1. Pagrindinis gamybos procesas ir įrangos pasirinkimo logika
2. Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką įrangos pasirinkimui
3. Pagrindinės patikimumo tobulinimo technologijos
1. Pagrindinis gamybos procesas ir įrangos pasirinkimo logika
Kaip svarbi cheminė žaliava, fosforo rūgštis turi du pagrindinius gamybos procesus: šiluminį ir šlapią. Įrangos pasirinkimas turi išsamiai apsvarstyti techninius maršrutus, žaliavų charakteristikas ir aplinkos apsaugos reikalavimus, kad būtų užtikrintas gamybos proceso efektyvumas, stabilumas ir aplinkos apsauga.
Šlapias procesas (pagrindinio pasirinkimas):
Šlapio fosforo rūgšties gamybos procesas yra dabartinis pasirinkimas. Šis procesas daugiausia naudoja sieros rūgštį, kad suskaidytų fosfato rūdą ikigamina fosforo rūgštį. Kadangi fosfato rūdos laipsnis gali labai svyruoti tarp skirtingų kilmės ir partijų, atraminė įranga turi būti tinkamai pritaikoma rūdos laipsnio svyravimams. Tuo pačiu metu sieros rūgštis yra labai ėsdinanti terpė, o įranga taip pat turi turėti tvirtą sugebėjimą tvarkyti labai ėsdinančias terpes.
Reaktoriaus sistema:
Gaminant šlapią fosforo rūgštį, reaktoriaus sistema vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį. Įprasti reaktoriai apima daugiapakopius maišytus rezervuarus arba vamzdinius reaktorius. Dėl stipraus sieros rūgšties korozijos, siekiant užtikrinti įrangos tarnavimo laiką ir gamybos saugumą, šie reaktoriai turi būti pagaminti iš 316L nerūdijančio plieno arba titano lydinio. 316L nerūdijantis plienas turi gerą atsparumą korozijai ir išsamioms mechaninėms savybėms ir tam tikru mastu gali atsispirti sieros rūgšties korozijai; Nors titano lydinys turi didesnį atsparumą korozijai, ypač tinkamas griežtesnei korozinei aplinkai. Faktiškai gamyboje daugiapakopis maišymo bakas naudoja vidinį maišymo įtaisą, kad visiškai sumaišytų fosfato uolieną ir sieros rūgštį, kad būtų užtikrintas reakcijos vienodumas ir pakankamumas; Vamzdinis reaktorius pasižymi greito reakcijos greičio ir didelio efektyvumo savybėmis, kai medžiagų srautas ir reakcija yra vamzdyne.
Filtravimo įranga:
Baigus reakciją, reikia atskirti sugeneruotą fosforo rūgšties ir gipso liekaną, kuriai reikia naudoti filtravimo įrangą. Dažniausiai naudojama filtravimo įranga apima patefono filtrą arba diržo vakuuminį filtrą. Šios filtravimo įrangos filtravimo tikslumas turi pasiekti 99,5%, kad būtų užtikrinta, jog atskirtos fosforo rūgšties priemaišų kiekis yra kuo mažesnis. Turnalo filtras realizuoja nuolatinį filtravimo, skalbimo ir iškrovimo operacijas sukant patefoną, ir turi didelio gamybos efektyvumo ir stabilios veikimo pranašumus; Diržo vakuuminis filtras naudoja vakuuminį siurbimą, kad fosforo rūgštis praeitų per filtro audinį, o gipso likučiai yra įstrigę ant filtro audinio, kad būtų galima atskirti kietą skystį, su geru filtravimo efektu ir lengvai valant ir prižiūrint.
