Курсовая работа: Аппаратурно-технологическая схема получения глинозема на участке кальцинации по способу Байера

Основные башни представляют собой вертикально установленные на фундаментах железобетонные цилиндры. Днище башни имеет пирамидообразную форму с шириной основания 3400 мм. Армированное перекрытие толщиной 100 мм выполнено монолитно с 4 балками:

- 2 балки БД – 1 толщиной 400 мм и высотой 1000 мм;

- 2 балки БД – 1 толщиной 300 мм и высотой 800 мм.

Для очистки воздуха на перекрытии банок установлено шестнадцать кассет рукавных фильтров по двенадцать капроновых рукавов в каждом длиной по 2500 мм. На первой и второй банках установлено по две кассеты, на банках 3÷6 - по три. Дополнительные башни представляют собой вертикально установленные на фундаменте металлические цилиндры. Днище башни имеет конусоообразную форму. Для очистки воздуха на перекрытии установлены шесть рукавных фильтра ФРКН–90, технические характеристики которых представлены в таблице 20. Во избежание разрыва рукавов рукавного фильтра ФРКН – 90 на каждом дополнительном силосе на отметке + 41,0 м установлены предохранительные клапана.

В основаниях основных и дополнительных банок установлены по пять разгрузочных течек, а также для осмотра, подготовки к ремонту и проведения ремонта смонтирован люк. На высоте 1000 мм от днища башни на каждом разгрузочном рукаве установлены аэрирующие однокольцевые устройства (трубы диаметром 20 мм) с отверстиями 2 мм. Сжатый воздух для аэрации глинозёма подается с давлением 0,6 МПа, капельная влага из сжатого воздуха отделяется в ресивере марки В–63 и двух влагоотделителях. Каждая башня имеет индивидуальный коллектор, перед которым установлен вентиль для регулировки количества подаваемого сжатого воздуха.

Таблица 20 - Техническая характеристика рукавного фильтра

Банки между собой соединены металлическими байпасами (перетоками) для лучшего распределения и удаления воздуха от транспортировки и аэрации глинозёма. Для вывода банки на ремонт на байпасах установлены шиберные коробки.

Для перенаправления движения глинозема из одной силосной башни в другую на материальных трубопроводах установлены шиберные коробки. Для перенаправления движения глинозема из основных силосных башен в дополнительные перед складом товарного глинозема установлен узел переключения, где на материальных трубопроводах в зависимости от направления устанавливаются глушки.

3.2 Назначение технологического процесса

Цель кальцинации – обезвоживание гидроокиси алюминия и получение из нее практически негигроскопичного глинозема. Это достигается нагревом гидроокиси до температуры порядка 12000С.

При нагреве гидроокись алюминия испытывает следующее превращения. При 110-1200С из гидроокиси начинается удаление внешней влаги, при 2500С гиббсит теряет две молекулы кристаллизационной воды и превращается в бемит; при 500-5500С бемит превращается в безводный γ-AL2О3 и в температурном интервале 850-12000С происходит превращение γ-AL2О3 в практически негигроскопичный α-AL2О3.

Все эти превращения идут с поглощением значительного количества тепла (эндотермические процессы), кроме превращения γ-AL2О3 в α-AL2О3 (экзотермический процесс). Общие технологические затраты тепла на кальцинацию составляют примерно 850 ккал на 1 т прокаленного глинозема. Основное количество тепла затрачивается при нагреве материала до 500-6000С, когда происходит разложение гиббсита и испарение выделяющейся влаги.

Скорость фазовых превращений гидроокиси алюминия возвращается в присутствии фтористых соединений; одновременно снижается температура этих превращений. Поэтому добавка к гидроокиси алюминия небольших количеств соединений фтора позволяет увеличить производительность печей кальцинации и снизить расход топлива. Глинозем, полученный в присутствии фтора, имеет шероховатую поверхность, большую плотность и меньше пылит при транспортировке и разгрузке в ванны. Однако такой глинозем медленнее растворяется в электролите и весьма абразивен, что затрудняет его пневмотранспорт.

