Головна

Электролиттің құрамы | Криолит-алюминий тотығы балқымаларын электролиздеу кезіндегі ток пен энергияның шығымдары | Павлодар алюминий заводының алюминий тотығы өндірісі технологиясының сұлбасы | Бокситті ұнтақтау және темір құмдарынан ажырату | Ызыл шламды қоюландыру және жуу | Бокситтің химиялық құрамы мен оның ұнтағының деңгейі | Ойылтқының ағызындысын сүзу | Ызыл шламды сүзу | Вакуумдық әдіспен салқындату | Декомпозиция |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати

Төл ерітіндіні буландыру

  1. Тақырып. Банктік проценттер және проценттік төлемдер
  2. Тақырып. Коммерциялық банктердің өтімділігін және төлем қабілетін басқару
  3. Тақырып. Төлем жүйесін ұйымдастыру.

Буландыру бөлікшесі ерітіндідегі артық суды буландырып оның концентрациясын белгіленген деңгейге көтеруге және шикізатты өңдеу кезінде ерітінділердің құрамында жиналып қалған зиянды қоспаларды ертіндіден тысқары шығаруға арналған.

Сонымен қатар буландыру бөлікшесінің негізгі міндеттерінің бірі айналымдағы ерітіндіні тапсырылған сілтілік концентрациямен Na2Oky технологиялық процесстің басына үздіксіз қамтамасыз етіп отыру.

Төл ертінділерді булау бір-бірімен қосылып тізбектелген буландыру батареяларында жүзеге асады. Бу негізінен «Жылу энергетикалық орталықтарымен» қамтамасыз етіледі және ерітінділер қайнаған кезде пайда болған екінші булар да қолданылады.

Буландыру батареялары жұмыс істеген кезде ерітінді мен бу бір-біріне қарама қарсы қозғалып жүреді.

Ерітіндіні булап оның концентрациясын шамамен 210г/л көтерген кезде зиянды қоспалар біртіндеп ерітіндіден қатты фаза ретінде бөлініп, содан кейін жүйеден бөлек шығарылады.

Буландыру бөлікшесі буландырғыш батареяларында әлсіз төл ерітінділерін қуатты ерітінділерге дейін булап, қуатты ерітінділерді түйіршіктелендіріп және қоюландаратын, сонымен қатар буландырылған ерітінділерден сода-сульфаттық қоспаларды шығару, сода - сульфатты қойыртпақты сүзу деген операциялардан тұрады.

Алюминий тотығы өндірісінде буландыру бөлікшесі цех пен заводтың су, сода, натрий сульфаты, органикалық қосылыстар және басқа да қосылыстар бойынша баланыстық мәліметтерін есептеп салыстыруға арналған.

Сонымен бірге қызыл шламды, үйінді шламды жууға ыстық сумен қамтамасыз етеді және процес кезінде пайда болған конденсатты «Жылу электр орталықтарына» уақытымен жіберіп отырады. Буландыру процесі кезінде алюминат ерітінділерінен алюмосиликат, сода және басқа да органикалық қосылыстар бөлінеді. Алюмосиликаттардың бөлінуі ерітіндінің температурасын жоғарлатқанда өсе бастайды да, каустикті сілтінің концентрациясын көтергенде төмендейді. Бұл құбылыс буландыру батареяларында ерітінді мен ыстық будың қарама - қарсы жүргізілетін сұлбасын ұстануға мәжбүр жасады. Осының нәтижесінде алюмосиликаттардың тез қарқынмен бөлінуі төмендеді.. Сөйтіп буландыру процесі ерітінді мен ыстық бу қарама - қарсы жүретін 4 және 5 корпустан құрастырылған «Кестнер» аппаратынан тұрады. (Кестнер аппаратты ойлап тапқан адамның фамилиясы).

5.9.1 Буландыру процесі жайлы жалпы мәлметтер. Ұшпайтын заттардың ерітінділері қайнаған кезде буланған фазаға тек қана еріткіш өтеді. Осы жағдайда еріткіш біртіндеп буға айналып, бу қалпында кете бастағанда ерітіндінің концентрациясы, яғни еріген, ұшпайтын заттардың құрамы жоғарлай бастайды.