Koncentracijos įtaisas:
Fosforo rūgšties koncentracija, gauta po filtravimo, paprastai yra maža ir ją reikia sutelkti. Koncentracijos įtaisas paprastai naudoja kelių efektų garintuvą arba vakuuminį koncentratorių. Koncentracijos proceso metu fosforo rūgšties koncentraciją reikia kontroliuoti iki 50-54% P₂O₅. Kadangi fosforo rūgštyje yra fluoro jonų ir yra labai korozija, koncentracijos įtaisą reikia aprūpinti Hastelloy šilumos mainų vamzdeliais, atspariais fluoro jonų korozija. Hastelloy turi puikų atsparumą korozijai ir aukštai atsparumui temperatūrai, o tai gali užtikrinti šilumos mainų vamzdžių stabilumą ir tarnavimo laiką koncentracijos proceso metu. Daugiakalbis garintuvas pagerina energijos sunaudojimo efektyvumą, naudodamas antrinį garą, kurį sukuria ankstesnis garinimas kaip šilumos šaltinis, kad būtų galima atlikti kitą efektą; Vakuuminis koncentratorius sumažina sistemos slėgį, kad būtų išgarinta ir koncentruota fosforo rūgštis žemesnėje temperatūroje, sumažindamas fosforo rūgšties skilimą ir priemaišų generavimą.
Šilumos procesas (didelio grynumo paklausos scenarijus):
Šilumos fosforo rūgšties gamybos procesas daugiausia tinkamas scenarijams, kuriems yra dideli fosforo rūgšties grynumo reikalavimai. Šis procesas sukuria fosforo rūgštį atliekant tokius žingsnius kaip geltonojo fosforo degimas ir hidratacijos absorbcija.
Geltonas fosforo degimo bokštas:
Geltonas fosforo degimo bokštas yra viena iš pagrindinių šiluminės įrangos įrangosFosforo rūgšties gamyba. Jis priima kvarco išklotą degimo kameros dizainą. „Quartz“ turi gerą atsparumą aukštai temperatūrai ir cheminį stabilumą ir gali atlaikyti aukštą temperatūrą ir korozines dujas, susidarančias sudegus geltonajam fosforui. Degimo proceso metu temperatūros kontrolės tikslumas turi pasiekti ± 10 laipsnių, nes temperatūros svyravimai tiesiogiai paveiks geltonojo fosforo degimo efektyvumą ir fosforo rūgšties kokybę. Tiksli temperatūros kontrolė gali užtikrinti visišką geltonojo fosforo degimą ir sumažinti šoninių reakcijų atsiradimą, taip pagerinant fosforo rūgšties grynumą ir išeigą. Per pažangias temperatūros valdymo sistemas ir stebėjimo įrangą degimo kameros temperatūra yra stebima ir sureguliuojama realiu laiku, kad būtų užtikrintas stabilus gamybos proceso veikimas.
Hidratacijos absorbcijos bokštas:
Hidratacijos absorbcijos bokštas naudojamas fosforo pentoksido dujoms paversti deginant į fosforo rūgštį per hidratacijos reakciją. Bokštas priima laiptinę purškimo sistemą. Ši konstrukcija leidžia vandens ir fosforo pentoksido dujoms visiškai sujungti ir pagerinti absorbcijos efektyvumą. Tuo pačiu metu hidratacijos absorbcijos bokštas yra aprūpintas realaus laiko pH vertės stebėjimo moduliu. Stebint absorbcijos skysčio pH vertę realiu laiku, absorbcijos skysčio koncentraciją ir srautą galima sureguliuoti laiku, kad būtų užtikrinta visiška absorbcijos reakcija. Kai pH vertė nukrypsta nuo nustatyto diapazono, sistema automatiškai sureguliuos, kad užtikrintų fosforo rūgšties kokybę ir absorbcijos poveikį. Faktiškai gamybos metu taip pat reikia optimizuoti absorbcijos bokšto vidinę struktūrą ir eksploatavimo parametrus, kad būtų galima dar labiau pagerinti absorbcijos efektyvumą ir produkto kokybę.
