1. Logique de sélection de la production de production et d'équipement
2. Facteurs clés affectant la sélection des équipements
3. Technologies clés pour améliorer la fiabilité
1. Logique de sélection de la production de production et d'équipement
En tant que matière première chimique importante, l'acide phosphorique a deux processus de production principaux: thermique et humide. La sélection de l'équipement doit prendre en compte les voies techniques, les caractéristiques des matières premières et les exigences de protection de l'environnement pour garantir l'efficacité, la stabilité et la protection de l'environnement du processus de production.
Processus humide (choix grand public):
Le processus de production d'acide phosphorique humide est le choix grand public actuel. Ce processus utilise principalement de l'acide sulfurique pour décomposer le minerai de phosphate pourproduire de l'acide phosphorique. Étant donné que la note du minerai de phosphate peut fluctuer considérablement entre différentes origines et lots, l'équipement de support doit avoir une bonne adaptabilité aux fluctuations de grade de minerai. Dans le même temps, l'acide sulfurique est un milieu hautement corrosif, et l'équipement doit également avoir une forte capacité à gérer des milieux hautement corrosifs.
Système des réacteurs:
Dans la production d'acide phosphorique humide, le système des réacteurs joue un rôle vital. Les réacteurs communs comprennent des réservoirs agités à plusieurs étapes ou des réacteurs tubulaires. En raison de la forte corrosivité de l'acide sulfurique, afin d'assurer la durée de vie de l'équipement et la sécurité de la production, ces réacteurs doivent être fabriqués en acier inoxydable 316L ou en alliage de titane. L'acier inoxydable 316L a une bonne résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques complètes, et peut résister à la corrosion de l'acide sulfurique dans une certaine mesure; Alors que l'alliage de titane a une résistance à la corrosion plus élevée, particulièrement adapté à des environnements corrosifs plus durs. Dans la production réelle, le réservoir d'agitation en plusieurs étapes utilise un dispositif d'agitation interne pour mélanger complètement la roche phosphate et l'acide sulfurique pour assurer l'uniformité et la suffisance de la réaction; Le réacteur tubulaire a les caractéristiques d'une vitesse de réaction rapide et d'une efficacité élevée par l'écoulement et la réaction des matériaux dans le pipeline.
Équipement de filtration:
Une fois la réaction terminée, l'acide phosphorique généré et le résidu de gypse doivent être séparés, ce qui nécessite l'utilisation d'équipements de filtration. L'équipement de filtration couramment utilisé comprend le filtre à la plate-forme ou le filtre à vide de la courroie. La précision de filtration de ces équipements de filtration doit atteindre 99,5% pour garantir que la teneur en impureté dans l'acide phosphorique séparé est aussi faible que possible. Le filtre de plate-forme réalise les opérations de filtration, de lavage et de déchargement continues à travers la rotation de la platine et présente les avantages d'une efficacité de production élevée et d'un fonctionnement stable; Le filtre à vide de la courroie utilise une aspiration sous vide pour faire passer l'acide phosphorique à travers le tissu de filtre, tandis que le résidu de gypse est piégé sur le tissu filtrant pour obtenir une séparation solide-liquide, avec un bon effet de filtration et un nettoyage et un entretien faciles.
Dispositif de concentration:
La concentration d'acide phosphorique obtenu après filtration est généralement faible et doit être concentrée. Le dispositif de concentration utilise généralement un évaporateur multi-effets ou un concentrateur sous vide. Au cours du processus de concentration, la concentration en acide phosphorique doit être contrôlée à 50-54% p₂o₅. Étant donné que l'acide phosphorique contient des ions fluorures et est hautement corrosif, le dispositif de concentration doit être équipé de tubes d'échange de chaleur Hastelloy qui sont résistants à la corrosion des ions fluorures. Hastelloy a une excellente résistance à la corrosion et une résistance à haute température, ce qui peut assurer la stabilité et la durée de vie des tubes d'échange de chaleur pendant le processus de concentration. L'évaporateur multi-effets améliore l'efficacité de l'utilisation de l'énergie en utilisant la vapeur secondaire générée par l'évaporation précédente comme source de chaleur pour l'effet suivant; Le concentrateur de vide réduit la pression du système pour évaporer et concentrer l'acide phosphorique à une température plus basse, réduisant la décomposition de l'acide phosphorique et la génération d'impuretés.
Processus thermique (scénario de demande de pureté à haute pure):
Le processus de production thermique d'acide phosphorique convient principalement aux scénarios avec des exigences élevées pour la pureté de l'acide phosphorique. Ce processus produit de l'acide phosphorique à travers des étapes telles que la combustion et l'absorption d'hydratation jaune.