Сонымен қайнау кезінде еріткішті буға айналдырып, ерітіндінің концентрациясын жоғарлату процесі буландыру процесі деп аталады.

Буландыру процесі сулатылған ерітінділердің концентрациясын көтеруге немесе олардан ерітілген заттарды ары қарай тұндыру, сүзу және түйіршіктеу арқылы бөліп шығару үшін кеңіне қолданылады.

Өндірісте буландыруға негізінен сулы және сілтілі ерітінділер түседі.

Ерітінділерді буландыру процесі әртүрлі конструкциялық буландыру аппараттарында жүргізіледі.

Ерітінділермен жұмыс істейтін буландыру аппараттарын жылыту үшін асақыздырылған немесе қаныққан, 0,5 тен 6,0 кгс/см2 - (0,05-0,6 МПА) қысымдағы бу қолданылады. Ерітіндіні қыздыру процесі жылуды екі затты да бөліп тұратын қабырға арқылы қыздырылатын агентке беру арқылы жүргізіледі. Буландыруды атмосфералық қысымен де, сонымен қатар төмендетілген және жоғарғы қысымдармен де жүргізе береді.

Атмосфералық қысымен буландыру кезінде бу атмосфераға жіберіледі.

Төмендетілген қысымен буландырғанда (сирету кезінде) аппараттың ішінде арнайы конденсаторда екіншілік буды конденсациалау арқылы және конденсаторға су жіберу арқылы вакуумдық соғыштармен арнайы конденсатордан кондициаланбаған газдарды сорган кезде вакуум пайда болады.

Буландырудың мұндай тәсілі аппараттағы ерітіндінің қайнау температурасын төмендетуге және қыздырылатын агент пен қайнайтын ерітіндінің арасындағы температуралық айырмашылықтарын ұлғайтуға мүмкіндік береді. Сөйтіп беттік жылуалмасуды төмендетеді.

Жоғарлатылған қысымменбуландырған кездежылу қондырғылары мен аппараттар үшін екіншілік бу қыздырғыш агент ретінде қолданылады. Буландыру қондырғыларында корпус сандарын көбейту, екіншілік буды көп қайтара қолдануға мүмкіндік береді.

Сонымен көпкорпусты буландыру қондырғыларында бір көлем мен бір мөлшердегі жылуды көпқайталап қолданылуға болады. Бұл жұмсалынатын будың қомақты мөлшерін үнемдеуге мүмкіндік туғызады.

5.9.2 Буландыру аппараттарының құрылғысы.

1) «Кестнер» аппараты.

2) Ерітіндіні табиғи жолмен айналымға түсіретін аппарат.

3) Ерітіндіні тысқары күштердің әсерімен айналымға түсіретін аппарат.

Ерітіндіні тысқары күштердің әсерімен айналымға түсіретін аппараттың техникалық параметірлері төмендегідей:

Кесте 15 - Аппараттың техникалық параметірлері

Буландыру аппараты Ерітіндіні тысқары күштердің әсерімен айналымға түсіретін аппарат
Жылыту кеңістігі F=418м2
Ерітіндінің температурасы T=140оС
Будың температурасы T=160оС
Құбыр аралық қысым P= 0,6Мпа
Айырғыштың көлемі V= 145м3
Бір камерадағы диаметірі Ǿ57мм х 3,5 құбырдың саны
Бір камерадағы құбырдың ұзындығы L=7,0м
Сорғыштың атауы ОХГ 8-55-К-СД -1-УЗ
Электрқозғалтқышының қуаты 200 кВт
Ерітіндінің тығыздығы γ=1,6 г/см3
Аппараттың көлемі 170м3

