Задание 14.

Участок кристаллизации ТФА-тригидрата фтористого алюминия.

Производство фтористого алюминия основано на реакции взаимодействия кремнефтористоводородной кислоты (H₂SiF₆) с гидроксидом алюминия Аl(ОН)₃:

H₂SiF₆ (р) + 2Al(ОН)₃ (тв.)  2AlF₃(p) + SiO₂ x nH₂O (тв.) + Н₂О (1)

В результате реакции образуется пересыщенный раствор фтористого алюминия (ФА) и осадок гидратированной двуокиси кремния (SiO₂ х nН₂О), называемой в производстве кремнегелем.

Пересыщенный раствор фтористого алюминия относительно устойчив, что дает возможность отделить его на фильтре от кремнегеля до того момента, когда начнется выделение из него кристаллов тригидрата фтористого алюминия (AIF₃ x ЗН₂О).

Отделенный от кремнегеля раствор фтористого алюминия (ФА) подвергают кристаллизации путем перемешивания раствора в течение нескольких часов.

A1F₃ (р) + ЗН₂О  A1F₃ х ЗН₂О (тв.) (2)

Нагревание раствора позволяет ускорить процесс выделения кристаллов тригидрата фтористого алюминия (ТФА) в твердую фазу.

Кристаллы тригидрата фтористого алюминия (ТФА) отделяют от маточного раствора на фильтре и подвергают прокаливанию в сушильном барабане.

Выдержка из регламента. Пересыщенный раствор фторида алюминия (ФА) из сборника С1 насосом Н1 подается в распределитель Е1. С распределителя Е1 раствор самотеком поступает в кристаллизаторы К1, К2, оснащенные мешалками пропеллерного типа. Заполнение кристаллизаторов осуществляется поочередно по уровню. Кристаллизацию ТФА проводят путем перемешивания

раствора в течение 5 часов при температуре 90 в присутствии затравки. В качестве затравки используется ТФА от предыдущего цикла. Нагревание раствора осуществляется острым водяным паром, только при условии заполнения кристаллизатора до заданного уровня. Слив суспензии из кристаллизаторов в сборник С2 осуществляется самотеком. После сборника С2 суспензия ТФА подается насосом Н2 на узел фильтрации. Газы, отходящие от кристаллизаторов, направляются в абсорбер.

Необходимо предусмотреть:

1. Контроль уровня 0 ÷ 4300мм в сборнике С1, с сигнализацией уровней 750мм и 3000мм.

2. Поочередное заполнение кристаллизаторов до уровня 2000мм, с сигнализацией уровней 100мм и 2000мм с помощью насоса Н1 (напор 4.9 бар, N=75кВт).

3. Управление мешалками сборников N=10кВт и кристаллизаторов N=4кВт через частотные преобразователи.

4. Регулирование температуры раствора в кристаллизаторах на уровне 90 ± 4 ºС.

5. Контроль давления в линии отбора газов из кристаллизаторов 200 ÷ 500 Па.

6. Контроль давления на паропроводе 0.55 ÷ 0.6 МПа.

7. Слив ТФА из кристаллизаторов до уровня 100мм в сборник С2.

8. Контроль уровня 0 ÷ 5600мм в сборнике С2.

Рис. Участок кристаллизации

Гост 21.208-2013 спдс. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах

1. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты: ГОСТ 2.303-68 Единая система конструкторской документации; ГОСТ 2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения; ГОСТ 21.408-2013 Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов.