совершенствование шланговой суспензии производства соды каустической

В курсовой работе был проанализирован камерный фильтр-пресс, используемый на производстве, сделано краткое описание устройства и способ работы. Был осуществлен расчет камерного фильтр-пресса.
Приведена технологическая схема очистки производства соды каустической от шланговой суспензии.
Сегодня в промышленности используются разнообразные типы фильтров, выбор зависит от его предопределения, при подборе нужно особо уделить внимание на технологические характеристики, в том числе размеры.


...

Введение
1. Описание конструкции и работы аппарата
2. Выбор материала для изготовления аппарата
3. Технологические, тепловые расчеты
4. Описание технологической схемы
5. Обслуживание и ремонт оборудования
6. Техника безопасности
Заключение
Список использованных источников

Каждый технологический процесс, несмотря на разнообразие способов, выступает собой как ряд взаимосвязанных стандартных технологических стадий, проходящих в оборудовании установленного класса. Но значительные требования к качеству продукции, результативности производства, уменьшению его энерго- и материалоемкости, заботе об окружающей среде устанавливали специфику, разделяющие данные технологические периоды изготовления продуктов и аппаратурно-технологические схемы от аналогичных процессов в прочих отраслях.
Процессы большей частью сложны и зачастую выступают собой сочетанием гидродинамических, тепловых, массообменных, биохимических и механических процессов. Важнейшим из существенных процессов представляется фильтрование. Фильтрование подразделяется на шламовое, которое происходит для ма ловязких жидкостей, включающих огромное число взвешенных частиц; закупорочное – для небольшого размера частиц и их малое количество; и комбинированное.
Сегодня широко употребляются барабанные вакуум фильтры, с наружной фильтрующей поверхностью, обладающие значительной скоростью фильтрования, надобностью для обработки различных суспензий, легкостью обслуживания. Главной целью при проектировании представляется расчет необходимой поверхности фильтрования, нахождение по каталогам типового фильтра и нахождение числа фильтров, снабжающих нужную производительность. Таким образом, расчет делают в 2 этапа.
Независимо от того, какая аппаратура используется для сгущения оседающих частиц сока первой сатурации, от оседающих частиц изолируется жидкая фаза и оседающие частицы промываются. Только потому что суспензия, попадающая из сгустителей на вакуум-фильтры, обладает температурой около 90С, то оставшемуся давлению на вакуум-фильтрах не надлежит превосходить 0,05-0,051 МПа. Поэтому, перепад давления, из-за которого происходит фильтрация на вакуум-фильтрах, в три-шесть раз мельче, чем на фильтрах циклического воздействия. Потому величина слоя осадка на барабанах фильтров производится не больше 9-13 мм, а для скорого увеличения толщины слоя осадка на фильтрующей поверхности фильтра попадающая на фильтрацию суспензия обязана включать сухих веществ не меньше 22%.
Используются фильтр-прессы камерного вида и бескамерные.

 

д.цистерны необходимо:- по предварительной заявке цеха № 30 установить персоналом цеха № 47 ж.д. цистерну под стояк слива у корпуса 4-2;- закрепить ж.д. цистерну с обеих сторон башмаками, работы по закреплению выполняет помощник машиниста локомотива в присутствии аппаратчика электролиза;- открыть люк и опустить резиновый шланг в ж.д. цистерну, заполнить его оборотной водой и подсоединить к штуцеру всаса насоса поз.Р-512 А,В;- открыть запорную арматуру на линии чистого конденсата от насоса поз.Р-1368 А,В из емкости поз.ТК-1366 отделения выпаривания электрощелоков. Произвести прием раствора соляной кислоты и чистого конденсата из расчета 1:1 до уровня 80 %. Перемешивание осуществляется путем циркуляции по схеме: - емкость поз.