Чистота глинозема практически определяется чистотой исходной гидроокиси; лишь очень не много примесей попадает в глинозем за счет истирания кладки печи. Крупность глинозема также в основном определяется размерами частиц гидроокиси. Согласно исследованиям, при обжиге до 12000 С заметная разница между крупностью глинозема и исходной гидроокиси отсутствует, то есть глинозем сохраняет форму и размеры исходных агрегатов гидроокиси. Обжиг при более высокой температуре приводит к разрушению части агрегатов и некоторому измельчению глинозема.

Фазовый состав глинозема зависит от температуры и продолжительности обжига: с повышением температуры и продолжительности кальцинации содержание α-AL2О3 в глиноземе возрастает. Технический глинозем, прокаленный при 12000С, содержит 35-55% α-AL2О3, остальное γ-AL2О3, а иногда в небольшом количестве и бемит.

3.3 Устройство выбранного оборудования

Печь кальцинации предназначена для обезвоживания гидрооксида алюминия при высокой температуре с целью получения достаточно негигроскопичного глинозёма.

Печь состоит из металлического корпуса, сваренного из 55 царг. На корпусе печи пять подбандажных царг, толщиной 60 мм. На обечайку (царгу) одевается бандаж диаметром 5400 мм, толщиной 300÷350 мм, вес 37÷40 т.

Опорное устройство печи состоит из бандажа и роликов. Массивные стальные кольца, охватывающие корпус печи, называются бандажами, которые при вращении печи опираются и катятся по двум роликам диаметром 1700÷1800 мм .

Для центровки по корпусу между бандажами и царгой вставляются центровочные пластины толщиной 30, 16 и 3 мм. От смещения в осевом направлении, бандаж удерживается сегментами и косынками. Учитывая тепловое расширение, между внутренним диаметром бандажа и посадочным диаметром имеется зазор 3÷4 мм. При работе печи бандаж может проворачиваться относительно корпуса печи, заклинивание (отсутствие проскальзывания) не допустимо. Всего на печи пять бандажей.

Бандаж на второй опоре печей отличается от остальных по боковым поверхностям – имеет скосы, к которым прикасаются контрольные ролики, служащие для контроля хода печи в верхнее - нижнее положения. Ход печи 70 мм. Контрольных роликов - два, по одному с обеих сторон бандажа.

Внутри печь на всю длину футерована огнеупорным шамотным кирпичом класса А. На длине 60÷ 65 м (со стороны загрузки) толщина кирпича 200 мм, на остальной длине 230 мм. В районе загрузки материала в печь, барабан с внутренней стороны на длине 3,5 м имеет спираль для перебрасывания материала и отвода его от холодного обреза печи.

Подача материала в печь осуществляется по пылепроводу, который проходит через всю зону сушки от передней стенки холодной головки, за шайбу установленную после спирали.

На горячем конце к торцу печи крепятся болтами 36 сегментов из жароупорной стали Х18Н9Т, на печи – сваркой 32 сегмента.

Печи кальцинации оснащены главным и вспомогательным приводами. Главный привод состоит из электрического двигателя, соединенного через пальчиковую муфту с редуктором.

Редуктор через зубчатую муфту соединён с подвенечной шестернёй, шириной 750 мм, числом зубьев 21. Подвенечная шестерня в свою очередь входит в зацепление с венцовой шестерней, состоящей из двух частей, скрепленных специальными болтами. Диаметр её 7000 мм, ширина 700 мм, число зубьев 140. Венцовая шестерня крепится к корпусу печи специальными пластинами, к венцу – болтами, к корпусу печи – сваркой. Для предупреждения схода печи с роликов, на третьей опоре установлены механические упоры. Технические характеристики печей кальцинации представлены в таблице 21. В печи футеровкой, на выходе материала, выполнен конус для увеличения времени нахождения материала в зоне высоких температур. В нижней части печи находится горячая головка, связанная с пересыпной течкой, которая в свою очередь с полостью холодильника. Для исключения подсоса воздуха в систему на горячем конце печи установлено лабиринтное уплотнение, в холодном – резиновое.

Для равномерного износа поверхностей катания бандажей и опорных роликов необходимо выполнение следующих условий:

- печь в течение смены должна совершить движение от нижнего контрольного ролика до верхнего и обратно.

