| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МЕНЮ
| Выщелачивание бокситов в условиях Павлодарского алюминиевого заводаПосле выщелачивания боксита весь глинозем боксита за вычетом связанного с SiO2 в виде гидроалюмосиликата натрия и частично недовыщелоченного переходит в раствор, а все примеси остаются в шламе. В красном шламе содержится: Al2O3 = 348 кг Na2O = 211,5 кг Fe2O3 = 346,16 кг SiO2 = 299,18 кг CaO = 24,73 кг прочие - 63,79 кг П.п.п. - 101,43 кг Итого: 1394,79 кг П.п.п. рассчитываем так: общее количество п.п.п. складывается в основном из двух статей: образования гидроалюмосиликата натрия (ГАСН) Na2O. Al2O3. 2 SiO2. 2H2O и частично за счет нахождения Fe2O3 в составе Fe(OH)3. Принимаем, что весь кремнезем находится в составе ГАСН, тогда п.п.п. в нем составит: Принимаем, что 10 % от всей окиси железа в шламе находится в форме Fe(OH)3. Тогда количество п.п.п. за счет этой статьи составит: 346,16. 0,1. 54: 160 = 11,68 кг Общее количество п.п.п. составит: 89,75 + 11,68 = 101,43 кг При ж:т в сгустителе 3,5 с 1394,7 кг красного шлама будет увлекаться 4881,76 кг алюминатного раствора или V = 3,81 м3, в котором содержится: Al2O3 = 3,81. 110 = 419,1 Na2Oк = 3,81. 103,65 = 394,9 Na2Oу = 3,81. 14,85 = 56,58 CO2 = 3,81. 10,54 = 40,16 H2O = 3,81. 10,41 = 39,66,21 Итого: 48,76,95 Это количество Al2O3 и Na2O за вычетом потерь вследствие разложения и недоотмывки шлама будет возвращено на разбавление пульпы с 1й промводой от противоточной промывки красного шлама. В 1й промводе содержится, кг: Al2O3 = 419,1 - 4,46 = 414,64 кг Na2Oк = 394,9 - 4,8 = 390,1 кг Na2Oу = 56,58 кг CO2 = 40,16 кг Количество Н2О в 1й промводе рассчитывается так. В алюминатном растворе содержится 1906,84 кг Al2O3. На это количество Al2O3 приходится Н2О, кг: 1906,84. 1041: 110 = 18045,64 кг Тогда с 1й промводой вносится воды, кг: 18045,64 - 11833,24 + 3966,21 = 10178,61 кг Определяется как разность между содержанием воды в алюминатном растворе и содержанием воды в алюминатном растворе, увлеченном красным шламом, и в жидкой фазе пульпы. Таблица 5 - Баланс выщелачивания
Таблица 6 - Баланс сгущения
Таблица 7 - Баланс промывки красного шлама
3.8 Выбор и технологический расчет основного оборудованияМасса пульпы, выходящей из мешалок, суммируется из массы пульпы и массы конденсата водяного пара. Пар вводится из расчета нагревания пульпы от 95 до 110о С и возмещения тепловых потерь в окружающую среду.Общий часовой расход пара Рап, кг/ч:где Qa1 - количество тепла для нагревания пульпыот 95 до 110о С, кДж/ч;Qa2 - количество тепла для возмещения потерь, кДж/чi - удельная этальная пара, кДж/кгi - средняя этальная конденсата.Qa1 = (m1 c1 + m2 c2 + m3 c3) (tk - tн)m - массы оборотного раствора, бокситас - удельная теплоемкостьВ - производительность установки.Qa1 = (14214,68. 3,35 + 2977,62. 0,96) (11095). 125 == 94,65. 106 кДж/чДля определения теплопотерь в окружающую среду необходимо знать число мешалок. Примем потери 3 % от общего количества тепла, вносимого паром.Qa3 = (2,93. 106) кДж/ч1' = 794,21 кДж/кгРасход пара для нагревания пульпы, кг/ч:Расход пульпы G, кг/ч:G = Gn + GкGn - расход пара, кг/чGк - расход конденсата, кг/чG = 17192. 125 + 48564,9 = 2197564,9Плотность пульпы 1,37 г/м3.Секундный объем разбавленной пульпыVсек = 0,61 м3/сVчас = 2200 м3/чДля обеспечения необходимого времени выщелачивания 7 ч общая емкость должна быть: 2200. 7 = 15400 м3Учтем, что заполнение мешалок на 75 %, равно 20533 м3.Принимаем мешалку O 8 м и высотой 12 м. Рабочий объем V=602,9 м3n = 20533: 602,9 = 34 мешалкиЧтобы обеспечить заданную производительность, линейная скорость пульпы W должна составлять, м/с:При общей продолжительности пребывания пульпы, равной 7 ч, суммарная высота всех мешалок составит:Н = 0,012. 25200 = 302,4 мЗаполнение на 75 %, 403,2 мч - продолжительность пребывания пульпы, с.При высоте 12 м необходимое числоh = H/h = 403,2/12 = 34 мешалки3.8.1 Расчет теплоизоляцииК теплоизоляционным относятся материалы, коэффициент теплопроводности которых не превышает 0,23 вТ/м.