1. Λογική επιλογής διαδικασίας παραγωγής και εξοπλισμού πυρήνα
2. Βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή εξοπλισμού
3. Βασικές τεχνολογίες για τη βελτίωση της αξιοπιστίας
1. Λογική επιλογής διαδικασίας παραγωγής και εξοπλισμού πυρήνα
Ως σημαντική χημική πρώτη ύλη, το φωσφορικό οξύ έχει δύο κύριες διαδικασίες παραγωγής: θερμική και υγρή. Η επιλογή του εξοπλισμού πρέπει να εξετάζει διεξοδικά τις τεχνικές οδούς, τα χαρακτηριστικά των πρώτων υλών και τις απαιτήσεις προστασίας του περιβάλλοντος για να διασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα, η σταθερότητα και η προστασία του περιβάλλοντος της παραγωγικής διαδικασίας.
Υγρή διαδικασία (mainstream επιλογή):
Η διαδικασία παραγωγής υγρού φωσφορικού οξέος είναι η τρέχουσα επιλογή. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί κυρίως θειικό οξύ για την αποσύνθεση του φωσφορικού μεταλλεύματοςπαράγουν φωσφορικό οξύ. Δεδομένου ότι ο βαθμός φωσφορικού μεταλλεύματος μπορεί να κυμαίνεται σε μεγάλο βαθμό μεταξύ διαφορετικών προέλευσης και παρτίδων, ο εξοπλισμός στήριξης πρέπει να έχει καλή προσαρμοστικότητα στις διακυμάνσεις του βαθμού μεταλλεύματος. Ταυτόχρονα, το θειικό οξύ είναι ένα πολύ διαβρωτικό μέσο και ο εξοπλισμός πρέπει επίσης να έχει ισχυρή ικανότητα να χειρίζεται πολύ διαβρωτικά μέσα.
Σύστημα αντιδραστήρων:
Στην παραγωγή υγρού φωσφορικού οξέος, το σύστημα του αντιδραστήρα διαδραματίζει ζωτικό ρόλο. Οι συνήθεις αντιδραστήρες περιλαμβάνουν δεξαμενές αναδευόμενων πολλαπλών σταδίων ή σωληνοειδείς αντιδραστήρες. Λόγω της ισχυρής διαβρωτικότητας του θειικού οξέος, προκειμένου να εξασφαλιστεί η διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και η ασφάλεια της παραγωγής, αυτοί οι αντιδραστήρες πρέπει να γίνονται από ανοξείδωτο χάλυβα 316L ή κράμα τιτανίου. Ο ανοξείδωτος χάλυβα 316L έχει καλή αντοχή στη διάβρωση και ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες και μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωση του θειικού οξέος σε κάποιο βαθμό. Ενώ το κράμα τιτανίου έχει υψηλότερη αντοχή στη διάβρωση, ιδιαίτερα κατάλληλη για πιο σκληρά διαβρωτικά περιβάλλοντα. Στην πραγματική παραγωγή, η δεξαμενή ανακατεύοντας πολλαπλών σταδίων χρησιμοποιεί μια εσωτερική συσκευή ανάδευσης για να αναμίξει πλήρως το φωσφορικό βράχο και το θειικό οξύ για να εξασφαλίσει την ομοιομορφία και την επάρκεια της αντίδρασης. Ο σωληνωτής αντιδραστήρας έχει τα χαρακτηριστικά της ταχύτητας γρήγορης αντίδρασης και της υψηλής απόδοσης μέσω της ροής και της αντίδρασης των υλικών που βρίσκονται υπό τον αγωγό.
