1.1.2. Описание схемы технологического процесса

Соль углекислая прибывает на завод в полувагонах, либо другими видами подвижного состава и разгружается в складе сырья. Из полувагонов материал грейферным краном (поз. 1) подается на приемную решетку склада над бункером и далее системой транспортеров (поз. 2) подается в мешалку (поз. 3), туда же для растворения поташа направляется вода или оборотный раствор. Растворение углекислой соли осуществляется при перемешивании, которое осуществляется цепной мешалкой. После смешения и растворения поташа материал в виде суспензии насосом перекачивается в бассейн поташного раствора (поз. 8). Перемешивание суспензии в бассейне поташного раствора производится при помощи сжатого воздуха. Концентрация K₂O в суспензии от 350 до 500 г/л.

Серная кислота, поступающая в железнодорожных цистернах, разгружается из цистерн через верхний люк при помощи специального съемного трубопровода, крепящегося одним концом при помощи фланцев к трубопроводу, соединенному с герметизированным баком раскачки кислоты (вакуумной ловушкой). Другой конец трубопровода через горловину опущен в цистерну до отметки 0,6 м от днища цистерны. Разгрузка цистерны осуществляется за счет вакуума, создаваемого горизонтальным насосом при откачке серной кислоты в расходную емкость (поз. 5). В схеме предусматривается возможность разгрузки расходной емкости обратно в цистерну и заполнение вакуум-ловушки серной кислотой из расходной емкости.

Из расходной емкости (поз. 5) серная кислота горизонтальным насосом подается по трубопроводу в реактор-нейтрализатор (поз. 6) для нейтрализации поташного раствора под слой раствора. Реактор расположен на улице.

Регулирование расхода серной кислоты осуществляется при помощи регулирующего клапана, устанавливаемого на безной линии. Расход серной кислоты определяется по показаниям расходомера.

Поташный раствор по сливной линии из бассейна поташного раствора через расходомер и клапан также поступает в реактор-нейтрализатор (поз. 6). В ходе смешения компонентов протекает реакция нейтрализации карбоната калия серной кислотой с образованием пульпы сульфата калия, углекислого газа и выделением большого количества тепла, которое разогревает реакционную смесь. Для ускорения реакции между компонентами в реакторе осуществляется перемешивание реакционной массы при помощи цепной мешалки; кроме того, перемешивание пульпы происходит за счет циркуляции, осуществляемой горизонтальным насосом. Образующаяся в ходе реакции пульпа сульфата калия с помощью того же насоса частично подается в сборный бассейн пульпы сульфата калия № 1(поз. 9). Образующийся в ходе реакции углекислый газ, а также выделяющиеся за счет тепла реакции пары воды через газоход, установленный на крышке реактора, выбрасывается в атмосферу. Контроль за степенью нейтрализации ведется при помощи pH-метра, установленного на линии откачки пульпы сульфата калия.

При отсутствии перемешивания растворов, значительном увеличении расхода серной кислоты возможно возникновение аварийной ситуации, при которой вместе с выбросом реакционных газов выбрасывается часть технологических растворов, поэтому неисправность перемешивающегося устройства на реакторе-нейтрализаторе, расход серной кислоты, уровень реакционной пульпы и работа циркуляционного насоса должны строго контролироваться и в случае нештатной ситуации должны приниматься немедленные меры к исправлению положения.

Для уменьшения коррозионного действия технологических растворов в непосредственной зоне протекания реакции реактор-нейтрализатор имеет нержавеющий пояс, установленный в зоне разделения воздуха и жидкости.

Процесс нейтрализации заканчивается в слабощелочной среде (7,5-8 ед. pH), т.е. допускается небольшой избыток карбоната калия. Это позволяет наиболее полно извлечь сульфат калия из раствора, так как растворимость последнего в щелочных растворах незначительна, а также избежать коррозии оборудования. Значительное повышение концентрации карбоната калия в готовой пульпе увеличивает объем оборотных растворов и уменьшает удельный выход продукта, а закисление приводит к разрушению технологического оборудования. Концентрация K₂O в жидкой фазе готовой пульпы сульфата калия должна составлять от 30 до 100 г/л, плотность от 1,1 до 1,25 т/м³.

Для перемешивания пульпы сульфата калия в бассейн № 1 подается сжатый воздух. Часть пульпы, при необходимости, может быть направлена обратно в реактор-нейтрализатор. Из сборного бассейна пульпа насосом подается в гидроциклон (поз. 7) диаметром 0,15 м, где происходит разделение жидкой и твердой фаз. Сгущенная пульпа с содержанием от 500 от 900 г/л твердой фазы направляется в мешалку (поз. 10), из которой она насосом подается в сборник пульпы участка фильтрации (поз. 11). Жидкая фаза, содержащая мелкие кристаллы сульфата калия, возвращается снова в бассейн № 1 (поз. 9). Из сборника пульпы сульфата калия последняя насосом подается на фильтрацию на фильтры Нутча (поз.12).

