Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Основная аппаратура и условия ее работы224
В современном непрерывном процессе применяют непрерывное разбавление серной кислоты водой в смесителе с дырчатой перегородкой (диаметр отверстий 6—7 мм), контролируемое концентра - томером (рис. 224). Контроль ведется по равенству плотностей кислот— поступающей из смесителя и эталонной; равенство их плотностей определяется с помощью дифференциального манометра по равенству гидравлических сопротивлений при пропускании пузырьков сжатого воздуха через слои кислоты равной глубины70.
Непрерывное дозирование серной кислоты может осуществляться ковшевыми, диафрагменными, сифонными и щелевыми дозаторами70'225. Применяются также самопишущие автоматические ротаметры с электрическим управлением и пневматическим клапаном для регулирования жидкостного потока 33.
Для непрерывной дозировки фосфата широко применяются автоматические весовые дозаторы различных конструкций 70-22в-227.
На рис. 225 изображена схема весового дозатора (пойдометра). Он представляет собой ленточный транспортер, натянутый на барабан. Рабочая часть транспортера опирается на весовой ролик, который связан системой рычагов с весовым коромыслом. Вес ленты с находящимся на ней фосфатом уравновешивается специальным грузом. С помощью регулирующей заслонки устанавливают расход фосфата, поступающего на ленту дозатора из бункера, так, чтобы коромысло весов с грузом слабо колебалось около среднего положения. При отклонении от этого положения производят регулировку заслонкой. Системы с механическими питателями обладают большой инерционностью, что обусловливает относительно низкую (1—2%) точность подачи материала. Созданы двухступенчатые дозаторы с электромагнитными вибрационными и шнековыми питателями, имеющие незначительную инерцию и работающие с высокой точностью 227~229. Употребляются также автоматические порционные весы, отвешивающие отдельные порции муки в течение 40—45 сек под действием электронного регулятора230. Фосфоритная мука Каратау обладает большой текучестью, поэтому для ее дозирования наиболее пригодны порционные весы и весы с шнековым питателем 229.
В качестве непрерывных смесителей употребляют корытообразные аппараты с одним или двумя горизонтальными валами с лопатками, обеспечивающими поступательное движение пульпы. Такие смесители используются в непрерывных способах Мориц-Стандерт,- Бродфилда, Норденгрена, Максвелл и др.
Воздух |
Рис. 224. Концентратомер: |
/ — освинцованный сосуд; 2 — перегородка; 3 —сосуд с эталонной кислотой; 4 — стеклянные трубки для подвода воздуха; 5 и 6 — сосуды для контроля количе. ства подводимого воздуха (100 пузырьков в минуту); 7 —дифференциальный манометр. |
Рис. 225. Схема весового дозатора: J — лейточиый транспортер; 2 — барабан; 3 — весовой ролик; 4 — коромысло весов; 5 —груз; 6 —регулирующая заслоика. |
На отечественных заводах получили распространение вертикальные трех - или четырехкамерные смесители непрерывного действия {рис. 226). Емкость смесителя регулируется шибером. Продолжительность пребывания пульпы в смесителе 5—7 мин. (При работе на Каратауском фосфорите 2—3 мин.) Мешалки в первых
двух-трех камерах вращаются с окружной скоростью 6,5—7 м/сек и в последней камере — около 5 м/сек, при этом обеспечивается интенсивное и хорошее смешение реагентов. Исследованием смешения апатита с кислотой с применением Р32 установлено231, что при среднем времени пребывания пульпы в смесителе 5,6 мин отдельные части загруженного материала (особенно в верхних слоях) быстро уходят из смесителя. С целью удлинения пути потоков необходимы изменения режима смешения и конструкции перемешивающих устройств. Предложены новые, усовершенствованные конструкции смесителей с дисковыми мешалками232. Из смесителя пульпа перетекает в суперфосфатную камеру.