Εξοπλισμός φιλτραρίσματος:
Μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης, πρέπει να διαχωριστούν το παραγόμενο φωσφορικό οξύ και το υπόλειμμα γύψου, γεγονός που απαιτεί τη χρήση εξοπλισμού διήθησης. Ο συνηθισμένος εξοπλισμός φιλτραρίσματος περιλαμβάνει φίλτρο πικάπ ή φίλτρο κενού ιμάντα. Η ακρίβεια διήθησης αυτού του εξοπλισμού διήθησης πρέπει να φθάσει το 99,5% για να διασφαλίσει ότι το περιεχόμενο ακαθαρσίας στο διαχωρισμένο φωσφορικό οξύ είναι όσο το δυνατόν χαμηλότερο. Το φίλτρο πικάπ συνειδητοποιεί τη συνεχή διήθηση, την πλύση και την εκφόρτωση των εργασιών μέσω της περιστροφής του πικάπ και έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης της παραγωγής και της σταθερής λειτουργίας. Το φίλτρο κενού ιμάντα χρησιμοποιεί αναρρόφηση κενού για να κάνει το φωσφορικό οξύ να περάσει από το πανί φίλτρου, ενώ το υπόλειμμα γύψου παγιδεύεται στο πανί φίλτρου για να επιτευχθεί διαχωρισμός στερεού υγρού, με καλή επίδραση διήθησης και εύκολη καθαρισμό και συντήρηση.
Συσκευή συγκέντρωσης:
Η συγκέντρωση του φωσφορικού οξέος που λαμβάνεται μετά τη διήθηση είναι συνήθως χαμηλή και πρέπει να συγκεντρωθεί. Η συσκευή συγκέντρωσης χρησιμοποιεί γενικά έναν εξατμιστή πολλαπλών επιπτώσεων ή έναν συγκεντρωτή κενού. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκέντρωσης, η συγκέντρωση φωσφορικού οξέος πρέπει να ελέγχεται σε 50-54% p₂o₅. Δεδομένου ότι το φωσφορικό οξύ περιέχει ιόντα φθορίου και είναι εξαιρετικά διαβρωτικό, η συσκευή συγκέντρωσης πρέπει να είναι εξοπλισμένη με σωλήνες ανταλλαγής θερμότητας Hastelloy που είναι ανθεκτικοί στη διάβρωση ιόντων φθορίου. Το Hastelloy έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, η οποία μπορεί να εξασφαλίσει τη διάρκεια ζωής και τη διάρκεια ζωής των σωλήνων ανταλλαγής θερμότητας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκέντρωσης. Ο εξατμιστής πολλαπλών αποτελεσμάτων βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της χρήσης ενέργειας χρησιμοποιώντας το δευτερεύον ατμό που παράγεται από την προηγούμενη εξάτμιση ως πηγή θερμότητας για το επόμενο αποτέλεσμα. Ο συγκεντρωτής κενού μειώνει την πίεση του συστήματος για να εξατμιστεί και να συμπληρώσει το φωσφορικό οξύ σε χαμηλότερη θερμοκρασία, μειώνοντας την αποσύνθεση του φωσφορικού οξέος και τη δημιουργία ακαθαρσιών.
Θερμική διαδικασία (σενάριο υψηλής αγνότητας):
Η διαδικασία παραγωγής θερμικού φωσφορικού οξέος είναι κυρίως κατάλληλη για σενάρια με υψηλές απαιτήσεις για καθαρότητα φωσφορικού οξέος. Αυτή η διαδικασία παράγει φωσφορικό οξύ μέσω βημάτων όπως η καύση και η απορρόφηση ενυδάτωσης του κίτρινου φωσφόρου.