ТК-512 → насос поз.Р-512 А,В → напорный бак поз.FS-512 → емкость поз.ТК-512, тем самым получив раствор соляной кислоты с массовой долей хлористого водорода 15 %-20 % в ёмкости поз.ТК-512.Уровень раствора соляной кислоты в ёмкости поз.ТК-512 поддерживается в пределах 20 %-80 %.Воздушная линия от ёмкости поз.ТК-512, во избежание загазованности парами соляной кислоты, подведена в гидрозатвор поз.ТК-512 А, заполненный конденсатом от насоса поз.Р-1368 А,В.Готовый раствор соляной кислоты с массовой долей хлористого водорода 15 %-20 % насосом поз.Р-512 А,В подается в напорный бак соляной кислоты поз.FS-512, затем через регулирующий клапан подается в смеситель поз.Д-512.Предусмотрена подача раствора соляной кислоты с массовой долей хлористого водорода 15 %-20 % насосом поз.Р-512 А,В в ёмкость поз.ТК-304 отделения насасывания асбестовой диафрагмы. Приготовление суспензии соли Кристаллическая соль из центрифуг поз.С-1322 А,В,С отделения выпаривания электрощелоков самотеком по течкам поступает в солерастворитель поз. ТК-532 вместимостью 73 м3 и через барботер, подается обратный раствор натрия хлорида из цеха № 5 с объёмным расходом 60-120 м3/ч, который регулируется автоматически клапаном, установленным на линии подачи обратного раствора натрия хлорида. Полученная суспензия соли из солерастворителя поз.ТК-532, с объемным расходом 100-140 м3/ч, насосом поз.Р-535 А,В подаётся в цех № 5.Для поддержания уровня 40 %-60 % в солерастворителе поз.ТК-532 предусмотрена подача очищенного раствора натрия хлорида от насоса поз. Р-505 Д,Е или от насоса поз.Р-505 А,В,С.Кристаллическая соль второго корпуса выпарного аппарата из центрифуг поз.С-1342 А,В отделения выпаривания электрощелоков поступает в ёмкость с мешалкой поз.ТК-531, туда же подается очищенный раствор натрия хлорида от насоса поз.Р-505 А,В,С. Готовая суспензия соли насосом поз.Р-531 А,В подается по сифону в нижнюю часть сатуратора поз.ТК-506 А,В.Предусмотрена подача суспензии соли от насоса поз.Р-531 А,В в солерастворитель поз.ТК-532.В ёмкость поз.ТК-531 предусмотрена подача загрязненного конденсата из ёмкости поз.ТК-1362 насосом поз.Р-1362 А,В отделения выпаривания электрощелоков для промывки.Уровень 30 %-45 % в ёмкости поз.ТК-531 поддерживается автоматически регулятором уровня, клапан которого установлен на линии подачи очищенного раствора натрия хлорида в ёмкость поз.ТК-531. Плотность суспензии соли в ёмкости поз.ТК-531 поддерживается не более 1,31 т/м3.Приготовление обратного раствора натрия хлоридаОбратный раствор натрия хлорида готовится в солерастворителе поз.ТК-532. Через барботер, установленный в солерастворителе поз.ТК-532, подается загрязненный конденсат из емкости поз.ТК-1362 насосом поз.Р-1362 А,В отделения выпаривания электрощелоков. Одновременно сюда же самотёком по течкам поступает кристаллическая соль из центрифуг поз.С-1322 А,В,С (соль, выводимая из третьего корпуса выпарного аппарата).Плотность суспензии соли в солерастворителе поз.ТК-532 регулируется автоматически с помощью регулятора плотности, клапан которого установлен на линии подачи загрязненного конденсата от насоса поз.Р-1362 А,В в солерастворитель поз.ТК-532.Обратный раствор натрия хлорида из солерастворителя поз.ТК-532 по переливу поступает в смеситель поз.ТК-534, вместимостью 16 м3. Внутри аппарата имеется вертикальная перегородка на 2/3 высоты. Обратный раствор натрия хлорида переливается через перегородку в другую половину смесителя поз.ТК-534 и насосом поз.Р-534 А,В непрерывно откачивается в емкость хранения обратного раствора натрия хлорида поз.ТК-510 А,В.Обратный раствор натрия хлорида из первой половины смесителя поз.ТК-534 насосом поз.Р-533 А,В подается постоянно в солерастворитель поз.