Кесте 16 - Ертінділердің сипаттамасы

Аталуы Al2O3 Na2Oку μку Na2Oж Сода,% Қг/л SO3 Fe2O3 SiO2 oC
1 Байер және күйежентектелу тізбектерінің араласқан төл ерітіндісі       2,9-3,2   -   13,5   <2,5   7,5   -   -  
2 Байер тізбегінің төл ерітіндісі <3,0 - 14,5 <2,0 4,5-6,5 - -
3 Айналымдағы сілтілік ерітінді <210 2,9-3,2 - 10,5-11,5 - - - -
4 Галий алынатын цехқа жіберілетін сілтілік ерітінді. 215-225 <2,9 - - - 6-8,5 <0,020 -
5 ЖЭО жіберілетін конденсат <310 мкг/л     <30 мкг/л       <60 мкг/л <120 мкг/л
6 ГМЦ және КЖЦ жіберілетін ыстық су       <5,0 г/л          
7 Айналымдағы шламды шайатын су                    
8 ГМЦ жіберілетін конденсат       <1,0 г/л          
9 Айналымдағы КЖЦ жіберілетін су                  

Сурет 5.9 - Буландыру аппараты

5.9.3 Буландыру аппараттарының есептері

Ерітінділердің қайнау температурасы. Ерітіндінің үстіндегі еріткіштің буының қысымы таза еріткішке қарағанда әрқашанда төмен болып келеді. Осының салдарынан ерітіндінің қайнау температурасы таза еріткіштің қайнау температурасынан бір қалыпты қысымның өзінде жоғары болады.

Мысалы: Кәдімгі су 100оС қайнайды, өйткені судың буының қысымы осы температурада 1атм (атмосфералық қысым) тең. Ал 30% NaOH ерітіндісі үшін ерітіндінің үстіндегі су буының қысымы 100оС температурада 1 атмосфералық қысымнан төмен және ерітінді өзінің астындағы будың қысымы 1 атм деңгейге жеткен кезде ғана 117 оС температурада қайнай бастайды.

Сондықтан ерітіндінің қайнау температурасы (t1) мен таза еріткіштің температурасының (t2) арақатынастық айырмашылығы температуралық басылу немесе температуралық депрессия деп аталады.

Δ1 = t1 - t2 (5.15)

Температуралық депрессия ерітілген заттар мен еріткіштің қасиеттеріне тәуелді болып келеді және ерітіндінің концентрациясы мен қысымы көтерілгенде ол да ұлғаяды. Егер атмосфералық қысымда Δатм температуралық депрессия белгілі болса, аппараттағы белгісіз басқа қысымдарда да температуралық депрессияны анықтауға болады.

Δ1 = К·Δатм , (5.16)

мұндағы К - жылутасу коэффициенті.

Өндіріс ерітінділері үшін Δатм = (117 -100 ) = 17 оС.

Кесте 17 - Жылутасу коэффициенттері

Атм. 0,06 0,08 0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8
К 0,64 0,665 0,69 0,73 0,76 0,81 0,85 0,88 0,91 0,95
Атм. 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0  
К 1,07 1,14 1,19 1,23 1,32  

Ерітіндінің қайнау температурасының жоғарлауын температуралық депрессия ғана арқылы емес гидростатикалық және гидравликалық депрессиялар арқылы анықтауға болады.

Гидростатикалық депрессияда Δ2ерітіндідегі жоғарғы қабаттардың гидростатикалық қысымының әсерінен аса жоғарғы температурада сұйықтықтың төменгі қабаты жоғарғы қабатына қарағанда ерте қайнайды.

Мысалы: Егер 10 метірлік құбырдың ішіндегі суды атмосфералық қысымда 100 оС дейін қыздырса, онда жоғарғы қабаттағы су t=100 оС температурада қайнап кетеді, өйткені қысым 1 атмосфераға тең. Ал төменгі қабаттағы су t=120 оС температурада қайнайды, өйткені ол 2 атмосфералық қысымның астында жатыр. Бұл жағдайда гидростатикалық депрессия жоғарғы жағында 0 оС бастап, төменгі жағында 20 оС дейін өзгереді, ал құбырда орта есеппен

(0+20)/2=10 оС тең

Буландыру аппараттарында бұл депрессияның есебін қолдану мүмкін емес, өйткені ерітінді әрқашанда қозғалыста болады және бу аралас сұйықтық қоспасы түрінде болады. Сондықтан орташа 1-3 оС сандарының арасында қабылдайды.