Κίτρινος Πύργος Καύσης Φωσφόρου:
Ο κίτρινος πύργος καύσης φωσφόρου είναι ένας από τους βασικούς εξοπλισμούς για θερμικόπαραγωγή φωσφορικού οξέος. Υιοθετεί ένα σχεδιασμό θαλάμου καύσης με επένδυση από χαλαζία. Το χαλαζία έχει καλή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και χημική σταθερότητα και μπορεί να αντέξει τα υψηλά θερμοκρασία και τα διαβρωτικά αέρια που παράγονται όταν καίγεται ο κίτρινος φωσφόρος. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης, η ακρίβεια ελέγχου της θερμοκρασίας πρέπει να φθάνει ± 10 βαθμοί, επειδή οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας θα επηρεάσουν άμεσα την αποτελεσματικότητα της καύσης του κίτρινου φωσφόρου και την ποιότητα του φωσφορικού οξέος. Ο ακριβής έλεγχος της θερμοκρασίας μπορεί να εξασφαλίσει την πλήρη καύση του κίτρινου φωσφόρου και να μειώσει την εμφάνιση πλευρικών αντιδράσεων, βελτιώνοντας έτσι την καθαρότητα και την απόδοση του φωσφορικού οξέος. Μέσω των προηγμένων συστημάτων ελέγχου θερμοκρασίας και του εξοπλισμού παρακολούθησης, η θερμοκρασία στον θάλαμο καύσης παρακολουθείται και ρυθμίζεται σε πραγματικό χρόνο για να εξασφαλιστεί η σταθερή λειτουργία της διαδικασίας παραγωγής.
Πύργος απορρόφησης ενυδάτωσης:
Ο πύργος απορρόφησης ενυδάτωσης χρησιμοποιείται για τη μετατροπή αερίου πεντοξειδίου του φωσφόρου που παράγεται με καύση σε φωσφορικό οξύ μέσω αντίδρασης ενυδάτωσης. Ο πύργος υιοθετεί ένα σταδιακό σύστημα ψεκασμού. Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει στο νερό και το πεντοξειδικό αέριο νερού και φωσφόρου να επικοινωνούν πλήρως και να βελτιώνουν την αποτελεσματικότητα της απορρόφησης. Ταυτόχρονα, ο πύργος απορρόφησης ενυδάτωσης είναι εξοπλισμένος με μονάδα παρακολούθησης τιμής PH σε πραγματικό χρόνο. Με παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο της τιμής ρΗ του υγρού απορρόφησης, η συγκέντρωση και ο ρυθμός ροής του υγρού απορρόφησης μπορεί να ρυθμιστεί εγκαίρως για να εξασφαλιστεί η πλήρης αντίδραση απορρόφησης. Όταν η τιμή του ρΗ αποκλίνει από την περιοχή καθορισμού, το σύστημα θα προσαρμοστεί αυτόματα για να εξασφαλίσει την επίδραση ποιότητας και απορρόφησης του φωσφορικού οξέος. Στην πραγματική παραγωγή, η εσωτερική δομή και οι παράμετροι λειτουργίας του πύργου απορρόφησης πρέπει επίσης να βελτιστοποιηθούν για να βελτιωθεί περαιτέρω η αποτελεσματικότητα της απορρόφησης και η ποιότητα του προϊόντος.