Отфильтрованный влажный сульфат калия (влажность от 10 до 15 %) без отмывки выгружается в бункера под Нутч-фильтрами, откуда транспортером (поз. 13) и элеватором (поз. 14) подается в бункер над печью (поз. 15). Повышение влажности осадка выше 15 % приводит к налипанию продукта на стенках аппаратуры (бункера, элеватора), укрупнению продукта, выходящего из сушильной печи и к перерасходу топлива. Далее продукт через течку направляется в сушильную печь (поз. 16), работающую в режиме противотока, где подсушивается до содержания влаги от 0,1% до 0,3%. Для создания необходимого температурного режима используется природный газ. Нагретый продукт охлаждается в холодильнике (поз. 17), орошаемом водой, и камерным насосом (поз. 18) перекачивается в башню сульфата калия (поз. 19). Накатанные гранулы сульфата калия дробятся стальными шарами, загруженными в холодный конец холодильника, и отсеиваются на выходной решетке. Отсеянный продукт собирается и перевозится на элеватор. Товарный сульфат калия из башни сульфата калия затаривается в клапанные мешки или биг-беги и складируется на складе готовой продукции.

Топочные газы после сушильной печи, содержащие пыль сульфата калия, проходят очистку в циклоне (поз. 20) и электрофильтре (поз. 21). Очищенные газы

далее выбрасываются дымососом (поз. 22) в атмосферу, а уловленная пыль сульфата калия возвращается в процесс в течку загрузки влажного сульфата калия в печь.

Фильтрат из сборника фильтрата (поз. 23) насосом перекачивается в содовый бак (поз. 24), откуда по мере накопления выводится в приемные баки отделения упарки щелочей (поз. 25). Из приемных баков фильтрат поступает на выпарной аппарат (поз. 26), в котором происходит удаление избытка воды путем упарки растворов. Упаренная пульпа с содержанием твердого до 200 г/л через пульповую мешалку (поз. 27) и мешалку № 1 насосом откачивается в отделение приготовления шихты в мешалку поташного раствора (поз. 3) или в сборник содощелочного раствора (поз. 11).

2. Наименование оборудования	Кол-во шт.	Техническая характеристика
   1 Кран грейферный	2	Грузоподъемность – 10 т, пролет – 20,5 м
   2 Мешалка пром. воды	1	Высота – 6,0 м; диаметр – 6,0 м; объем – 169 м3; частота вращения мешалки – 10 об/мин; мощность эл/дв – 12 кВт; частота вращения – 720 об/мин
   3 Насос АХ 50-32-1604-55-У2	2	Производительность – 12,5 м3/ч; напор – 32 м; мощность эл/дв – 7,5 кВт
   4 Карбонизатор	1	Высота – 8,0 м; диаметр – 4,7 м; объем – 140 м3; мощность эл/дв – 18 кВт; скорость вращения – 75 об/мин; скорость вращения мешалки – 12 об/мин.
   5 Фильтр Нутча	8	Размер 4,5х1,8х0,8 м; фильтрующая поверхность – 8,1 м2; объем – 3,2 м3; мощность эл/дв – 1,7 кВт.
   6 Печь сушки сульфата калия	1	Диаметр 2200 мм; длина 35000 мм; мощность эл/дв – 24 кВт; угол наклона – 20.
   7 Холодильник	1	Диаметр 1200 мм, длина 21500 мм; мощность эл/дв – 5 кВт.
   8 Пневмонасос Церра	2	Диаметр 1400 мм, V-2 м3.
   9 Электрофильтр	1	Тип ЭГА 1-14-7,5-6,3
   10 Дымосос	1	Тип ВВД-12
   11 Мешалка пульповая	1	Объем – 10 м3

   Характеристика основного оборудования

Таблица 1

Наименование электроприемника	Мощность одного электроприемника кВт	Количество n, шт.	Напряжение, В	Частота, Гц
Двигатели насосов	75 55 18,5	10 3 3	380	50
Двигатели станков	7,5 4,5 4	5 4 3	380	50
Двигатели дробилок	3 160 132	2 1 1	380	50
Двигатели элеваторов	7	4	380	50
Двигатели вентиляторов	4 30	3 2	380	50
Двигатели кранов	16 45 55 0,2	4 2 2 4	380	50
Освещение	100	-	-	50
Двигатели шаровых мельниц	630	3	3000	50