ТК-532 в его нижнюю часть тангенциально. За счет циркуляции и барботажа обеспечивается растворение соли. Концентрация обратного раствора натрия хлорида контролируется по плотности в смесителе и регулируется автоматически регулятором плотности, клапан которого установлен на линии подачи загрязненного конденсата во вторую половину смесителя поз.ТК-534.Во второй половине смесителя поз.ТК-534 уровень 25%-75% поддерживается автоматически регулятором уровня, клапан которого установлен на линии откачки обратного раствора натрия хлорида от насоса поз.Р-534 А,В в емкость поз.ТК-510 А,В.Приготовленный обратный раствор натрия хлорида насосом поз.Р-510 А,В подается непрерывно в реактора поз.ТК-502 В,Е или поз.ТК-502 С,F.Уровень в емкости поз.ТК-510 А,В поддерживается в пределах 10 %-90 %. Емкость поз.ТК-505 А,В и поз.ТК-510 А,В объединены линией промывных вод с последующей подачей их на всас насоса поз.Р-510 А,В.Для нагрева раствора натрия хлорида в процессе его очистки на отдельных стадиях, используется пар среднего давления (1,2000,060) МПа, давление которого снижается до 30–65 кПа на РОУ отделения очистки раствора натрия хлорида. Регулирование давления пара на РОУ производится автоматически с помощью регулятора давления. Температура пара на вводе в отделение очистки раствора натрия хлорида поддерживается регулятором температуры, клапан которого установлен на линии подачи чистого конденсата, подаваемого на РОУ насосом поз.Р-1367 А,В из отделения выпаривания электрощелоков.Раствор натрия хлорида поступает из ООО «МагМайн», по трубопроводу, через теплообменник поз.Е-501, в ёмкость хранения раствора натрия хлорида поз.ТК-501 А,В, вместимостью 2160 м3 каждая. Массовая концентрация хлорида натрия не менее 300 г/дм3, объёмный расход 45,0-160,5 м3/ч (при работе только на электролиз цеха № 30) или 45 -180 м3/ч (при работе на цех № 5 и на электролиз цеха № 30). В теплообменнике поз.Е-501 раствор натрия хлорида подогревается до температуры не более 55°С.В межтрубное пространство теплообменника поз.Е-501 подается горячий водородный конденсат со стадии охлаждения водорода из колонны поз.Т-1601 насосом поз.Р-1601 А,В корпуса 4-1, который подогревает раствор натрия хлорида, а водородный конденсат возвращается в нижнюю часть колонны поз.Т-1601 водородного отделения (чертеж лист11) .Уровень раствора натрия хлорида в ёмкостях поз.ТК-501 А,В поддерживается в пределах 10 %-90 %.Из ёмкости поз.ТК-501 А,В раствор натрия хлорида насосом поз.Р-501 А,В непрерывно через теплообменники поз.Е-504 А,В,С,Д,Е подаётся в три последовательно установленных реактора поз.ТК-502 А,В,С или поз.ТК-502 D,E,F, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты. Реакторы поз.ТК-502 В,С,Е,F снабжены мешалкой поз. AG-502 В,С,Е,F.В теплообменнике поз.Е-504 С раствор натрия хлорида подогревается за счет тепла чистого конденсата, подаваемого в межтрубное пространство насосом поз.Р-1361 А,В из емкости чистого конденсата поз.ТК-1361 отделения выпаривания электрощелоков и затем возвращается в линию нагнетания насоса поз.Р-1361 А,В отделения выпаривания электрощелоков.Нагрев раствора натрия хлорида в теплообменниках поз.Е-504 А,В и поз.Е-504 D,Е производится паром с давлением 30-65 кПа, подаваемым в межтрубное пространство. Раствор натрия хлорида в теплообменниках поз.Е-504 D,Е подогревается до температуры 20°С-30°С.Температура раствора натрия хлорида в теплообменниках поз.Е-504 А,В 47°С-53°С поддерживается автоматически подачей пара в теплообменники поз.Е-504 А,В.Объёмный расход раствора натрия хлорида 45-180 м3/ч, подаваемого на стадию очистки, поддерживается автоматически в заданных пределах регулятором расхода, клапан которого установлен на линии подачи раствора натрия хлорида.Уровень конденсата в теплообменниках поз.Е-504 А,В,Д,Е 40 %-60 % поддерживается автоматически регулятором уровня за счет сброса чистого конденсата в сборник поз.ТК-513.Раствор натрия хлорида из реактора поз.