2. Κλειδιά παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή εξοπλισμού
(1) Σχεδιασμός προσαρμοστικότητας πρώτων υλών
Χειρισμός φωσφορικού μεταλλεύματος χαμηλού βαθμού:
Ο χειρισμός του φωσφορικού μεταλλεύματος χαμηλού βαθμού αποτελεί βασικό ζήτημα στην παραγωγή φωσφορικού οξέος. Δεδομένου ότι το περιεχόμενο του πεντοξειδίου του φωσφόρου (P2O2) σε χαμηλό φωσφορικό μεταλλεύμα είναι χαμηλό, απαιτείται ένα ειδικό σύστημα προ-λεγόμενης μεταλλεύματος για τη βελτίωση του ποσοστού ανάκτησης του P2O2. Ο κατακόρυφος μύλος κυλίνδρου είναι ένας συνήθως χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός προ-λείανσης. Εξυπηρετεί τα σωματίδια του μεταλλεύματος με συνθλίβοντας και λείανση του μεταλλεύματος με τον κύλινδρο. Τα σωματίδια εκλεπτυσμένου μεταλλεύματος έχουν μεγαλύτερη συγκεκριμένη επιφάνεια και μπορούν να επικοινωνήσουν πλήρως με αντιδραστήρια αντίδρασης όπως το θειικό οξύ σε επακόλουθες χημικές αντιδράσεις, βελτιώνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα της αντίδρασης και τον ρυθμό έκπλυσης του Ρ2Ο2. Επιπλέον, ο εξοπλισμός επίπλευσης είναι επίσης μια σημαντική συσκευή για τον χειρισμό φωσφορικού μεταλλεύματος χαμηλής ποιότητας. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επίπλευσης, με την προσθήκη κατάλληλων παραγόντων επίπλευσης, οι επιφανειακές ιδιότητες των ορυκτών φωσφορικών και ορυκτών Gangue είναι διαφορετικές και η άνωση των φυσαλίδων χρησιμοποιείται για τον εμπλουτισμό των φωσφορικών ορυκτών, βελτιώνοντας περαιτέρω τον ρυθμό ανάκτησης του P2O2. Μετά από αυτά τα στάδια θεραπείας, η αποτελεσματικότητα ανάκτησης του P₂O₅ σε χαμηλού βαθμού φωσφορικού μεταλλεύματος μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά και το κόστος παραγωγής μπορεί να μειωθεί.
Εξοπλισμός ελέγχου ακαθαρσιών:
Το φωσφορικό μεταλλεύμα περιέχει συνήθως ακαθαρσίες όπως τα ιόντα φθορίου και βαρέων μετάλλων, τα οποία θα έχουν αρνητικές επιπτώσεις στην ποιότητα του φωσφορικού οξέος και στην επακόλουθη παραγωγική διαδικασία. Ο αντιδραστήρας εκτροπής είναι εξοπλισμένος με σύστημα προσθήκης ανθρακικού νατρίου. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης, το ανθρακικό νάτριο αντιδρά με φθορίου στο φωσφορικό μεταλλεύμα για να παράγει διαχωρίσιμες ουσίες όπως το φθοριούχο νάτριο, επιτυγχάνοντας έτσι τον σκοπό της αποτροπής. Με τον ακριβή έλεγχο της προσθήκης ποσότητας ανθρακικού νατρίου και των συνθηκών αντίδρασης, η περιεκτικότητα σε φθόριο στο φωσφορικό οξύ μπορεί να μειωθεί αποτελεσματικά. Ταυτόχρονα, η συσκευή προσρόφησης ιόντων βαρέων μετάλλων χρησιμοποιεί ειδικά υλικά προσρόφησης, όπως ενεργοποιημένο άνθρακα, ρητίνη ανταλλαγής ιόντων κλπ., Για να προσροφά και να απομακρύνει τα ιόντα βαρέων μετάλλων σε φωσφορικό οξύ. Αυτά τα υλικά προσρόφησης έχουν μια μεγάλη συγκεκριμένη επιφάνεια και συγκεκριμένες θέσεις προσρόφησης και μπορούν να προσροφήσουν επιλεκτικά ιόντα βαρέων μετάλλων για να εξασφαλίσουν ότι η ποιότητα των προϊόντων φωσφορικού οξέος πληροί τα σχετικά πρότυπα.
