Производство AlF3
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
µгидратации полугидрата происходит непрерывно в замкнутом пространстве и при повышенной температуре, с получением качественного продукта по реакции:
AlF30,5H2O = AlF3 + 0,5H2O (3.12)
В указанных условиях обеспечивается получение мелкокристаллического трифторида алюминия.
Производство тонкоизмельченного порошка приводит к его значительным потерям (до 15-25% мас. по различным источникам) в производстве металлического алюминия. Устранение этого недостатка затруднено плохой брикетируемостью безводного AlF3хH2O, получаемого традиционными методами.
3.3 Описание технологической схемы производства
Технологическая схема производства представлена на рис. 1. Технологический процесс производства трифторида алюминия состоит из следующих стадий:
) подготовка исходного сырья;
) варка и кристаллизация трифторида алюминия;
) фильтрование трифторида алюминия;
) сушка трифторида алюминия;
) очистка отходящих газов;
) упаковка и транспортирование трифторида алюминия.
3.3.1 Подготовка исходного сырья
Фтороводородная кислота, очищенная от примеси - кремнефтороводородной кислоты в отделении очистки, поступает из сгустителей по кольцевому трубопроводу в реакторы трифторида алюминия 2.
Пульпу гидроксида алюминия готовят периодическим способом согласно аппаратурно-технологической схеме (рис. 2).
Для чего в репульпатор 1, снабженный цепной мешалкой для перемешивания, подают воду 1-го оборотного цикла и подогревают ее острым паром до 40-60С. Гидроксид алюминия из склада грейферным краном 4 подаётся в расходный бункер 3, откуда с помощью пластинчатого питателя 2 загружается в репульпатор гидроксида алюминия до достижения удельного веса пульпы в пределах 1,45-1,46 г./см3.
Приготовленная пульпа гидроксида алюминия центробежными насосами 5, 6 по трубопроводу транспортируется в репульпаторы 1 загрузочного отделения.
По окончании перекачки пульпы, во избежание забивки, трубопроводы пропариваются.
.3.2 Варка и кристаллизация трифторида алюминия
Варка и кристаллизация AlF3 осуществляется в реакторах периодического действия 2. Сначала в реакторы подается фтороводородная кислота, затем через 15-20 минут производится подача гидроксида алюминия также в течение 15-20 минут. Процесс протекает при постоянном перемешивании до остаточной кислотности от 3 до 6 г/л с повышением температуры реакционной среды до 85-95С.
После окончания процесса кристаллизации, последующей проверки пробы пульпы на остаточную кислотность, скорость осаждения осадка и прозрачность раствора, пульпа трифторида алюминия при температуре от 90 до 95С по сливному желобу или спускным трубам подаётся в буферную ёмкость 3, откуда центробежными насосами перекачивается на барабанные вакуум-фильтры.
3.3.3 Фильтрование трифторида алюминия
Фильтрование пульпы трифторида алюминия осуществляется на барабанных вакуум-фильтрах 4, принцип работы которых основан на создании перепада давлений между фильтруемой средой и внутренней камерой аппарата, разделенных фильтрационной перегородкой. В качестве фильтровального полотна используется техническое сукно или лавсан.
Образующийся на полотне слой пасты трифторида алюминия с поверхностной (свободной) влажностью не более 22% мас. срезается при вращении барабана фильтра ножом, поступает в тарельчатый дозатор 6 и подаётся шнеком 7 в барабанную сушильную печь.
Полученный при фильтровании маточный раствор трифторида алюминия, проходя через вакуум-котёл 13, поступает в сборник маточных растворов 15 и центробежным насосом направляется на периодическую варку криолита. Пары и газы из верхней части вакуум-котла отводятся в барометрический конденсатор-ловушку 14, откуда образующийся конденсат сливается в сборник 20, а оставшаяся парогазовая смесь отсасывается вакуум-насосом 16 и выбрасывается в атмосферу.
3.3.4 Описание аппаратурной схемы двухстадийной сушки
1-я стадия сушки
При сушке на двухстадийной установке процессы обезвоживания продукта разделены аппаратурно: удаление свободной и части связанной воды производится в барабанной сушильной печи 8. В барабане, за счёт угла наклона его и вращения, продукт перемещается к разгрузочному концу. Горячие топочные газы, образующиеся при сжигании природного газа в топке печи, движутся навстречу пасте, при этом продукт высушивается: удаляется свободная и, частично, кристаллизационная вода. Высушенный таким образом продукт при работе:
2-й сушильной печи транспортируется на 2-ю стадию сушки скребковым конвейером;
1-й сушильной печи транспортируется на 2-ю стадию сушки шнеком 9.
2-я стадия сушки
Трифторид алюминия в виде сыпучего продукта поступает в шнек 9 теплового агрегата 10. Шнек, являющийся питателем теплового агрегата, продвигает продукт в профильные каналы на входе в тепловой агрегат, при прохождении которых продукт распределяется по зигзагообразным каналам вставки пересыпных секций.
Распределение продукта по каналам и продвижение его к разгрузочному концу происходит за счёт вращения кольцевой вставки и угла наклона её оси.
Теплоносителем на второй стадии сушки являются топочные газы, образующиеся при сжигании природного газа в топке теплового агрегата. Поток топочных газов входит в неподвижный кожух теплового агрегата по принципу противотока. Входящие газы движутся под разрежением, создаваемым вентилятором 22, и обтекают ?/p>