1. «Сухая» (раздельная) система
1. «Сухая» (раздельная) система конденсации n Идея – твердые и жидкие хлориды конденсируются раздельно. Используют очень давно. n «Сухая» система конденсации применима для всех видов хлораторов Схема n Хлоратор – ПГС – кулеры (пылевые камеры, сухие конденсаторы) – возгоны в отвал (98% твердых хлоридов учитывая возгоны от рукавного фильтра), ПГС 110 -130 о. С – рукавный фильтр – возгоны в отвал, ПГС 110 о. С - оросительные конденсаторы - ПГС в каплеуловитель – газы – на газоочистку, Ti. Cl 4 на переработку.
Основные достоинства n Нет пульп – не надо разделять n Разделение основной массы твердых и жидких хлоридов Основные недостатки n Твердые частицы полностью отделить от Ti. Cl 4 нельзя n Необходимость точного термостатирования аппаратов
2. Комбинированная система конденсации n Идея – сконденсировать основную часть твердых хлоридов, остальное – в виде пульпы Ti. Cl 4 с последующим разделением. n Комбинированная система конденсации применима для всех видов хлораторов Схема n Хлоратор – ПГС – кулеры (пылевые камеры, сухие конденсаторы) – возгоны в отвал (16% Ti. O 2), ПГС 200 о. С – оросительные конденсаторы – пульпа, ПГС в каплеуловитель – газы – на газоочистку, а пульпа из каплеуловителя объединяется с пульпой из оросительных конденсаторов (30 -40 кгм 3 твердых взвесей) – сгуститель Дорра – пульпа на переработку, осветленный Ti. Cl 4
Основные достоинства n Нет рукавного фильтра n Лучше отвод тепла, легче поддерживать температурный режим Основные недостатки n Высокая температура ПГС на входе в пылевые камеры (разрушаются стенки, иногда – конденсация жидких хлоридов) n В возгонах много Ti. O 2 n трудность разделения пульп, низкая скорость отстаивания
3. Совместная система конденсации n Идея – сконденсировать все хлориды, а потом их разделять. Схема n Хлоратор – ПГС (500 -800 о. С) –– оросительные конденсаторы - ПГС в конденсатор, затем в каплеуловитель – пульпа из оросительных конденсаторов, конденсатора и каплеуловителя объединяется (250 кгм 3 твердых взвесей) –на переработку
Основные достоинства n Компактность схемы n Отсутствие жестких температурных условий Основные недостатки n Требуется много Ti. O 2 (до 150 тч) для орошения ПГС n Трудность транспортировки и переработки пульп
Варианты схемы n Возврат части пульпы в хлоратор для орошения ПГС на выходе из хлоратора (при попадании пульпы на поверхность расплава снижается содержание твердых взвесей в пульпе в оросительных конденсаторах (до 100 кгм 3 твердых взвесей), снижается температура ПГС на входе в оросительных конденсаторах до 200 о. С, полученная пульпа лучше отстаивается и имеет меньшее содержание титана в твердых взвесях, позволяет почти все твердые частицы выводить с расплавом, т. е. получать Ti. Cl 4 более чистым) n Схема с возвратом пульпы может использоваться в комбинированной и в совместной системах конденсации
Схема n Хлоратор – ПГС (200 о. С) –– пылевая камера (для снижения температуры и улавливания высококипящих соединений) – твердые частицы, ПГС - система оросительных скрубберов: – первый оросительный скруббер - пульпа (часть в хлоратор, остальное на орошение), а ПГС - второй оросительный скруббер, затем в каплеуловитель – в систему газоочистки, а Ti. Cl 4 из второго оросительного скруббера и каплеуловителя объединяют – на переработку
Основные достоинства n Не надо разделять пульпу для получения Ti. Cl 4 n Низкая температура ПГС на входе в пылевую камеру (СОФ) n Упрощение конструкции хлоратора (система охлаждения) Ti. Cl 4 Основные недостатки n Более жесткий температурный режим в конденсационной системе n Система лучше работает с солевым хлораторм
4. Солевая система конденсации n Идея – основные примеси ПГС - хлориды железа и алюминия – связать, пропуская через расплав (насадку) хлоридов натрия и магния Схема n Хлоратор – ПГС (500 -800 о. С) –– пылевая камера - ПГС (300 - 400 о. С или 200 о. С) в СОФ, возгоны из пылевой камеры и расплав из СОФа в отвал, а ПГС - оросительные конденсаторы – жидкий Ti. Cl 4 (2 -4 кгм 3 твердых взвесей) на переработку, ПГС - в каплеуловитель – в систему газоочистки
Основные достоинства • СОФ улавливает все твердые хлориды с высокой эффективностью • Схема конденсации становится проще Основные недостатки n Расплав СОФ агрессивен n Расплав идет в отвал
Схема применительно к СМЗ n Парогазовая смесь из хлоратора поступает на «солевую» очистку в солевой оросительный фильтр (далее СОФ) через патрубок, расположенный в кармане боковой стенки аппарата. n Отработанный электролит магниевых электролизеров и безводный карналлит в соотношении 2: 1 перевозят в специально оборудованной машине в ковше и заливают в СОФ с помощью мостового электрического крана. n «Солевая» очистка осуществляется в СОФ при температуре 480 -540 0 С. Поддержание заданной температуры расплава осуществляется подачей напряжения на графитовые электроды. Уровень расплава в аппарате составляет 2, 65 - 2, 95 м. Расплав на орошение насадки подается по эрлифтным каналам с помощью азота. Для «дохлорирования» оксидов титана, ниобия, тантала, содержащихся в солевом расплаве, к азоту добавляют хлор до 50 % от объема азота. n По мере накопления солевого расплава в ванне СОФ, его сливают из аппарата в реактор, заполненный на 2/3 объема водой. После растворения пульпу из реактора перекачивают насосами на участок очистки газов, дезактивации сточных вод и раствора СОФ хранилища спец. отходов. n Очищенная от примесей парогазовая смесь через камеру предварительного охлаждения, установленную в своде СОФ, поступает в комбинированную систему конденсации.