(2) Διαμόρφωση βελτιστοποίησης ενεργειακής απόδοσης
Σύστημα ανάκτησης θερμότητας:
Στη διαδικασία της παραγωγής φωσφορικού οξέος, μια μεγάλη ποσότητα απόβλητης θερμότητας θα απελευθερωθεί στο στάδιο της αντίδρασης. Προκειμένου να βελτιωθεί η ενεργειακή απόδοση, η χρήση της θερμότητας των απορριμμάτων αντίδρασης στο τμήμα συγκέντρωσης είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο εξοικονόμησης ενέργειας. Με ορθολογικά σχεδιασμό συσκευών ανάκτησης θερμότητας, όπως εναλλάκτες θερμότητας, η απόβλητη θερμότητα που παράγεται από την αντίδραση μεταφέρεται στα υλικά του τμήματος συγκέντρωσης, μειώνοντας έτσι τη ζήτηση εξωτερικού ατμού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκέντρωσης. Σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία, η χρήση αυτού του συστήματος ανάκτησης θερμότητας μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ατμού κατά 30-40%, μειώνοντας σημαντικά το ενεργειακό κόστος στη διαδικασία παραγωγής. Ταυτόχρονα, αυτή η μέθοδος ανάκτησης θερμότητας απορριμμάτων είναι επίσης σύμφωνη με την έννοια της βιώσιμης ανάπτυξης, μειώνοντας τα ενεργειακά απόβλητα και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Έλεγχος μετατροπής ευφυούς συχνοτήτων:
Ο εξοπλισμός υψηλής ισχύος, όπως οι αντλίες και οι ανεμιστήρες, είναι ο κύριος εξοπλισμός που καταναλώνει την ισχύ στην παραγωγή φωσφορικού οξέος. Με τη χρήση της τεχνολογίας ελέγχου μετατροπής ευφυούς συχνότητας, η συχνότητα λειτουργίας αυτού του εξοπλισμού μπορεί να ρυθμιστεί σε πραγματικό χρόνο ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες παραγωγής. Όταν το φορτίο παραγωγής είναι χαμηλό, η συχνότητα λειτουργίας του εξοπλισμού μειώνεται για να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας. Όταν το φορτίο παραγωγής αυξάνεται, η συχνότητα λειτουργίας του εξοπλισμού αυξάνεται για να καλύψει τις ανάγκες παραγωγής. Μέσω αυτής της ευφυούς μεθόδου ελέγχου, η ετήσια εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να φτάσει τα 150, 000-250, 000 kw ・ H, το οποίο όχι μόνο μειώνει το κόστος παραγωγής αλλά και μειώνει τη φθορά του εξοπλισμού και επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.
3. Key Technologies για τη βελτίωση της αξιοπιστίας
(1) Καινοτόμο εφαρμογή των υλικών κατά του διάσημο
Επένδυση αντιδραστήρα:
Στον αντιδραστήρα της παραγωγής φωσφορικού οξέος, η παρουσία εξαιρετικά διαβρωτικών μέσων όπως το θειικό οξύ τοποθετεί υψηλές απαιτήσεις στο υλικό επένδυσης του αντιδραστήρα. Αν και η παραδοσιακή επένδυση από καουτσούκ έχει ένα ορισμένο βαθμό αντίστασης στη διάβρωση, είναι επιρρεπής στη γήρανση και τη ζημιά κατά τη διάρκεια της μακροχρόνιας χρήσης, γεγονός που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής του αντιδραστήρα. Η τεχνολογία κεραμικής επίστρωσης καρβιδίου πυριτίου παρέχει μια καλύτερη λύση για την επένδυση των αντιδραστήρων. Τα κεραμικά καρβιδίου του πυριτίου έχουν τα χαρακτηριστικά της υψηλής σκληρότητας, της αντοχής σε καλή φθορά και της ισχυρής χημικής σταθερότητας και μπορούν να αντισταθούν αποτελεσματικά στη διάβρωση των πολύ διαβρωτικών μέσων όπως το θειικό οξύ. Η διάρκεια ζωής της επένδυσης του αντιδραστήρα χρησιμοποιώντας τεχνολογία κεραμικής επίστρωσης καρβιδίου πυριτίου είναι 3 φορές μεγαλύτερη από αυτή της παραδοσιακής επένδυσης από καουτσούκ, η οποία μειώνει σημαντικά τη συχνότητα συντήρησης και αντικατάστασης του εξοπλισμού και βελτιώνει τη συνέχεια και τη σταθερότητα της παραγωγής.