о С в пределах температур 50100о С. Известно много природных материалов, отвечающих этому требованию, например, асбест, слюда, торф, земля, пробка, дерево, опилки, каменный уголь. Иногда материалы применяют в качестве тепловой изоляции в естественном виде, но чаще материалы готовят искусственно - либо смешивают в определенных пропорциях. В качестве теплоизоляционных материалов используют отходы производства. Так, шлаковая вата является продуктом грануляции шлаков металлургических печей и широко применяется в качестве теплоизоляционного материала. Широко применяется также асбослюда (смесь асбеста и слюдяной щелочи), зополит - продукт прокалки слюды при 700800о С, совелит, асбозурит и др.Исходные данные: температура теплоносителя tт = 100о С, температура окружающей среды to = 30о С, характер изоляции - двухслойная.где 34 - число мешалок502,4 - поверхность одной мешалки, м22,93 - коэффициент изоляцииан = 9,42 + 0,045 (tн - tо)ан = 9,42 + 0,045 (45 -30) = 10,095ОтсюдаОбычно после нанесения изоляционного слоя по нему проводится штукатурка из асбозуритовой мастики а затем обклейка изоляции тканью. Толщину покровного слоя принимаем 10 мм.3.8.2 Расчет теплового балансаПриход теплаНа выщелачивание поступает сырая пульпа, температура которой поддерживается подачей острого пара.Qприход = Qпара + Qсырой пульпыQ = m. c. tгде m - масса вводимой пульпы, кгс - удельная теплоемкость, кДж/мо. оСt - температура.Qпульпы = 0,85. 95. 17192,3 = 1388278 кВтQпара = 7575200 кДжQприход = 2145478 кДжРасход теплаВ результате выщелачивания получатся красный шлам и жидкая фаза пульпы, алюминатный раствор.m - красного шламаm - жидкая фазаТемпература красного шламаt = 80о С, с = 0,79Температура жидкой фазыt = 90о С, с = 0,79Qкр.ш. = 0,79. 80. 1394,79 = 88150 кДжQж.ф. = 90. 0,79. 16449,79 = 1169580 кДжQкр.ш. + Qж.ф. = 1257730 кДжОпределяем потери в окружающую среду. Принимаем из двух слагаемых потери в окружающую среду и через неизолированную часть и трубопроводы и равнаQокр.ср. = 887748 кДжСводим все данные в таблицу 8.Таблица 8 - Тепловой баланс
3.9 Автоматизация технологического процессаКраткая характеристика технологического процесса как объекта регулированияВ данном проекте разработана функциональная схема автоматизации процесса выщелачивания высококремнистого боксита.Основной техникоэкономический эффект от автоматизации производственных процессов глиноземного производства заключается в повышении качества продукции, увеличении производительности труда и оборудования, уменьшении удельного расхода сырья, щелочи, топлива, электроэнергии на тонну глинозема и улучшении условий труда.Наряду с общепромышленными типовыми системами автоматического регулирования в глиноземном производстве применяется ряд специализированных систем управления, разработанных с учетом специфических особенностей процессов и аппаратов пиро и гидрометаллургических процессов.К таким особенностям следует в первую очередь отнести малые скорости протекания большинства процессов, большие емкости аппаратов, зависимость динамических параметров объектов управления от изменений потоков и технических режимов, сложность автоматического контроля многих важных параметров, характеризующих ход технологических процессов.В тех случаях, когда контроль основного выходного параметра затруднен или невозможен, в системах автоматического управления потоков и качества всех основных видов сырья и энергии с ручной или полуавтоматической коррекцией. Иногда в качестве корректирующего импульса в таких системах используются результаты автоматического контроля некоторых косвенных показателей, характеризующих качество выходного показателей, характеризующих качество выходного продукта.Примером системы управления с коррекцией по косвенному показателю может служить система автоматизации мокрого размола в шаровых мельницах.В целях достижения высокой точности и устойчивости систем автоматизации автоматического управления процессов в некоторых случаях ведется с помощью комбинированных и двухкаскадных систем автоматизации регулирования. В этих системах первых каскадов стабилизирует основные возмущающиеся факторы на входе объекта регулирования или поддерживает определенное соотношение этих величинВторой каскад, получающий импульсы непосредственно от регулируемой величины на выходе объекта, измеряет задание первому каскаду регулирования, если работа первого каскада не обеспечивает стабилизации регулируемой величины.Описание функциональной схемыДля автоматизации процесса выщелачивания боксита выбран программируемый микропроцессорный контролер Simamik S 7300 фирмы Simens. Контролер позволяет измерить и преобразовать поступающую от измерительных преобразователей контрольную информацию, вырабатывать управляющие воздействия и осуществлять взаимодействие и обмен информацией с оператором технического объекта управления через панель.