Основное перемещение печи осуществляется:

- вниз - смазывание поверхности катания опорного ролика смазкой;

- вверх - смыванием (сушкой) поверхности катания ролика керосином.

Все работы по перемещению печи производят со стороны выката опорного ролика (слева по ходу материала).

Смазкой, заливаемой в опорные блоки роликов является смесь Литол-24 и масло И-50 в пропорции: летом 1:2; зимой 1:3. Полная заправка смазкой опорного блока – 70 кг. Периодичность смазки два раза в год.

Таблица 21 - Технические характеристики печей кальцинации

Схема печной нитки представлена в соответствии с рисунком М.1

В процессе работы печи необходимо:

- следить за целостностью корпуса печи, отсутствием трещин, деформаций;

- следить за целостностью бандажей и роликов, отсутствием трещин, раковин, состоянием поверхностей катания и осей роликов;

- следить за целостностью крепления бандажей, наличием трещин, выпадение косынок, сегментов, подбандажных пластин, повышенный износ торцов бандажей и сегментов крепления;

- следить за работоспособностью подшипников опорных и контрольных;

- следить за работоспособностью привода, смазка открытой передачи, состоянием зубьев открытой передачи;

- следить за работоспособностью редуктора привода, давлением в системе смазки;

- следить за отсутствием посторонних звуков внутри печи, возможным обрывом порогов, пылевых труб, рассекателя:

- в летнее время заливать промышленной водой ванночки опор №3÷5 печей кальцинации для охлаждения роликоопор.

4. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

4.1 Узел газоочистки и пылевозврата

Назначение: Очистка технологических газов от пыли, отсос из печи кальцинации продуктов горения и транспортировка отработанной пыли обратно в технологический процесс.

Устройство и работа узла газоочистки и пылевозврата.

Узел газоочистки и пылевозврата состоит:

батарейных циклонов (1 и 2 стадии );

дымососа;

электрофильтров.

Отсасываемые дымососом Д 24Х2 газы уносят с собой материал, загружаемый в печь. Очистка отходящих газов каждой печи осуществляется в две стадии:

1 стадия – в двух ступенях батарейных циклонов расположенных на отметке + 39,100 загрузочного здания.

Батарейный циклон – инерционный пылеулавливающий аппарат, составлен из большого количества параллельно включенных циклонных элементов, объединённых в одном корпусе, имеющим общий подвод газов и общий бункер.

Поток газа, поступающий в бункер, распределяется по отдельным циклонам, и попадая в спиральные направляющие, расположенные между стеной цилиндрической части каждого циклонного элемента и его вихревой трубой, получает вращательное движение. За счёт центробежного эффекта частицы пыли отбрасываются к стенкам элементов. Далее пыль осыпается через пылеотводящие отверстия в сборный бункер, откуда через специальный затвор "мигалку", предотвращающий присос воздуха, в газоход и поступает в пылесборник пылевой течки печи.

Далее газы дымососом Д 24х2, установленным в здании загрузочной этажерки, подаются в вертикальный электрофильтр ДВП 4х20.

2 стадия – очистка в электрофильтре ДВП 4х20. В электрофильтрах используется взаимодействие между зарядом пылевых частиц и электрическим полем, создаваемым электронной системой электрофильтров. В результате заряжения частицы движутся, преодолевая сопротивление газовой среды, к осадительным электродам, собираясь на их поверхности в виде пылевого слоя. Необходимая зарядка частиц осуществляется коронным разрядом, образующимся между коронирующими и осадительными электродами. С этой целью на коронирующие электроды подаётся высокое напряжение (до 50000 В), а осадительные электроды заземляют. Заряженные частицы перемещаются вместе с газом к выходу из аппарата со средней скоростью, равной скорости газа, и одновременно к осадительному электроу со скоростью, называемой скоростью дрейфа.

Удаление осевших на осадительные электроды частиц производится периодически встряхиванием. Пыль оседает в бункере электрофильтров, а от туда откачивается аэролифтами с помощью сжатого воздуха. После очистки в электрофильтре газы удаляются в атмосферу через свечу d = 1320 мм с отметкой выброса + 47,0 м, установленную на электрофильтре.

Таблица22 - Технические характеристики батарейных циклонов:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7