Σύστημα αγωγών:
Το σύστημα αγωγών αναλαμβάνει το σημαντικό καθήκον της μεταφοράς υλικών στην παραγωγή φωσφορικού οξέος. Δεδομένου ότι το φωσφορικό οξύ είναι εξαιρετικά όξινο, ειδικά υπό συνθήκες χαμηλού ρΗ, η αντίσταση στη διάβρωση του αγωγού είναι εξαιρετικά υψηλή. Το PTFE (Polytetrafluoroethylene) σωλήνα επένδυσης είναι ένα ιδανικό υλικό αγωγού. Το PTFE έχει εξαιρετική χημική σταθερότητα και μπορεί να αντέξει τα ισχυρά όξινα μέσα με τιμή pH του<1. This type of pipeline can not only ensure the safe transportation of materials, but also effectively prevent pipeline corrosion and leakage, avoiding harm to the environment and production. At the same time, the PTFE-lined steel pipe has a long service life and low maintenance cost, providing a reliable guarantee for the stable operation of Παραγωγή φωσφορικού οξέος.
(2) έξυπνο σύστημα παρακολούθησης
Online αναλυτής:
Η τεχνολογία XRF (φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ) χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικούς αναλυτές για την παρακολούθηση της διακύμανσης της συγκέντρωσης φωσφορικού οξέος σε πραγματικό χρόνο. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να αναλύσει γρήγορα και με ακρίβεια τη στοιχειακή σύνθεση και τις μεταβολές της συγκέντρωσης στο φωσφορικό οξύ με ακρίβεια ± 0 2%. Παρακολουθώντας τη συγκέντρωση φωσφορικού οξέος σε πραγματικό χρόνο, οι χειριστές μπορούν να προσαρμόσουν εγκαίρως τις παραμέτρους της διαδικασίας παραγωγής για να εξασφαλίσουν τη σταθερότητα της ποιότητας των προϊόντων φωσφορικού οξέος. Για παράδειγμα, όταν διαπιστωθεί ότι η συγκέντρωση φωσφορικού οξέος αποκλίνει από την καθορισμένη τιμή, η αναλογία των πρώτων υλών της αντίδρασης ή οι συνθήκες αντίδρασης μπορεί να ρυθμιστεί εγκαίρως για να εξασφαλιστεί η ομαλή πρόοδο της παραγωγικής διαδικασίας.
Πλατφόρμα προβολής συντήρησης:
Η πλατφόρμα προγνωστικής συντήρησης συνδυάζει αισθητήρες κραδασμών και αλγόριθμους AI για την παρακολούθηση και την ανάλυση της κατάστασης λειτουργίας του εξοπλισμού σε πραγματικό χρόνο. Ο αισθητήρας κραδασμών μπορεί να συλλέξει τα δεδομένα κραδασμών του εξοπλισμού σε πραγματικό χρόνο και να αναλύσει και να επεξεργαστεί αυτά τα δεδομένα μέσω του αλγορίθμου AI για την ανίχνευση πιθανών αποτυχιών εξοπλισμού εκ των προτέρων. Για παράδειγμα, όταν εμφανίζονται μη φυσιολογικές αλλαγές σε παραμέτρους όπως η συχνότητα δόνησης και το εύρος του εξοπλισμού, η πλατφόρμα συντήρησης πρόβλεψης μπορεί να προειδοποιήσει την αποτυχία του εξοπλισμού 72 ώρες νωρίτερα, επιτρέποντας στους φορείς εκμετάλλευσης να έχουν αρκετό χρόνο για να εκτελέσουν συντήρηση και επισκευές στον εξοπλισμό, αποφεύγοντας Ο αντίκτυπος των αποτυχιών της ξαφνικής εξοπλισμού στην παραγωγή και η βελτίωση της αξιοπιστίας του εξοπλισμού και της συνέχειας της παραγωγής.