Цилиндрическая камера 68 непрерывного действия, применяемая на суперфосфатных заводах СССР (рис. 227), представляет собой вертикальный железобетонный цилиндр, имеющий стальной кожух и футеровку из диабазовых плиток. Цилиндр вращается на 16 роликах вокруг неподвижной чугунной трубы, проходящей через сальниковое уплотнение в днище цилиндра.
Вращение осуществляется с помощью электромотора через редуктор. В течение 1,5—2,5 ч камера делает один оборот (направление вращения показано на плане рис. 227 стрелкой). Железобетонная крышка камеры неподвижна. К последней подвешена вертикальная чугунная перегородка, отделяющая зону загрузки от зоны выгрузки. Для вырезки готового суперфосфата служит фрезер, вращающийся со скоростью 8—10 об/мин в направлении, противоположном вращению камеры.
Рис. 226. Четырехкамерный смеситель: 1 — сообщающиеся камеры; 2 — переливная коробка; 3 — съемная крышка; 4 — входное отверстие; 5 — мешалка; 6 - чугунный шибер; 7 — трос ручной лебедки для подъема и опускания шибера. |
Суперфосфатная пульпа из смесителя непрерывно поступает в камеру в точке 9. Пульпа затвердевает и подходит к фрезеру готовой для выгрузки. За один оборот фрезер срезает слой суперфосфата толщиной 5—25 мм. Срезанный ножами фрезера суперфосфат попадает на транспортер. Для уменьшения трения расширяющейся при созревании (вследствие выделения газов)
суперфосфатной массы о неподвижную стенку центральной трубы у наружной стенки этой трубы в зоне загрузки расположен эксцентрик, создающий свободный объем 233
Рис. 227. Кольцевая суперфосфатная камера непрерывного действия: J — цилиндрический корпус камеры; 2 — центральная труба; 3 — электромотор; 4 — редуктор; 5—неподвижная крышка камеры; 6 — перегородка; 7 —фрезер; 8 — эксцентрик; 9 — место Ввода пульпы. |
Плотность суперфосфатной массы, равная в начале схватывания 1,5 т/м3, уменьшается ко времени выгрузки до 1,1 т/м3. При
Переработке фосфоритов, содержащих карбонаты и выделяющих при разложении двуокись углерода, давление на стенки камеры меньше, так как суперфосфатная масса более пориста и расширяется в объеме за счет сокращений пор; плотность массы в камере в этом случае составляет 0,8—0,9 т/м3. Выделяющиеся при реакции газы удаляются через отверстие в крышке камеры в вентиляционную трубу, по которой отсасываются в абсорбцион - Рис. 228. Разбрасыватель суперфос- ную установку.
Фата. Производительность стандарт
Ной (в СССР) камеры, имеющей диаметр 7,1 м и высоту 2,5 м, при скорости ее вращения один оборот за 2,5 ч, составляет 30 т суперфосфата в 1 ч, а при скорости вращения один оборот за 1,5 ч — 50 т суперфосфата в 1 ч. Съем суперфосфата с 1 м3 объема камеры достигает 500—650 кг/ч.
При подаче на склад суперфосфат несколько охлаждают, разбрасывая его. Для этой цели применяют небольшой (длиной 0,7— 1 м, диаметром 0,6—0,8 м) быстро вращающийся (1000— 1400 об/мин,) горизонтальный барабан с продольными лопастями (рис. 228). Падая на наружную поверхность барабана, суперфосфат отбрасывается лопастями и разбивается на мелкие частицы, которые, оседая в кучу, охлаждаются окружающим воздухом с 70—90° до 30—60°. Суперфосфат вылеживается в нескольких кучах. Обычно склад оборудован грейферными кранами или другими транспортными механизмами, с помощью которых в течение срока хранения продукт периодически перелопачивают, т. е. пересыпают кучи с места на место. Это способствует его охлаждению и более быстрому дозреванию. Несмотря на это, срок вылеживания суперфосфата на складе составляет обычно 2—3 недели.
Для погрузки суперфосфата в железнодорожные вагоны применяются механизированные погрузчики70'234, 235.