Гидравликалық депрессияда Δ3 аппараттағы қысымның көтерілуін екіншілік будың ұсталма арқылы шығатын құбырдан өткен кездегі гидравликалық жоғалымдардың әсерінен болғанын ескере отырып 1оС шамасында қабылдайды.

Су қайнаған кезде температуралық қысым қыздыратын будың температурасы мен судың қайнау температурасының айырмашылығына тең, яғни 160-100=60 оС және екіншілік будың температурасына тең.

Ерітінді қайнаған кезде аппараттағы қысымға сәйкес келетін екіншілік қаныққан будың температурасы өзгермейді, ал ерітіндінің қайнау температурасы депрессиялық көрсеткіш деңгейіне дейін көтеріледі. Осының нәтижесінде температуралық қысымда депрессиялық көрсеткіш деңгейіне дейін төмендейді. Соымен депрессия температуралық жоғалымды туғызады.

Буландыру аппаратының ішіндегі толық депрессия

Δ= Δ1 + Δ2 + Δ3 (5.17)

Аппараттың ішіндегі қайнау температурасы

t= t2 + Δ, (5.18)

мұндағы t2 - қысым кезіндегі екіншілік будың температурасы;

Δ - аппараттың ішіндегі депрессия.

Мысалы: 0,2 атмосфералық қысымдағы 20% NaOH ерітіндісінің қайнау температурасын анықтайық.

Δатм = 14 оС; К=0,76;

Δ= 14·0,76=10,6

10,6+3+1=14,6 оС.

0,2 атмосфералық қысымда судың қайнау температурасы 59,7оС.

Онда қайнау температурасы Tқайнау температурасы = 59,7+14,6=74,3оС.

5.9.4 Материалдық баланс теңдеуі

Qт = Qа + W, (5.19)

мұндағы Qт - төл ерітіндінің мөлшері;

Qа - айналымдағы сілтілік ерітіндінің мөлшері;

W - ерітіндінің құрамынан буға айналған судың

мөлшері.

V1 · p1= V2 · p2 +W (5.20)

W= V · (p1 - C1/C2 · p) (5.21)

W = V · (1 - CБ/CС), (5.22)

мұндағы CБ - ерітіндінің бастапқы концентрациясы;

CС - ерітіндінің соңғы концентрациясы;

V - ерітіндінің көлемі;

P - ерітіндінің тығыздығы;

V1 - төл ерітіндінің көлемі;

p 1 - төл ерітіндінің тығыздығы.

Жылулық баланс

Q = Gт · Cт · tт = Gс · Cс · tс +W · I +Qа, (5.23)

мұндағы W - соңғы корпустан шыққан конденсат;

Qа - ағынның мөлшері;

Cт - ерітіндінің бастапқы концентрациясы;

tт - ерітіндінің бастапқы температурусы;

tс - ерітіндінің соңғы температурасы;

Cс - ерітіндінің соңғы концентрациясы.

Жылутасу коэффиценті

, (5.24)

мұндағы 1/a1 мен 1/a2 - кері жылутасу коэффициенттері;

δ/в - қабырғалардың жылу кедергілері;

a1 және a2 - екі жылутасымалдағыштардың жылутасу

коэфиценттері;

δ - қабырға қалыңдығы;

в - қабырғаны бөлетін жылуөткізгіштік.

Құбырдың есебі

V =3600·S·w = 3600· n·d2/4·w, м3/сағат (5.25)

3600·n·d2/4·w·p, кг / сағат,

мұндағы S - құбырдың қима ауданы, м2;

d - құбырдың диаметірі, м2;

w - қозғалыс жылдамдығы, сек/метр;

p - тығыздығы, кг/ м3.

 



Гидратты өңдеу блогы | Соданың ерітіндіден бөлінуі