Для контроля температуры в мешалках выбран термопреобразователь сопротивления ТСП21 (поз. 1а, 2а), сигнал с которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролера.Для контроля давления сжатого пара выбран манометр электрический дифтрансформаторный типа МЭД (поз. 3а, 4а) с нормирующим преобразователем типа НПП(3).Для регулирования уровня пульпы в мешалке выбран автоматический регулятор типа РУПФ управляющего воздействия на каналы с мембранным исполнительным механизмом типа МИМ.Для контроля расхода пульпы установлен индукционный расходомер ИР 61 (поз. 11а - 22а) с датчиком типа ИУ61, сигнал которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролера.Для регулирования расхода с выхода модуля аналогового сигнала ДА поступает на выход которого УП5300 на выход подключен электрический исполнительный механизм типа КДУ1 (поз. 25б32б). Аналогично регулируется расход пара, целлюлозы.Для контроля плотности пульпы установлен радиоизотопный плотномер типа ПР1014И (поз. 23а, 24а), сигнал с которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролер.4. Охрана труда4.1 Анализ опасных производственных факторовОсновными производственными факторами проектируемого цеха являются щелочи, аэрозоли, влажность, шум. Наличие обширных теплоотдающих поверхностей и неполная герметичность отделения узлов аппаратурной щелочи и трубопроводов обуславливает поступления в атмосферу здания, участка большого количества тепла, влажности и аэрозолей и щелочей с жидкой фазой.Относительная влажность воздуха в зонах обслуживания батарей в переходный период года составляет в среднем 2242 %, а в помещении сгустителей 2851 %.Наличие теплопроводимости в многочисленном аппарате и период пролива раствора обуславливается поступлением щелочных аэрозолей в твердом виде.В воздухе помещений могут содержаться как в жидкой, так и в твердой форме.Главным источником шума являются электродвигатели оборудования и механизмы вращения.Вышеперечисленные вредности являются возможной причиной профессиональной болезни, в частности заболевания верхних дыхательных путей, хронический бронхит.NaOH - едкий натр - действует на ткани прижигающим образом. При попадании растворов на слизистую оболочку образуется отмирание кожи. После ожогов остаются рубцы.При постоянной работе с растворами высокой концентрации и температуры часто появляются язвы на пальцах рук и размягчение рогового слоя, состояние кожи, известное под названием «руки прачек». Ногти становятся тусклыми, отделяются от ногтевой кожи. Опасно даже попадание в глаза самых малых количеств NaOH. Исходом может быть слепота.Na2CO3 - карбонат натрия. При работе с ним наблюдается появление слизистой массы. Вдыхание их может вызвать раздражение дыхательных путей. При длительной работе с ним возможны экземы, разрыхление кожи.Al2O3 - оксид алюминия. При вдыхании пыли или дыма алюминия поражаются в основном легкие. Заболевание называется алюмикозом или «алюминиевой лейкемией». У рабочих сухим способом описаны случаи неврита сухого нерва.После попадания алюминия в глаза - омертвление роговины. Иногда на носу появляются угри, экзема, дерматит. ПДК для пыли 0,9 мг/м3.СО - при вдыхании небольших концентраций появляется тяжесть и ощущение сдавливания, сильная боль во лбу, в висках, тошнота, рвота, учащение пульса.Больше всего страдает центральная нервная система. По мере развития человек постоянно теряет способность рассуждать. Затем нарушается функция и расстраивается координация движений. В тяжелых случаях возникает паралич мозговых нервов. ПДК-20 мг/м3.Предельно допустимые концентрации ядовитых газов, паров, пылей и других аэрозолей в воздухе рабочих помещений, мг/м3:аммиак 20ацетон 200бензин топливный 100серная кислота 1хлор 1Пыли и аэрозолиПыль, содержащая 70 % свободного SiO2 в виде кристаллической модификации - 1;Пыль стеклянного и минерального волокна - 3;Пыль угольная, содержащая до 10 % свободной SiO - 4;Аэрозоли металлов, металлоидов и их соединенияAl окись алюминия, сплавы, Al - 6;W и его соединения;а) дым 5 окиси W - 0,1;б) пыль 5 окиси W - 0,5;в) ферованадий - 1.Щелочные аэрозоли в пересчете на едкий натр - 0,5;Допускается предельная температура нагретых поверхностей + 45о С, предельный уровень шума 80 дб.