar močno zmanjša pogostost vzdrževanja in zamenjave opreme ter izboljša kontinuiteto in stabilnost proizvodnje.
Cevovodni sistem:
Cevovodni sistem opravlja pomembno nalogo prevoza materiala v proizvodnji fosforne kisline. Ker je fosforna kislina zelo kisla, zlasti v nizkih pH pogojih, je korozijska odpornost cevovoda izjemno visoka. Obložena jeklena cev PTFE (politetrafluoroetilen) je idealen cevovodni material. PTFE ima odlično kemično stabilnost in lahko prenese močne kisle medije s pH vrednostjo<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 Proizvodnja fosforne kisline.
(2) Inteligentni sistem spremljanja
Spletni analizator:
Tehnologija XRF (rentgenska fluorescenčna spektroskopija) se uporablja pri spletnih analizatorjih za spremljanje nihanja koncentracije fosforne kisline v realnem času. Ta tehnologija lahko hitro in natančno analizira elementarno sestavo in spremembe koncentracije v fosforni kislini z natančnostjo ± 0. 2%. S spremljanjem koncentracije fosforne kisline v realnem času lahko operaterji pravočasno prilagodijo parametre proizvodnega procesa, da se zagotovi stabilnost kakovosti produktov fosforne kisline. Na primer, ko ugotovimo, da koncentracija fosforjeve kisline odstopa od nastavljene vrednosti, lahko razmerje reakcijskih surovin ali reakcijskih pogojev pravočasno prilagodimo, da se zagotovi nemoten napredek proizvodnega procesa.
Platforma za napovedno vzdrževanje:
Platforma za prediktivno vzdrževanje združuje vibracijske senzorje in algoritme AI za spremljanje in analizo obratovalnega stanja opreme v realnem času. Vibracijski senzor lahko v realnem času zbira vibracijske podatke opreme in te podatke analizira in obdela s pomočjo algoritma AI, da vnaprej zaznajo okvare potencialnih opreme. Na primer, ko se v parametrih, kot sta frekvenca vibracij in amplituda opreme Vpliv nenadnih napak opreme na proizvodnjo in izboljšanje zanesljivosti opreme in kontinuitete proizvodnje.
