Проект производства ангидрита - шлаковых листов "ПАНО" с производительностью использования фторангидрита 10 тонн в сутки - Дипломная работа

C момента зарождения и до настоящего времени производство фтористого водорода в России является источником экологического неблагополучия в местах своего расположения, так как сопровождается образованием и накоплением на отвальных полях отходов в виде кислого или нейтрализованного безводного сульфата кальция. Наибольшую тревогу вызывает высокий уровень загрязнения поверхностных вод. Одним из примеров может служить Сибирский химический комбинат, который широко известен как производитель ядерного топлива для атомных электростанций. На Сибирском химическом комбинате существует несколько вспомогательных производств, среди них фтороводородное производство, в его процессе используется сернокислотное разложение плавикового шпата (CAF2) с образованием отхода фторангидрита - безводного сульфата кальция (CASO4) по реакции 1: CAF2 H2SO4 ® 2HF CASO4 (1); Фторангидрит на Сибирском химическом комбинате целевого применения не находит и его сбрасывают в р.Известно, что в природе сульфат кальция представлен двумя минералами: двуводный гипс и ангидрит. Но этот способ имеет значительный недостаток - нагревание до температур 900 - 1200 ОС требует больших энергетических затрат и может быть реализован как сопутствующее производство при наличии большого количества сбросного тепла. После нейтрализации продукт перегружают в барабанный гранулятор и орошают водой в количестве 30 - 40%масс. Полуводный (строительный) гипс применяют главным образом в производстве штукатурных гипсовых листов, предназначенных для облицовки стен и потолков внутри помещений; перегородочных стеновых плит и панелей, элементов заполнения межэтажных перекрытий, для изготовления вентиляционных коробов и других строительных деталей в зданиях и сооружениях работающих при относительной влажности воздуха ниже 65%. Ангидритовый цемент можно применять для бесшовных полов, оснований под линолеум, для изготовления так называемых теплобетонных изделий, т. е. изделий из легких бетонов с использованием искусственных и естественных заполнителей (котельных шлаков, туфов, опоки, древесных стружек, опилок и т. п.).Образование отхода фторангидрита - безводного сульфата кальция (CASO4) происходит по реакции CAF2 H2SO4 ® 2HF CASO4Высокая химическая активность серной кислоты обусловила ее широкое применение в различных отраслях промышленности. Химический состав серной кислоты выражается формулой H2SO4. В технике под серной кислотой подразумевают любые смеси триоксида серы с водой. Если на I моль SO3 приходится более I моль H2O, смеси являются водными растворами серной кислоты, если менее I моль воды, то это растворы серного ангидрида в серной кислоте, которые называют олеумом. Над растворами серной кислоты, содержащей менее 98, 3% в парах содержится больше H2O, чем H2SO4 и практический отсутствует SO3 (например, над 80%-ной кислотой концентрация H2SO4 составляет менее 1 %).По определению одних авторов [9,10] минеральными строительными вяжущими веществами называются порошкообразные материалы, способные при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, со временем затвердевающее в камневидное тело; при этом вяжущие материалы разделяются на три класса: гидравлические, воздушные, автоклавного твердения. Другие авторы считают, что строительными вяжущими веществами являются исходные порошкообразные материалы, образующие при смешении с водой пластичную, удобоукладываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело [10]; при этом существующие вяжущие вещества могут быть разбиты на три большие группы: 1)вяжущие, твердеющие на основе химических процессов; 2)вяжущие, твердеющие на основе физико-химических явлений; К третьему типу вяжущих, твердение которых основано на кристаллизации пересыщенных растворов, вышеназванные авторы относят гидратационные вяжущие - гипсовые, цементные. По определению третьей группы авторов [11,12] к вяжущим относятся любые порошкообразные, жидкие или пастообразные материалы, способные превращаться в камневидное тело при затворении водой или отвердителем и связывать разнородные материалы в единый монолит.Они обладают вяжущими свойствами и могут быть применены для строительства укрепленных оснований дорожных одежд в качестве вяжущих, взамен цемента. Эти же изделия можно изготавливать из шлаков, склонных к силикатному распаду, но тогда потребуются дополнительные расходы на специальные технологические приемы, предотвращающие распад шлаков. Молотый высококальциевый гранулированный (стекловидный) шлак при взаимодействии с водой способен твердеть, образуя прочный камень, подобно цементам. Близость химического состава доменных гранулированных шлаков к химическому составу портландцемента и стекловидное состояние, придающее им дополнительную химическую активность, предопределили использование таких шлаков главным образом при производстве шлакопортландцемента в качестве добавки к клинкеру и при изготовлении бесклинкерных шлаковых цементов. Подвергать грануляции можно любые шлаки.Это известь 2-го сорта, синеватого оттенка, с содержанием 40-45 % вод

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНО-КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ И НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННОГО АНГИДРИТА

2.1 Свойства серной кислоты

2.2 Свойства безводного сульфата кальция

2.3 Свойства золошлака

2.4 Свойства карбидного ила

2.5 Свойства калия сернокислого (K2SO4)

2.6 Термодинамика процессов получения техногенного ангидрита

2.7 Механизм процессов нейтрализации твердых продуктов сернокислотного разложения плавикового шпата и гидратации фторангидридта

2.8 Кинетика процессов нейтрализации твердых продуктов сернокислотного разложения плавикового шпата и гидратации фторангидрита

3. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание технологической схемы

3.2 Расчет количества исходных материалов

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Анализ вредных и опасных факторов

4.2 Микроклимат на рабочем месте

4.3 Защита от шума и вибрации

4.4 Освещенность

4.5 Электробезопасность

4.6 Пожаробезопасность

4.7 Чрезвычайные ситуации

5. РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА ПРОЕКТ

6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ФТОРОВОДОРОДНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Технологическая схема получения листов ПАНО

Приложение 2. Технические характеристики транспортера

Приложение 3. Технические характеристики барабанно-шаровой мельницы

Приложение 4. Описание дезинтегратора

Приложение 5. Технические характеристики растворобетоносмесителя СБ-133

Приложение 6 Производственный цех. Отделение сырья и формования изделий. Разрез 2-2

Приложение 7. Производственный цех. Отделение сырья и формования изделий

Приложение 8. Склад полуфабрикатной продукции №3. Разрез 2-2

Приложение 9. План теплокамеры

Приложение 10. Теплокамера. Разрез 2-2

Приложение 11. Склад готовой продукции. Разрез 2-2

Приложение 12. Склад готовой продукции