Виробництво екстракційної фосфорної кислоти

Характеристика  продукту.

Готовою продукцією відділення екстракції є пульпа екстракційної  фосфорної кислоти з концентрацією H₃PO₄ 26% з співвідношенням рідкої фази до твердої (Р:Т) в пульпі 3:1. Пульпа має в своєму складі приміси фосфатів алюмінію та заліза, кристали сульфату кальцію та нерозклавшийся фосфат.

Пульпа ЕФК є сировиною  для відділення фільтрації. Для виробництва  фосфорної кислоти еквівалентно 1000кг P₂O₅ , росходуєься 2670кг фосфориту (29% P₂O₅) і 2430кг моногідрату сірчаної кислоти. Відход - фосфогіпс в кількості 2400кг на 1000кг фосфорної кислоти (26% по P₂O₅). Вміст P₂O₅ у фосфогіпсові 0,9-1,0%.

2.1.5 Вимоги до технологічного режиму.

Для нормального ведення  технологічного процесу фільтрації екстракційної фосфорної кислоти

параметри процесу по винні  знаходитись у нижчезазначених  межах:

Комплекс автоматизації  повинен бути запроектований на серійному  устаткуванніхарактеристики якого  забезпечують підтримку параметрів у заданих межах з потрібною  точністю.

Вимоги до технологічного режиму наведені до таблиці 1:

Табл.1

Найменув. Об’єкту	Найменування Тех.параметру	Номінальне значення	Граничні відхилення
Ємність 451/6	Рівень	0,5 м.	± 0,03м.
Ємність 451/7	Рівень	0,5 м.	± 0,03м.
Ємність 452	Рівень	0,5 м.	± 0,03м.
Витратний бункер 12/4	витрата	580 кг/ч	± 2 кг.
реактор 19/9	температура	800C	±10С
Реактор 19/11	концентрація	10%	±0,1%
Реактор 19/12	рівень	2,5 м.	±0,05м.
Трубопровід 1	витрата	2.6 м3/ч	±0,05м3/ч
Трубопровід 2	витрата	3 м3/ч	±0,1м3/ч
Трубопровід 3	витрата	1,5 м3/ч	±0,1м3/ч
Трубопровід 6	витрата	0,5 м3/ч	±0,05м3/ч

 

 

2.1.6 Аналіз технологічних величин.

Матеріальний  та тепловий баланси.

Зведений матеріальний баланс розкладу фосфориту сірчаною кислотою (без урахування промивочних вод  та циркулюючої пульпи) наведений  в таблиці 2:

 

Табл. 2

Прихід		Витрата
стаття	кг/ч	стаття	кг/ч
Фосфорит		Тверда фаза пульпи
P2O5	6125	CaSO4*2H2O	24309
CaO	7381	FePO4	237
CaF2	968	CePO4	208
Ce2O3	148	H2SiF6	438
Fe2O3	128	Нерозчинний остаток	778
SiO2 (розчин)	260	Ітого тв. фази	25970
Нерозчинний остаток	477	Рідка фаза пульпи:
вода	78	H3PO4	8044
Ітого	15565	вода	6133
Сірчана кислота (моногідрат)	13850	Ітого рідкої фази	14177
Вода з сірчаною кислотою	10882	Ітого пульпи	40147
Ітого H2SO4+H2O	24732	Газова фаза:
Всього	40297	SiF4	126
		HF	24
		Ітого газової  фази	150
		Всього	40297

 

Зведений тепловий баланс екстракційного відділення

Зведений тепловий баланс екстракційного відділення наведений  в таблиці 3:

 

Табл. 3

Прихід		Витрата
стаття	Кдж/ч	стаття	Кдж/ч
З сірчаною кислотою	3240000	З залишаючою пульпою	162911790
З фосфоритом	326000	З газовою фазою	10210
З оборотною кислотою	6190000	Витрати тепла	120000
З промивним розчином	5940000	Всього	163042000
З циркулюючою пульпою	134000000
Тепло реакції	11900000
Тепло розбавлення	1446000
Всього	163042000

 

3. Вимоги.

3.1.1 ВИМОГИ ДО АСКТП

Система призначена для оптимального рішення задач централізованого контролю, керування та захисту за допомогою засобів контролю, автоматики та обчислювальної техніки з метою  забезпечення надійної і високоефективної роботи агрегатів.

Система повинна керувати вciмa стадіями фільтрації екстракційної  фосфорної кислоти

та допоміжними агрегатами.

Система повинна припускати змiни конфiгурацiй контypiв регулювання,запровадження  нових датчиків в установлених вище межах із малими працезатратами та тільки силами експлуатаційного персоналу.

 

Комплекс автоматизації  повинен бути запроектований на серійному  устаткуванні, характеристики якого  забезпечують метрологічні та надійностні  показники.

Система повинна забезпечувати  наступні інформаційні функції:

1. звукову та світлову сигналізацію на мнемосхемі відхилення параметри процесу за припустимі межі;

 

 

  2) світлову сигналізацію  стану устаткування, арматури електроприводів;

  3) аналогову індикацію  та реєстрацію на індивідуальних  приладах регульованих параметрів;

  4) цифрову індикацію  параметрів одиночних і групових  по виклику оператора, у тому  числі

результатів лабораторних аналізів;

  5) аналогову індикацію,  не регулює параметри по виклику  оператора;

  7) розрахунок, контроль  та реєстрацію оперативних техніко  - економічних показників;

інформацією на кольоровому  дисплеї;

  9) контроль справності  найважливіших технічних засобів  АСКТП;

зведений контроль стану  технологічних параметрів;

10) автоматичний контроль  роботи регуляторів і автоматизацію  розрахунку

 оптимального настроювання.