Tour de combustion en phosphore jaune:
La tour de combustion de phosphore jaune est l'un des équipes clés de la thermiqueProduction d'acide phosphorique. Il adopte une conception de chambre à combustion doublée de quartz. Le quartz a une bonne résistance à la température élevée et une stabilité chimique, et peut résister aux gaz à haute température et aux gaz corrosifs générés lorsque le phosphore jaune est brûlé. Pendant le processus de combustion, la précision du contrôle de la température doit atteindre ± 10 degrés, car les fluctuations de la température affecteront directement l'efficacité de combustion du phosphore jaune et la qualité de l'acide phosphorique. Le contrôle précis de la température peut assurer la combustion complète du phosphore jaune et réduire la survenue de réactions secondaires, améliorant ainsi la pureté et le rendement de l'acide phosphorique. Grâce à des systèmes de contrôle de température avancés et à l'équipement de surveillance, la température dans la chambre de combustion est surveillée et ajustée en temps réel pour assurer le fonctionnement stable du processus de production.
Tour d'absorption d'hydratation:
La tour d'absorption d'hydratation est utilisée pour convertir le gaz pentoxyde de phosphore produit par combustion en acide phosphorique par réaction d'hydratation. La tour adopte un système de pulvérisation étanche. Cette conception permet à l'eau et au phosphore pentoxyde de gaz de contacter et d'améliorer complètement l'efficacité d'absorption. Dans le même temps, la tour d'absorption d'hydratation est équipée d'un module de surveillance de la valeur du pH en temps réel. Par surveillance en temps réel de la valeur de pH du liquide d'absorption, la concentration et le débit du liquide d'absorption peuvent être ajustés à temps pour assurer la réaction d'absorption complète. Lorsque la valeur de pH s'écarte de la plage de réglage, le système s'ajustera automatiquement pour assurer l'effet de qualité et d'absorption de l'acide phosphorique. Dans la production réelle, la structure interne et les paramètres de fonctionnement de la tour d'absorption doivent également être optimisés pour améliorer encore l'efficacité d'absorption et la qualité du produit.
2. Facteurs clés affectant la sélection des équipements
(1) Conception d'adaptabilité des matières premières
Manipulation du minerai de phosphate de bas grade:
La manipulation du minerai de phosphate de bas grade est un problème clé dans la production d'acide phosphorique. Étant donné que la teneur en pentoxyde de phosphore (P2O2) dans le minerai de phosphate de bas grade est faible, un système de pré-grincement spécial est nécessaire pour améliorer le taux de récupération de P2O2. Le rouleau vertical est un équipement de pré-grincement couramment utilisé. Il affine les particules de minerai en écrasant et en broyant le minerai avec le rouleau. Les particules de minerai raffinées ont une surface spécifique plus grande et peuvent être plus entièrement contactées avec des réactifs de réaction tels que l'acide sulfurique dans les réactions chimiques ultérieures, améliorant ainsi l'efficacité de réaction et le taux de lixiviation de P2O2. De plus, l'équipement de flottation est également un appareil important pour gérer le minerai de phosphate de bas grade. Pendant le processus de flottation, en ajoutant des agents de flottation appropriés, les propriétés de surface des minéraux phosphates et des minéraux de gangue sont différentes, et la flottabilité des bulles est utilisée pour enrichir les minéraux du phosphate, améliorant davantage le taux de récupération de P2O2. Après ces étapes de traitement, l'efficacité de récupération du p₂o₅ dans le minerai de phosphate de bas grade peut être efficacement améliorée et le coût de production peut être réduit.
Équipement de contrôle d'impureté:
Le minerai de phosphate contient généralement des impuretés telles que le fluor et les ions métalliques lourds, ce qui aura un effet négatif sur la qualité de l'acide phosphorique et le processus de production ultérieur. Le réacteur de défluorination est équipé d'un système d'addition de carbonate de sodium. Au cours du processus de réaction, le carbonate de sodium réagit avec le fluorure dans le minerai de phosphate pour générer des substances séparables telles que le fluorure de sodium, atteignant ainsi l'objectif de la défluorination. En contrôlant avec précision la quantité d'addition de carbonate de sodium et les conditions de réaction, la teneur en fluor de l'acide phosphorique peut être réduite efficacement. Dans le même temps, le dispositif d'adsorption d'ions métalliques lourds utilise des matériaux d'adsorption spéciaux, tels que le carbone activé, la résine d'échange d'ions, etc., pour adsorber et éliminer les ions métalliques lourds dans l'acide phosphorique. Ces matériaux d'adsorption ont une grande surface spécifique et des sites d'adsorption spécifiques et peuvent adsorber sélectivement les ions de métaux lourds pour garantir que la qualité des produits d'acide phosphorique répond aux normes pertinentes.