2.Klokavimo veiksniai, darantys įtaką įrangos pasirinkimui
(1) žaliavų pritaikomumo dizainas
Žemo laipsnio fosfato rūdos tvarkymas:
Žemo laipsnio fosfato rūdos tvarkymas yra pagrindinė fosforo rūgšties gamybos problema. Kadangi fosforo pentoksido (P2O2) kiekis žemo laipsnio fosfato rūdoje yra žemas, norint pagerinti P2O2 atkūrimo greitį, reikalinga speciali rūdos išankstinio pluošto sistema. Vertikalusis ritininis malūnas yra dažniausiai naudojama rūdos išankstinio pluošto įranga. Tai patikslina rūdos daleles susmulkindamas ir šlifuodama rūdą su voleliu. Rafinuotos rūdos dalelės turi didesnį savitą paviršiaus plotą ir gali būti išsamiau susisiekta su reakcijos reagentais, tokiais kaip sieros rūgštis, vėlesnėse cheminėse reakcijose, taip pagerinant reakcijos efektyvumą ir P2O2 išplovimo greitį. Be to, flotacijos įranga taip pat yra svarbus prietaisas, skirtas tvarkyti žemos kokybės fosfato rūdą. Flotacijos proceso metu, pridedant tinkamų flotacijos agentų, fosfato mineralų ir gangų mineralų paviršiaus savybės yra skirtingi, o fosfato mineralų praturtėjimui naudojamas burbulų plūdrumas, dar labiau pagerinant P2O2 atkūrimo greitį. Atlikus šiuos gydymo veiksmus, P₂O₅ atkūrimo efektyvumas žemo laipsnio fosfato rūdoje gali būti efektyviai pagerintas, o gamybos sąnaudas galima sumažinti.
Priemaišų kontrolės įranga:
Fosfato rūdoje paprastai yra priemaišų, tokių kaip fluoras ir sunkiųjų metalų jonai, kurie turės neigiamą poveikį fosforo rūgšties kokybei ir vėlesniam gamybos procesui. Defluorino reaktoriuje yra natrio karbonato pridėjimo sistema. Reakcijos proceso metu natrio karbonatas reaguoja su fluoridu fosfato rūdoje, kad susidarytų atskirtos medžiagos, tokios kaip natrio fluoridas, ir taip pasiekia defluorinacijos tikslą. Tiksliai kontroliuojant papildomą natrio karbonato kiekį ir reakcijos sąlygas, fosforo rūgšties fluoro kiekis gali būti veiksmingai sumažintas. Tuo pačiu metu sunkiųjų metalų jonų adsorbcijos įtaisas naudoja specialias adsorbcijos medžiagas, tokias kaip aktyvuota anglies, jonų mainų dervos ir kt. Šios adsorbcijos medžiagos turi didelę specifinį paviršiaus plotą ir specifines adsorbcijos vietas ir gali selektyviai adsorbuoti sunkiųjų metalų jonus, kad būtų užtikrinta, jog fosforo rūgšties produktų kokybė atitinka atitinkamus standartus.
(2) Energijos efektyvumo optimizavimo konfigūracija
Šilumos atkūrimo sistema:
Fosforo rūgšties gamybos procese reakcijos stadijoje bus išleistas didelis kiekis atliekų. Norint pagerinti energijos vartojimo efektyvumą, reakcijos atliekų šiluma koncentracijos skyriuje yra veiksminga energijos taupymo priemonė. Racionaliai projektuojant šilumos atkūrimo įtaisus, tokius kaip šilumokaičiai, reakcijos metu sukuriama atliekų šiluma perkeliama į medžiagas koncentracijos skyriuje, taip sumažinant išorinio garo poreikį koncentracijos proceso metu. Remiantis statistika, šios šilumos atkūrimo sistemos naudojimas gali sumažinti garo suvartojimą 30-40%, labai sumažindama energijos sąnaudas gamybos procese. Tuo pat metu šis šilumos atkūrimo būdas taip pat atitinka tvarios vystymosi koncepciją, mažinant energijos atliekų ir poveikį aplinkai.
Intelektualus dažnio konvertavimo valdymas:
Didelės galios įranga, tokia kaip siurbliai ir ventiliatoriai, yra pagrindinė energija reikalaujanti įranga fosforo rūgšties gamyboje. Naudojant intelektualios dažnio konvertavimo valdymo technologiją, šios įrangos veikimo dažnį galima sureguliuoti realiu laiku pagal faktinius gamybos poreikius. Kai gamybos apkrova yra maža, sumažinamas įrangos veikimo dažnis, kad būtų sumažintas energijos suvartojimas; Padidėjus gamybos apkrovai, padidėja įrangos veikimo dažnis, kad būtų patenkinti gamybos poreikiai. Taikant šį intelektualųjį valdymo metodą, metinis elektros energijos taupymas gali pasiekti 150, 000-250, 000 kw ・ h, kuris ne tik sumažina gamybos sąnaudas, bet ir sumažina įrangos susidėvėjimą bei prailgina įrangos tarnavimo laiką.