Основные опасностиДвижущиеся и вращающиеся части механизмов;Поражение электрическим током;Электрические кабели [10].4.2 Организационные мероприятияОсновы законодательства РК о труде возлагают на администрацию предприятия обеспечение здоровых и безопасных условий труда. В соответствии с основами администрация обязана обеспечить надлежащим техническим оборудованием все рабочие места и создавать надлежащие условия работы, соответствующие правилам по охране труда, технике безопасности, санитарным нормам и правилам. Согласно этому положению производственных процессов в соответствии с действующими законами по охране труда, а также ответственность за надлежащее их состояние возлагается на руководителей и ИТР предприятия.На предприятиях цветной металлургии возлагается создание условий для выполнения действующих законодательных актов, приказов, инструкций вышестоящих организаций по охране труда, обеспечение рабочих спец. одеждой, спец. обувью, лечебнопрофилактическим питанием, санитарнобытовыми помещениями.На главного инженера возлагается непосредственное руководство работой по охране труда и службой техники безопасности, контроль за состоянием условий труда на производстве, принятие мер к предупреждению производственного травматизма и профессиональной заболеваемостью.На начальника цеха возлагается:обеспечение содержанием в исправленном и отвечающем требованиям техники безопасности состояния зданий, сооружений, механизмов;обеспечение выполнения плана мероприятий по технике безопасности;своевременное рассмотрение и выполнение выяснения причин аварий.На мастера смены возлагаются:проведение инструктажа на рабочем месте;надзор за соблюдением работающих правил техники безопасности;проведение допуска к управлению и обслуживанию сложных агрегатов, установок, механизмов.4.3 Технические мероприятия4.3.1 Обеспечение электробезопасностиНа участке есть следующие потребители тока:электродвигатели;приборы КИП и автоматизации;насос для перекачивания растворов.Все одинаково питаются от понижающей подстанции закрытого типа с заземленной нейтралью. Заземление частей электроустановок корпусов электрического оборудования, не находящегося под напряжением - одна из наиболее распространенных мер толщины в сетях до 1000 В и выше. Сопротивление заземляющих устройств не должно превышать значения, установленного в ТУЭ и ПТЭ. В данном проектном случае R = 3,23 ом. На основных опасных участках имеются предупредительные плакаты.Все электрооборудование заземлено [10].4.3.2 Расчет заземленияУстановление допустимого заземления. Для электроустановок напряжением до 1000 В наивысшее допустимое сопротивление в период наименьшей проводимости почти равно:Rдоп < 4 омПринимаем 9 вертикальных заземляющих электродов из стального уголка с размерами 50х50х5 мм, l = 2500 мм и 77 горизонтальных с размером 40х4 мм.Глубина заполнения в грунт 0,7 м. Для глинистого грунта при его влажности 1020 % принимаем удельное сопротивление грунта равно = 40 ом.м.Место расположения проектируемого цеха относится к IV климатической зоне, коэффициент сезонности для вертикального электрода Кс = 1,10.Для горизонтального Кс = 1,5 коэффициент, учитывающий состояние земли в период измерения удельного сопротивления грунта.Кз равно:для вертикального Кз = 1для горизонтального Кз = 1Расчетное удельное сопротивление грунта для вертикального электрода;для горизонтального электрода ;;Сопротивление одиноких заземлителей:l - длина электрода;t - расстояние от поверхностей земли до середины электрода.При отношении расстоянием между вертикальным заземлением хв = 2 и числа заземлителей N=S коэффициент экранирования равен для горизонтального заземления4.3.3 Организация противоточной вытяжной вентиляцииДля ликвидации пыли завод оборудован приточновытяжной вентиляционной системой, на особо пылевыделяемых участках запроектирована местная вентиляция, все перегрузочные узлы оборудованы защитными кожухами.4.4 Санитарно-гигиенические мероприятия4.4.1 Обеспечение спецодеждой, спецобувью, предохранительными приспособленияДля создания работающим благоприятных условий труда на заводе предусмотрено использование индивидуальных средств защиты. К ним относятся: спецодежда, приборы приспособления для защиты органов дыхания, зрения, слуха, головы, рук, ног, кожного покрова.Таблица 9 - Перечень выдаваемой одежды |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|