Моделирование и разработка процесса получения сульфата алюминия-коагулянта для водоочистки на ленточном кристаллизаторе

• Автор: Гетманцев, Виктор Степанович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Коагулянты. Способы производства

1.2. Очистка воды коагулянтами

1.3. Процессы кристаллизации

1.4. Постановка задачи

ГЛАВА 2. ПРОЦЕСС СУШКИ СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ НА ЛЕНТОЧНОМ КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ

2.1. Ленточный кристаллизатор.

2.2. Математическая модель процесса сушки в плоском слое

2.3. Определение физикохимических и теплофизических параметров математической модели.
2.3.1. Физикохимические и теплофизические свойства.
2.3.2. Параметры теплопереноса
2.3.3. Экспериментальное определение значений коэффициентов теплопроводности и теплоотдачи готового продуктакоагулянта.
2.4. Метод решения уравнений математической модели процесса сушки в плоском слое
2.5. Анализ процесса сушки
ГЛАВА 3. ПРОЦЕСС КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПЛАВА СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ.
3.1. Математическая модель процесса кристаллизации плава в плоском слое.1
3.2. Метод решения уравнений математической модели процесса кристаллизации плава в плоском слое.
3.3. Анализ процесса кристаллизации плава сульфата алюминия в плоском слое.
3.4. Математическая модель процесса кристаллизации в грануле
3.5. Метод решения уравнений математической модели процесса кристаллизации в грануле.
3.6. Анализ процесса кристаллизации плава сульфата алюминия в грануле.
Г ЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННЫЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА ДЛЯ ВОДООЧИСТКИ
4.1. Сопоставление процессов получения коагулянта в виде сплошного слоя и гранул
4.2. Предложение по организации промышленного процесса получения коагулянта.
4.3. Доставка потребителю коагулянта и его подготовка к водоочистке.
Техникоэкономический анализ процесса
Заключение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Для перемешивания реакционной массы и поддержания температуры 0-0°С постоянно подается пар. После варки, длящейся до 1,5 ч, нейтральный по тропеолину и отвечающий по содержанию нерастворимого остатка требованиям ГОСТ 6 плав сульфата алюминия плотностью - кг/м3 сливают по фаолитовому трубопроводу из реактора в бак 4. В баке 4 плав разбавляют водой до концентрации в пересчете на Л0з не менее 8,2%. Плотность раствора при этом снижается до - кг/м . Из недостатков этого способа следует отметить неточность дозирования гидроксида алюминия, что приводит к нестабильности качества продукта, а также использование аппаратов периодического, действия, что не исключает применения ручного труда и не всегда позволяет автоматизировать процесс. Все это затрудняет организацию производств большой мощности. Кроме того, коагулянт в жидком виде более опасен при транспортировке, чем коагулянт, находящийся в твердом агрегатном состоянии. По этой причине, а также из-за значительных транспортных расходов при доставке раствора коагулянта конечному потребителю, производство сульфата алюминия в виде—раствора наиболее часто. Дальнейшее совершенствование технологии производства сульфата алюминия касалось как отдельных технологических переделов, так и всего процесса в целом. Результатом явилось усовершенствование загрузки и дозирования гидррксида алюминия в реакторе путем приготовления водной суспензии, непрерывной кристаллизации концентрированного раствора сульфата алюминия на водоохлаждаемых барабанах (кюль-вальцах), а также разработка непрерывного процесса получения гранулированного сульфата алюминия [5]. Аппаратурно-технологическая схема производства сульфата алюминия мощностью 0 тыс. Загрузчик гидроксида (струг) представляет собой цепной скребковый транспортер. Рис. Серную кислоту перекачивают по трубопроводу из заводского кислотохранилища в цеховое, откуда ее подают центробежным насосом (рис. Вода поступает непосредственно в репульпатор 1. Количество загруженных компонентов изменяется в зависимости от концентрации серной кислоты и влажности гидроксида алюминия. Объем загружаемой кислоты независимо от концентрации всегда остается постоянным. Загрузка гидроксида алюминия определяется концентрацией загружаемой кислоты. Приготовленную пульпу с отношением Т:Ж = 1:1,2-5-1:0,, что соответствует плотности - кг/м3, через донное отверстие сливают в реактор 3. Одновременно с пульпой гидроксида алюминия в реактор равномерно подают из мерника 2 серную кислоту. Одновременно с началом загрузки реагентов в реактор подают острый пар под давлением 0,-0, МПа по медной трубс-барботеру, опущенному до дна аппарата. Пар необходим для нагревания и перемешивания реакционной массы. По окончании загрузки сырья реакционную массу выдерживают при 5-5°С не менее мин. Процесс считают законченным, когда содержание свободной серной кислоты в пробе составит менее 0,1%, а сульфата алюминия в пересчете на АІ2О3 — не менее %. При растворении пробы в воде не должно быть заметного осадка. По окончании процесса прекращают подачу пара. Плав с содержанием — ;0-,5% А0з охлаждают до 5°С и-через нижний спуск сливают на — стол-кристаллизатор 5. Он представляет собой стальной сварной корытообразный стол размером 4x м с прямыми торцами и выгнутыми по радиусу хода ножа боковыми стенками. Дно кристаллизатора оснащено соплами для подачи сжатого воздуха, который, проходя через концентрированный раствор сульфата алюминия, перемешивает его и охлаждает до -°С. Воздух к соплам поступает через ресивер от воздуходувки. Закристаллизовавшийся сульфат алюминия извлекают из кристаллизатора машиной 4, в которой установлены три ножа с гребками. Закристаллизовавшийся сульфат алюминия машина режет на куски и сбрасывает на ленточный транспортер б, а затем продукт системой транспортеров отправляется на склад для погрузки в железнодорожные вагоны и грузовые автомобили. Данная технологическая схема действует на ОАО «АУРАТ» (г. Москва) с года. Более чем за лет работы произведено около 4 млн. На ОАО «НПФ «ПИГМЕНТ» г. Санкт-Петербург кристаллизацию сульфата алюминия осуществляли на кюль-вальцах.