Живлення засобів обчислювальної техніки напругою змінного струму повинне

 здійснюватися з захистом  від різких стрибків напруги,  імпульсних навантажень, утворюваних  пусковими струмами асинхронних  двигунів, зварювальних апаратів.

 

Для забезпечення захищеності  засобів обчислювальної техніки  повинні бути залучені до контуру  інформаційного заземлення і до контуру  захисного заземлення, при цьому  воно повинно бути автономним, тобто  не пов'язаним

гальванічно з контурами  заземлення або промислових устроїв. Кожний устрій, що заземлюється, повинен  приєднуватися до контуру заземлення за допомогою окремого відгалуження.

Параметри зовнішніх впливів  у помешканні пункту керування повинні

задовольняти ДOСТ 20397-82.

3.1.2 ВИМОГИ ДО СТРУКТУРИ

При розробці структури АСКТП  повинні бути облічені такі чинники:

  1) технічна та організаційна  структури керування об'єктом  ;

  2) територіальне розміщення  технологічного устаткування помешкань;

  3) інформаційна потужність  виділених структур їх одиниць  об'єкта;

  4) функціональна структура  розроблювальної системи;

  5) вимоги до технічних  характеристик систем і та  до її надійності;

  6) перспективи розвитку, модернізація та нарощування  системи.

Також повинні бути передбачені:

- контроль процесом та  керуванням всіма апаратами повинен  бути

зосереджені в одному центральному пункті керування (ЦПК); в АСКТП повинне  бути

 прийняте найкращий  поділ функцій між операторами,  засобами автоматизації та обчислювальної  техніки;

- система контролю і  керування технологічним процесом  повинна забезпечувати безупинне  ведення технологічного процесу  протягом одній доби, зберігати  працездатність при виході з  ладу елементів (приладів) і дозволяти  ремонт або заміну елементів  (приладів) без припинення апаратів;

для забезпечення високої  надійності в системі повинні  широко використовуватися діагностика, тестування та резервування як технічних, так і програмних засобів.

3.1.3 ВИМОГИ ДО ФУНКЦІЙ АСКТП

Проектована система автоматизованого керування ділянкою фільтрації екстракційної  фосфорної кислоти повинна передбачати  реалізацію таких функцій:

  1) світлова технологічна  сигналізація, крім уявлення на  мнемосхемі, повинна дублювати на  світловій клавіатурі як загальна  ознака порушення 

режиму, а після виклику  розшифровуватися на фрагменти мнемосхеми;

 

  2) аварійна сигналізація  крім уявлення на світлових  табло мнемосхеми повинна автоматично  викликати фрагмент мнемосхеми;

  3) розрахунок оперативних  ТЕП про водитися наприкінці  кожної зміни та доби. Результати  що містять основні облікові  показники, друкуються і можуть  по запиту видаватися на дисплеї;

 

  4) зведений контроль  стану технологічних параметрів  за зміну повинний проводитися  постійно. Оперативна інформація  про стан параметрів, що знаходяться  за попереджувальними уставками,  по запитах видаються на дисплей. 

  5) діагностика технічних  засобів системи винна проводитись  постійно для перевірки засобів  контролю, автоматизації та обчислювальної  техніки;

  6) перевірка слушності  та повноти спрацьовування захистів  винна містити в собі реєстрацію  й аналіз появи розвитку аварійних  ситуацій.

У даній функції повинні  бути реалізовані наступні операції:

 

- реєстрація на друкарських  пристроях моментів переходу  технологічних параметрів аварійних  уставок, спрацьовування реле  захисту та запірної арматури;

- запам'ятовування перед  - та післяаварійной інформації  заданих параметрів (перед аварією  на інтервалі 5-10 хвилин із періодом 20-40 секунд та після аварії - 10 хвилин із більш високою частотою);

- перевірка слушності  роботи схем захисту з оперативною  індикацією та реєстрацією не спрацьовувань та помилкових спрацьовувань;

• реєстрація вмикання та вимикання захисних блокувань.

 

3.1.4 ВИМОГИ ЩОДО ЕКСПЛУАТАЦІЇ АСКТП

У помешканні повинні бути забезпечені наступу нормаллю умови спрацювання:

температура навколишнього  повітря                   - від +5 до +40С;

 відносна вологість повітря                                    - від 30% до 80%  при                                                                                                               температурі +35С;

 атмосферний тиск                                            - від 84 до 107 кПа.

 

Для прокладки кабелю, перемичок  та т.і.у приміщеннях повинні бути передбачені або кабельні канали, або площадка на висоті 200 -:- 250 мм. на висоті 0,8 м від рівня cтaтi.

Електроживлення технічних  засобів АСК повинно здійснюватись  від мережі змінного струму_напругою 220/380 В та 24 В з частотою 50 + 1 Гц. Відхилення напруги не повинно перевищувати + 10 % та 15 % від номінального значення. Для забезпечення цілості інформації в засобах обчислювальної техніки необхідна організація резервної мережі.

Пневможивлення електропневмоперетворювачів  та виконавчих механізмів повинно здійснюватись  від централізованої системи  пневможивлення заводу з обов'язковим  очищенням повітря від мастил та вологи.

Промислова експлуатація системи винна вестися силами тільки змінного технологічного персоналу.

Усунення відмов, за заявками змінного персоналу, винне проводитись  черговим персоналом пiдприемства.