Совершенствование технологии извлечения фторидов из анодных газов электролизного производства
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Вµт равномерное распределение потока газа по всему сечению камеры и пенообразование по всей площади решеток.
Ввод газа в пенный аппарат выполняется в виде патрубка с зонтом.
Очищенный газ отводится через патрубок в крышке корпуса пенного аппарата. Под выхлопным патрубком в корпусе пенного аппарата с помощью кронштейнов подвешена чаша гидрозатвора, имеющая наполнительный и сливной патрубки. Раствор из пенного аппарата сливается в циркуляционный бак непрерывно через сливной патрубок. Для удобства обслуживания аппарата на корпусе имеются монтажные люки, лазы, лестницы и обслуживающие площадки.
Принцип работы пенного аппарата заключается в следующем. Газ, поступающий в пенный аппарат через патрубок ввода газа, равномерно распределяется по всему сечению камеры газораспределительной решетки и последовательно проходит через два ряда рабочих полок. Содовый раствор из коллектора растекается по верхней решетке и под действием газовых струй образует на ней слой пены. Заданное свободное сечение полок обеспечивает образование на пенной решетки сильно турбулизованной газожидкостной системы, которая представляет собой взвешенный слой жидкости в виде быстро движущихся струй и пленок, перемешанных с пузырьками газа.Вся орошающая жидкость на решетке находится в виде динамически устойчивой подвижной пены. На решетке поддерживают слой жидкости высотой всего 20-50 мм, а из него образуется слой пены высотой до 100-200мм, задаваемой высотой порога. В слое пены с развитой поверхностью контакта между жидкостью и газом происходит очень интенсивное поглощение пыли и химических газообразных примесей. Степень улавливания пыли достигает максимума при высоте слоя пены 80-100мм.Перемещаясь по верхней решетке от периферии к центру, пенный слой через переливной порог высотой 65-80мм попадает в центральный стакан, где пена разрушается и через гидрозатвор поступает на нижнюю решетку. Сечение отверстий верхней решетки и скорости газа в отверстиях обеспечивают частичный провал орошающего раствора. Очищенный газ после пенных решеток поступает через гидрозатвор, служащий в открытом состоянии первой ступенью каплеулавливания в циклон-каплеуловитель и оттуда в дымовую трубу.
Для орошения пенных решеток применяется содовый раствор концентрацией 25-50 г/л. В процессе газоочистки идут следующие химические реакции:
HF+Na2CO3=NaF+NaHCO3;(1.9)+HF=NaF+H2O+CO2 ;(1.10)CO3+2HF=2NaF+H2O+CO2;(1.11)CO3+SO2+0.5O2=Na2SO4+CO2;(1.12)2CO3+CO2+H2O=2 NaHCO3.(1.13)
При достижении концентрации фтористого натрия в растворе 15-25 г/л его откачивают на переработку в отделение регенерации криолита из растворов газоочистки.
Эффективность пенного аппарата по улавливанию фтористого водорода высока и составляет 98-99%, по пыли 90% при скорости газа в отверстиях верхней решетки 8м/с.
Помимо электрофильтров и пенных аппаратов, к основному газоочистному оборудованию относятся дымососы, насосы, циклон-каплеуловитель и циркуляционный бак.
Указанное оборудование установлено в помещениях газоочистных установок. На два корпуса электролизеров обычно сооружается два таких помещения. В каждом из них в работе должны постоянно находится два дымососа, два пенных аппарата, два циркуляционных насоса, насос откачки. Для обеспечения бесперебойной очистки выбрасываемых в атмосферу газов предусматривается резервное оборудование по одному дымососу, пенному аппарату, циркуляционному и откачивающему насосу.
Раствор газоочистки, содержащий соду, бикарбонат натрия, фтористый натрий, а также уловленную в аппаратах мокрой газоочистки пыль (шлам, состоящий из глинозема, криолита, фтористых солей, частиц угля, погонов пека и др.), используют для получения криолита в отделении фторсолей. Криолит, полученный из растворов газоочистки, называют регенерационным.
В зависимости от принятой технологической схемы газоочистки в растворах могут содержаться следующие концентрации солей, г/л:
При работе на низких концентрациях растворов газоочистки:
Фтористый натрий12-15
Сода3-7
Бикарбонат натрия22-28
Сульфат натриядо 70
При работе на высоких концентрациях растворов газоочистки:
Фтористый натрий20-30
Сода10-15
Бикарбонат натрия40-55
Сульфат натриядо 70
Фторбикарбонатный раствор со взвешенными в нем частицами шлама поступает в отстойники отделения регенерации для осветления. Процесс отстаивания растворов имеет малую скорость оседания взвешенных частиц, всего 0.1 м/ч; с применением предварительного подогрева раствора до 60-70 С удается резко повысить скорость отстаивания (до 0.7-0.8 м/ч) и увеличить производительность отстойника по осветленному раствору.
Осветление осуществляется в сгустителе с теплоизолированными стенками. Осветленным считается такой раствор, который содержит твердых взвесей не более 0.5 г на 1 л раствора.
Пульпа сгущенного шлама с отношением жидкого к твердому (ж: т) 3.51 распульповывается на бакосборнике и откачивается на шламовое поле.
Процесс выделения криолита из фторсодержащего раствора называется варкой или кристаллизацией. Процесс получения криолита можно проводить как в периодическом режиме, так и в непрерывном. Непрерывному режиму варки криолита следует отдать предпочтение, перед периодическим, как обеспечивающим более высокую производительность оборудования и лучшее качество криолита.
Из сгустителя через бако-сборники осветленный раствор насосами транспортируется в теплоизолированные цилиндрические реакторы, снабженные перемешивающим устройством. Обычно