ТК-502 А, D по переливу поступает во второй, по ходу раствора натрия хлорида, реактор поз.ТК-502 В,Е, куда подаются реагенты:- обратный раствор натрия хлорида, с объёмным расходом 50-100 м3/ч из ёмкости поз.ТК-510 А,В насосом поз.Р-510 А,В (для образования нерастворимого осадка гидроокисей магния и железа);- гидролизованный ПАА из ёмкости поз.ТК-519 А,В насосом поз.Р-519 А,В (как флокулянт);- раствор карбонизированных электрощелоков или кальцинированной соды с объёмным расходом 2,0–4,3 м3/ч из бака поз.ТК-511 А,В насосом поз.Р-511 А,В (для образования нерастворимого осадка карбоната кальция).Подача раствора карбонизированных электрощелоков или кальцинированной соды в реактор поз.ТК-502 В,Е производится из расчета создания избытка соды в рассоле 0,3-0,5 г/дм3, что обеспечивает высокую степень очистки раствора натрия хлорида от ионов кальция.Объемный расход 2,0-4,3 м3/ч карбонизированных электрощелоков или кальцинированной соды поддерживается автоматически в заданных пределах регулятором расхода, клапан которого установлен на линии подачи карбонизированных электрощелоков или кальцинированной соды в реактор поз.ТК-502 В,Е.В случаях, когда раствора натра едкого, содержащегося в обратном растворе натрия хлорида, недостаточно для полного связывания ионов Mg++, Fe+++ и создания избытка его 0,2–0,4 г/дм3, предусмотрена подача в реактор поз.ТК-502 В,Е электрощелоков насосом поз.Р-251 А,В,С,Д из приемника электрощелоков поз.ТК-251 А,В зала электролиза или насосом поз.Р-252 А,В из бака хранения электрощелоков поз.ТК-252 А,В,С или из бака поз.П-11-4 отделения выпаривания электрощелоков с объёмным расходом 1,0-2,6 м3/ч.Объемный расход электрощелоков поддерживается автоматически в заданных пределах регулятором расхода, клапан которого установлен на линии подачи электрощелоков в реактор поз.ТК-502 В,Е.Одновременно раствор гидролизованного ПАА подается насосом поз.Р-519 А,В и в наклонный лоток.В результате флокулирующего действия ПАА происходит укрупнение частиц осадка солей. Это улучшает условия осаждения осадка в отстойнике поз.ТН-503.Из реактора поз.ТК-502 C,F очищенный раствор натрия хлорида по наклонному лотку с температурой 47 0С -53 0С поступает в отстойник поз.ТН-503.Отстойник поз.ТН-503 представляет собой цилиндрический аппарат с конусным днищем. В нижней части на днище отстойника имеется скребковый механизм поз.AG-503, частота вращения которого 2 мин–1. Скребки, размещенные на раме механизма, способствуют смещению шлама от периферии к центру конусного днища.Перегрузка на электродвигатель скребкового механизма поз.AG-503 более 60% от значения вращающего момента сигнализируется на щите управления. При этом включается подъёмное устройство и происходит подъём скребкового механизма на 5 см. Перегрузка электродвигателя указывает на необходимость более интенсивного удаления шлама из осветлителя поз.ТН-503. При высоте подъёма скребкового механизма поз.AG-503 на 60 см и относительном значении нагрузки на нем более 60 % отключается электродвигатель.При нагрузке на электродвигатель более 20 % от значения вращающего момента, скребковый механизм электроприводом не опускается.Раствор натрия хлорида, со взвешенным осадком трудно-растворимых солей, по центральной трубе поступает в нижнюю часть отстойника поз.ТН-503. В рабочей зоне раствор натрия хлорида, при подъёме снизу вверх, резко теряет скорость, за счет чего и происходит отстаивание, т.е. скорость осаждения осадка при этих условиях выше, чем скорость восхождения потока раствора натрия хлорида.Раствор натрия хлорида поднимается вверх отстойника поз.ТН-503, затем переливается по всему периметру в кольцевой желоб, откуда самотеком поступает в промежуточный бак осветленного рассола поз.ТК-504. Уровень 20%-80% в баке поз.ТК-504 поддерживается автоматически регулятором уровня.