(2) Configuration d'optimisation de l'efficacité énergétique
Système de récupération de chaleur:
Dans le processus de production d'acide phosphorique, une grande quantité de chaleur des déchets sera libérée au stade de la réaction. Afin d'améliorer l'efficacité énergétique, l'utilisation de la chaleur des déchets de réaction dans la section de concentration est une mesure d'économie d'énergie efficace. En concevant rationnellement les dispositifs de récupération de chaleur, tels que les échangeurs de chaleur, la chaleur des déchets générée par la réaction est transférée aux matériaux de la section de concentration, réduisant ainsi la demande de vapeur externe pendant le processus de concentration. Selon les statistiques, l'utilisation de ce système de récupération de chaleur peut réduire la consommation de vapeur de 30-40%, réduisant considérablement le coût énergétique dans le processus de production. Dans le même temps, cette méthode de récupération de la chaleur des déchets est également conforme au concept de développement durable, réduisant les déchets d'énergie et l'impact environnemental.
Contrôle de conversion de fréquence intelligente:
Les équipements de haute puissance tels que les pompes et les ventilateurs sont le principal équipement de puissance dans la production d'acide phosphorique. En utilisant la technologie de contrôle de la conversion de fréquence intelligente, la fréquence de fonctionnement de ces équipements peut être ajustée en temps réel en fonction des besoins de production réels. Lorsque la charge de production est faible, la fréquence de fonctionnement de l'équipement est réduite pour réduire la consommation d'énergie; Lorsque la charge de production augmente, la fréquence de fonctionnement de l'équipement est augmentée pour répondre aux besoins de production. Grâce à cette méthode de contrôle intelligente, l'économie annuelle de l'électricité peut atteindre 150, 000-250, 000 KW ・ H, ce qui réduit non seulement les coûts de production, mais réduit également l'usure de l'équipement et prolonge la durée de vie de l'équipement.
3.Orologies clés pour améliorer la fiabilité
(1) Application innovante des matériaux anti-corrosion
Doublure du réacteur:
Dans le réacteur de la production d'acide phosphorique, la présence de milieux hautement corrosifs tels que l'acide sulfurique impose des exigences élevées sur le matériau de doublure du réacteur. Bien que la doublure en caoutchouc traditionnelle ait un certain degré de résistance à la corrosion, elle est sujette au vieillissement et aux dommages lors d'une utilisation à long terme, ce qui affecte la durée de vie du réacteur. La technologie de revêtement en céramique en carbure de silicium offre une meilleure solution pour la doublure des réacteurs. La céramique en carbure de silicium a des caractéristiques d'une dureté élevée, d'une bonne résistance à l'usure et d'une forte stabilité chimique, et peut résister efficacement à l'érosion de milieux hautement corrosifs tels que l'acide sulfurique. La durée de vie de la doublure du réacteur à l'aide de la technologie de revêtement en céramique en carbure de silicium est 3 fois plus longue que celle de la doublure en caoutchouc traditionnelle, ce qui réduit considérablement la fréquence de maintenance et de remplacement de l'équipement et améliore la continuité et la stabilité de la production.
Système de pipeline:
Le système de pipeline entreprend la tâche importante du transport des matériaux dans la production d'acide phosphorique. Étant donné que l'acide phosphorique est très acide, en particulier dans des conditions de pH faibles, la résistance à la corrosion du pipeline est extrêmement élevée. Le tuyau en acier doublé de PTFE (polytétrafluoroéthylène) est un matériau de pipeline idéal. PTFE a une excellente stabilité chimique et peut résister à de forts milieux acides avec une valeur de pH de<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 Production d'acide phosphorique.
(2) Système de surveillance intelligent
Analyseur en ligne:
La technologie XRF (spectroscopie de fluorescence des rayons X) est utilisée dans les analyseurs en ligne pour surveiller la fluctuation de la concentration en acide phosphorique en temps réel. Cette technologie peut analyser rapidement et avec précision les changements de composition élémentaire et de concentration dans l'acide phosphorique avec une précision de ± 0. 2%. En surveillant la concentration en acide phosphorique en temps réel, les opérateurs peuvent ajuster les paramètres du processus de production à temps pour assurer la stabilité de la qualité des produits d'acide phosphorique. Par exemple, lorsqu'il est constaté que la concentration d'acide phosphorique s'écarte de la valeur définie, le rapport des matières premières de réaction ou les conditions de réaction peut être ajustée dans le temps pour assurer la progression fluide du processus de production.
Plateforme de maintenance prédictive:
La plate-forme de maintenance prédictive combine des capteurs de vibration et des algorithmes d'IA pour surveiller et analyser l'état de fonctionnement de l'équipement en temps réel. Le capteur de vibration peut collecter les données de vibration de l'équipement en temps réel, et analyser et traiter ces données via l'algorithme d'IA pour détecter les défaillances potentielles de l'équipement à l'avance. Par exemple, lorsque des changements anormaux se produisent dans des paramètres tels que la fréquence des vibrations et l'amplitude de l'équipement, la plate-forme de maintenance prédictive peut avertir la défaillance de l'équipement 72 heures à l'avance, permettant aux opérateurs d'avoir suffisamment de temps pour effectuer la maintenance et les réparations sur l'équipement, en évitant l'impact des défaillances soudaines de l'équipement sur la production et l'amélioration de la fiabilité de l'équipement et de la continuité de la production.