3. Klavišų technologijos, skirtos pagerinti patikimumą
(1) novatoriškas antikorozinių medžiagų taikymas
Reaktoriaus pamušalas:
Fosforo rūgšties reaktoriuje esant labai ėsdinančioms terpėms, tokioms kaip sieros rūgštis, kelia didelę reaktoriaus pamušalo medžiagos poreikį. Nors tradicinis guminis pamušalas turi tam tikrą atsparumą korozijai, jis yra linkęs į senėjimą ir pažeidimus ilgalaikio naudojimo metu, o tai daro įtaką reaktoriaus tarnavimo tarnavimo tarnavimo laikui. Silicio karbido keramikos padengimo technologija yra geresnis reaktoriaus pamušalo sprendimas. Silicio karbido keramika pasižymi didelio kietumo, atsparumo dilimui ir stipraus cheminio stabilumo savybėms ir gali veiksmingai atsispirti labai ėsdinančių terpių, tokių kaip sieros rūgštis, erozijai. Reaktoriaus pamušalo, naudojant silicio karbido keramikos dangos technologiją, tarnavimo laikas yra 3 kartus ilgesnis nei tradicinio gumos gleivinės, o tai labai sumažina įrangos priežiūros ir pakeitimo dažnumą bei pagerina gamybos tęstinumą ir stabilumą.
Vamzdynų sistema:
Vamzdynų sistema atlieka svarbią medžiagų gabenimo užduotį gaminant fosforo rūgštį. Kadangi fosforo rūgštis yra labai rūgštinė, ypač esant žemoms pH sąlygoms, dujotiekio atsparumas korozijai yra ypač didelis. PTFE (politetrafluoretilenas) išklotas plieninis vamzdis yra ideali vamzdyno medžiaga. PTFE turi puikų cheminį stabilumą ir gali atlaikyti stiprią rūgštinę terpę, kai pH vertė yra<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 Fosforo rūgšties gamyba.
(2) intelektuali stebėjimo sistema
Internetinis analizatorius:
XRF (rentgeno spindulių fluorescencijos spektroskopija) technologija naudojama internetiniuose analizatoriuose, siekiant stebėti fosforo rūgšties koncentracijos svyravimus realiuoju laiku. Ši technologija gali greitai ir tiksliai išanalizuoti fosforo rūgšties elementų sudėties ir koncentracijos pokyčius, kurių tikslumas yra ± 0. 2%. Stebėdami fosforo rūgšties koncentraciją realiuoju laiku, operatoriai gali laiku sureguliuoti gamybos proceso parametrus, kad užtikrintų fosforo rūgšties produktų kokybės stabilumą. Pavyzdžiui, kai nustatyta, kad fosforo rūgšties koncentracija nukrypsta nuo nustatytos vertės, reakcijos žaliavų santykį arba reakcijos sąlygas galima laiku sureguliuoti, kad būtų užtikrintas sklandus gamybos proceso eiga.
Prognozuojama techninės priežiūros platforma:
Prognozuojama techninės priežiūros platforma sujungia vibracijos jutiklius ir AI algoritmus, kad būtų galima stebėti ir analizuoti įrangos veikimo būklę realiu laiku. Vibracijos jutiklis gali surinkti įrangos vibracijos duomenis realiuoju laiku ir išanalizuoti bei apdoroti šiuos duomenis per AI algoritmą, kad iš anksto nustatytų galimo įrangos gedimus. Pvz., Kai neįprastai pokyčiai vyksta tokiuose parametruose kaip įrangos vibracijos dažnis ir amplitudė, prognozuojama priežiūros platforma gali įspėti apie įrangos gedimą iš anksto 72 valandas, leisdama operatoriams turėti pakankamai laiko atlikti techninę priežiūrą ir taisyti įrangą, vengdama staigios įrangos gedimo poveikio gamybai ir gerinant įrangos patikimumą bei gamybos tęstinumą.