Шлам из конусного днища отстойника поз.ТН-503 выводится по трубопроводу в сборник шлама поз.ТК-517. Предусмотрена подача раствора натрия хлорида от насоса поз.Р-501 А,В в нижнюю часть конуса отстойника поз.ТН-503 для промывки линии во время вывода густого шлама. Шлам, представляющий собой осадок солей кальция, магния, железа и нерастворимого осадка в растворе натрия хлорида, из нижней конусной части отстойника поз.ТН-503 периодически самотёком выводится в сборник шлама поз.ТК-517, установленный в заглубленном поддоне.Сборник шлама поз.ТК-517 оборудован мешалкой поз.AG–517 для перемешивания шлама во избежание его отстоя. В сборник шлама поз.ТК-517 периодически сливается шлам из реакторов поз.ТК-502 A,B,C,Д,E,F, промывные и сточные воды от насоса поз.Р-521 из приямка отделения очистки раствора натрия хлорида. В приямок собираются все стоки от дренажей трубопроводов и аппаратов отделения очистки раствора натрия хлорида. Схемой предусмотрена откачка сточных вод от насоса поз.Р-521 в емкость поз.ТК-1349.Насос поз.Р-521 отключается автоматически, в зависимости от значения нижнего уровня в приямке.Из сборника шлама поз.ТК-517 насосами поз.Р-517 А,В,С шламовая суспензия по напорному трубопроводу подаётся для фильтрации на фильтр-пресс поз.3 или в цех № 40 (в случае производственной необходимости).Схемой предусмотрена откачка шлама в линию нагнетания насоса поз.Р-1349 А,В отделения выпаривания электрощелоков и наоборот от насоса поз.Р-1349 А,В в линию нагнетания насоса поз.Р-517 А,В,С и далее в цех № 40. При работе установки фильтрации шламовой суспензии, содержимое емкости поз.ТК-1349 откачивается в цех № 40 по перемычке между линией нагнетания насоса поз.Р-517 А,В,С и линией откачки шлама в цех № 40.Дренажи от насосов поз.Р-517 А,В,С собираются в дренажном приямке заглубленного поддона сборника шлама поз.ТК-517, откуда насосом поз.Р-517 Д откачиваются в сборник шлама поз.ТК-517.Уровень шлама в сборнике поз.ТК-517 поддерживается в пределах 25%-75%.Очищенный раствор натрия хлорида из бака поз.ТК-504 непрерывно, насосами поз.Р-504 А,В подается в ёмкость поз.ТК-505 А,В.Из ёмкости поз.ТК-505 А,В очищенный раствор натрия хлорида, через теплообменник поз.Е-505, подается в сатуратор поз.ТК-506 А,В для донасыщения. Схемой предусмотрена подача очищенного ненасыщенного раствора натрия хлорида из ёмкости поз.ТК-505 А,В на электролиз раствора натрия хлорида в корпус 4-1 и в цех № 5. На линии всаса насосов поз.Р-505 А,В,С имеется врезка к насосам поз.Р-505 Д,Е Очищенный раствор натрия хлорида насосами поз.Р-505 А,В,С, Д,Е подается в солерастворитель поз.ТК-532 с объемным расходом 40-120 м3/ч, который регулируется автоматически клапаном, установленным на линии подачи раствора натрия хлорида, и в цех № 5, с объемным расходом не более 100 м3/ч.В теплообменнике поз.Е-505 очищенный раствор натрия хлорида подогревается до температуры 64 0С-68 0С паром с давлением 30–65 кПа, подаваемым в межтрубное пространство. Конденсат из теплообменника поз.Е-505, через регулирующий клапан, сливается в сборник конденсата поз.ТК-513. Уровень конденсата пара 40%-60% в теплообменнике поз.Е-505 поддерживается автоматически регулятором уровня за счет сброса чистого конденсата в сборник поз.ТК-513.Температура очищенного раствора натрия хлорида на выходе из теплообменника поз.Е-505 поддерживается автоматически регулятором температуры, клапан которого установлен на линии подачи пара в межтрубное пространство.Очищенный раствор натрия хлорида из теплообменника поз.Е-505 поступает через титановые барботеры в нижнюю часть сатуратора поз.ТК-506 А,В для донасыщения.Сатураторы поз.ТК-506 А,В представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты, вместимостью 150 м3 и 100 м3 соответственно, с приварной эллиптической крышкой и плоским днищем. В верхней части сатуратора поз.