СОФ Наименование показателя Норма 1 2 Уровень расплава в солевом оросительном фильтре, м 2, 65 -2, 95 Температура расплава в солевой ванне, 0 С 480 -540 Температура расплава на выходе из эрлифтных каналов, 480 -540 0 С Расход азота на эрлифты, нм 3/час 30 -100 Расход хлора на эрлифты, нм 3/час, не более 20 Сопротивление хлороподводов СОФ, кгс/см 2, не более 0, 8 Содержание Ta 2 O 5 в расплаве СОФ, % масс. , не более 0, 08
СОФ
Кулеры n Многотрубные и двухтрубные n Охлаждение водой или воздухом n Конуса кулеров - термостатированы
Кулеры
Кулер
Пылевые камеры n Принцип работы пылевых камер, в которых запыленный газовый поток обычно движется со скоростью 1 - 2 м / с, основан на осаждении пылевых частиц размером более 30 - 40 мкм из газового потока под действием силы тяжести. Изготавливаются они из кирпича, бетона или металла. Предназначены для предварительной очистки газов. n Улавливание мелких частиц в таких камерах возможно лишь в том случае, если длина ее в 10 - 12 раз превышает высоту. Работа пылевых камер характеризуется отсутствием турбулентного режима движения потока ( ламинарностью), равномерностью распределения поступающего воздуха по всему сечению входного отверстия, низкими скоростями в камере. n Эксплуатация пылевых камер проста. Она заключается в периодическом удалении пыли из камер. В большинстве случаев такая очистка производится вручную гребками через люки. Выгружаемую из пылевых камер ( газоходов) пыль грузят в вагонетки и отправляют на переработку - часто обратно на составление шихты.
Сухие конденсаторы n Блок теплообменника n Теплообменник состоит из медных труб диаметром 5/8``, расположенных в шахматном порядкес расстоянием в 2. 1 мм между ребрами. Основные коллектора изготовлены из меди, фланцы - из нержавеющей стали. n Теплообменники тестируются сухим воздухом под давлением 17 бар, в воде. n Корпус n Используется оцинкованная сталь, покрытая эпоксидной эмалью RAL 9002, разной толщины в соответствии с требованиями конструкции. Все угловые части конструкции защищены специальными угловыми элементами.
Рукавные фильтры
Рукавные фильтры
Рукавные фильтры n Принцип работы фильтра основан на улавливании пыли фильтрующей тканью при прохождении через нее запыленного воздуха. По мере увеличения толщины слоя пыли на поверхности рукавов возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтра, во избежание чего предусмотрена регенерация запыленных рукавов при помощи электромеханических вибраторов. Запыленный воздух поступает в фильтр (рис. 1) по воздуховоду через входной патрубок (1) в камеру запыленного воздуха (2), проходит через рукава (3), при этом частицы пыли задерживаются на их наружной поверхности, а очищенный воздух поступает в камеру чистого воздуха (4) и через выходной патрубок (5) отводится из фильтра. Регенерация запыленных рукавов осуществля-ется включением на непродолжительное время электромеханического вибратора (6), закрепленного на крепежной раме (7), установленной на виброизоляторах (8). Пыль, стряхиваемая с рукавов, осыпается в бункер (9) и шлюзовым питателем (10) удаляется из фильтра. Термостатируется
Рукавные фильтры
Фильтр рукавный
Оросительный конденсатор
Оросительный конденсатор
Оросительный конденсатор
Оросительный конденсатор
n Конденсатор 210 м² n Для конденсирования паров, полностью изготовлен из нержавеющей стали, материал. : AISI 304 Детальный вид сварки труб.
Сгуститель
Сгуститель
Сгуститель
Химический метод
Химический метод. Аппаратурное оформление
Солевой метод. Аппаратурное оформление
Хлорирование лопаритового концентрата
СК с частичным орошением ПГС
Схема комбинированной СК
Схема «жидкостной» СК