ТК-506 А,В имеется кольцевой переливной карман. В нижнюю часть сатуратора через титановый сифон, противотоком очищенному раствору натрия хлорида из ёмкости поз.ТК-531 насосом поз.Р-531 А,В подается суспензия соли. Очищенный раствор натрия хлорида поднимается вверх аппарата, при этом происходит его донасыщение за счет растворения кристаллической соли.Затем раствор натрия хлорида переливается через кольцевой переливной карман и по переливной трубе поступает в линию всаса насоса поз.Р-506 А,В.Уровень раствора натрия хлорида в переливном кармане сатуратора поз.ТК-506 А,В поддерживается автоматически регулятором уровня, клапан которого установлен на линии подачи раствора натрия хлорида в сатуратор поз.ТК-506 А,В.Для нейтрализации едкого натра, очищенный раствор натрия хлорида после донасыщения подается в смеситель поз.Д-512 насосом поз.Р-506 А,В через теплообменник поз.Е-506, обогреваемый паром с давлением 30-65 кПа. В теплообменнике поз.Е-506 раствор натрия хлорида подогревается до температуры 74 0С-78 0С, которая поддерживается в заданных пределах регулятором температуры, клапан которого установлен на линии подачи пара в межтрубное пространство.Уровень конденсата 40 %-60 % в теплообменнике поз.Е-506 поддерживается автоматически регулятором уровня за счет сброса чистого конденсата в сборник конденсата пара поз.ТК-513.В сборник чистого конденсата поз.ТК-513 также подается конденсат:- от РОУ отделения очистки раствора натрия хлорида;- из теплообменников поз.Е-504 А,В,Д,Е; поз.Е-505;- из бака поз.ТК-540.Чистый конденсат из сборника поз.ТК-513 насосом поз.Р-513 А,В подается в емкость поз.ТК-1361 отделения выпаривания электрощелоков.Уровень 20 %-80 % в сборнике чистого конденсата поз.ТК-513 поддерживается автоматически регулятором уровня, клапан которого установлен на линии откачки конденсата от насоса поз.Р-513 А,В в ёмкость поз.ТК-1361 отделения выпаривания.На сборнике чистого конденсата поз.ТК-513 установлен обратный теплообменник поз.Е-513 для улавливания паров чистого конденсата, в межтрубное пространство которого подается вода оборотная из корпуса 12-15 цеха № 62.В смесителе поз.Д-512 очищенный раствор натрия хлорида нейтрализуется раствором соляной кислоты до достижения значения рН 7,5-8,5. Раствор соляной кислоты с массовой долей хлористого водорода 15 %-20 % подается в смеситель поз.Д-512 самотеком из напорного бака поз.FS-512.Значение рН очищенного раствора натрия хлорида поддерживается автоматически регулятором, клапан которого установлен на линии подачи соляной кислоты из напорного бака поз.FS-512 в смеситель поз.Д-512. Очищенный раствор натрия хлорида после нейтрализации в смесителе поз.Д-512 самотеком поступает в напорный бак поз.ТК-518. Уровень очищенного раствора натрия хлорида 75 %-98 % в напорном баке поз.ТК-518 поддерживается автоматически регулятором уровня, клапан которого установлен на линии подачи раствора натрия хлорида от насоса поз.Р-506 А,В на всас насоса поз.Р-505 А,В,С. Очищенный раствор натрия хлорида из напорного бака поз.ТК-518 самотеком поступает на электролиз в корпус 4-1.Фильтрация шламовой суспензии с целью получения очищенного раствора натрия хлорида и синтетического материала МФН производится на мембранном фильтр-прессе поз.3.Мембранный фильтр-пресс поз.3 представляет собой машину, состоящую из электрогидравлического устройства, пакета плит с фильтрующими полотнами, соединительной плитой, защиты на фотоэлементах, металлической нажимной плиты, устройства промывки, устройства перемещения плит, створчатого поддона и головной части. На головной части фильтр-пресса поз.3 располагаются фланцевые соединения для подачи шлама и отвода фильтрата.Управление процессом фильтрации шламовой суспензии осуществляется при помощи свободно программируемого микрокомпьютерного управления (СМУ) тип Сименс S7, CPU 315F-2DP.