Сторінка
2
Густина ропи r — 1195 кг/м3.
У розділі «Стадії технологічного процесу» названі такі операції і характеристики проміжних напівпродуктів (рис. 41).
Стадія 1. Видобування сировини. Насичений розчин NaCl одержують вилужуванням* підземних природних покладів кам’яної солі і транспортують його по свердловинах на поверхню до виробничого цеху очистки.
Стадія 2. Очистка сирої ропи методом обробки содою (Na2CO3) і вапняком (Сa(OH)2), що спричинює зв’язування іонів Са2+ та іонів Mg2+, розчинених у ропі CaSO4, MgSO4 в карбонати і випадання їх в осад за реакціями:
CaSO4 + Na2CO3 ® CaCO3¯ + Na2SO4;
MgCl2 + Ca(OH)2 ® Mg(OH)2¯ + CaCl2;
CaCl2 + Na2CO3 ® CaCO3¯ + 2NaCl.
Очищена ропа містить:
NaCl — 300 g/l; Na2CO3 не більше 6 g/l; Na2SO4 — 5 g/l; NaOH — 0,1 g/l. Усього — 311 грамів солей в одному літрі ропи.
Стадія 3. Концентрування (перенасичення) розчину NaCl методом вакуумного випаровування води.
У процесі випаровування води концентрація розсолу підвищується до граничної межі, і надлишок солі випадає в осад.
Стадія 4. Відділення солі (NaCl), яка випала в осад, від її насиченого розчину (300 kg/m3) методом центрифугування.
Стадія 5. Сушіння кухонної солі.
Стадія 6. Розсівання (за фракціями зерен 0,18…0,2 mm).
Стадія 7. Видалення із солі механічних домішок (металічних часток, окалини).
Стадія 8. Фасування і затарювання солі на автоматах у поліетиленові пакети масою 200 g i 1 kg, паперові мішки — 20 kg.
У розділі «Специфікація і характеристика устаткування» описано будову, параметри устаткування і принципи режиму його функціонування.
Буріння свердловин на глибину 200…300 m (у пласт солі) здійснюють спеціальною буровою установкою. Над свердловиною споруджують систему трубопроводів, якими воду закачують до пласту солі. Вилужування NaCl із пласта солі відбувається протягом двох-трьох років, після чого з допомогою глибоконасосної установки ропу викачують на поверхню і трубопроводами подають до цеху очистки.
На стадії 2 застосовуються відцентрові насоси і реакційні ємкості з механічними мішалками для розчинів. Після відстоювання розчини відокремлюються від твердих домішок способом декантації.
На стадії 3 застосовуються вакуумно-випарювальні апарати (ВВА), з’єднані в батарею із двох чи трьох апаратів, принципову схему яких показано на рис. 42.
ВВА — це сталеві вертикально встановлені циліндричні ємкості об’ємом близько 50 m3, з конічним днищем і трубчастим теплообмінником. Апарат заповнюється ропою вище за рівень теплообмінника. У міжтрубний простір першого апарата подається з котельні пара під тиском до 4 атм.*, конденсат якої повертається до котельні. Вторинна пара, утворена за випарювання ропи в першому апараті, переходить до міжтрубного простору теплообмінника другого апарата батареї, де конденсується, завдяки чому над ропою першого ВВА постійно підтримується розрядження.
У свою чергу, вторинна пара другого апарата використовується як теплоносій для упарювання ропи в третьому апараті батареї. З останнього ВВА пара надходить до барометричного конденсатора, звідки засолений конденсат надходить до каналізації. Отже, у наведеному процесі бачимо приклад раціонального використання енергії первинної пари у замкнутому циклі: вода — пара — конденсат (вода) — пара та тепла вторинної пари 1-го ВВА для випаровування ропи 2-го і 3-го ВВА. За випарювання води з ропи концентрація
Рис. 42. Схема батареї вакуумно-випарних апаратів у технології виробництва кухонної солі
хлориду натрію (NaCl) підвищується до межі розчинності, надлишкова сіль кристалізується і випадає в осад у нижній частині апарата. Періодично її випускають в апарат вилучення солі, звідки надлишкова ропа повертається знову на випарювання.
На стадію 4 сіль надходить як концентрована пульпа* спеціальним трубопроводом. На цій стадії на великих горизонтальних центрифугах періодичної дії діаметром 1,2 м за частоти обертання 1200 об/хв сіль відокремлюється від маточної рідини, що збагачується натомість сульфатами і карбонатами магнію та кальцію, які майже не випадають в осад. Цю рідину як непридатну до дальшого випарювання скидають в «озеро» за межами заводу.
Вивантажену з центрифуг вологу сіль (до 4 % Н2О) стрічковий конвеєр подає на стадію 5, де вона висихає (за інтенсивного переміщування) у газовому потоці з температурою 120°C, утвореному від спалювання природного газу з 30-кратним надлишком повітря, до залишкової вологості 0,3–0,4 %. Розсівання солі за фракціями здійснюється на барабанних ситах, а вилучення металевих часток і окалини — на магнітних сепараторах.
Фасування солі забезпечують об’ємно-дозуючі автомати безперервної дії вітчизняного та фінського виробництва безпосередньо на конвеєрі. На схемі рис. 36 показано приклади матеріальних потоків на стадії очищення ропи.
Побіжний аналіз розглянутого технологічного процесу переконує, що навіть у такому простому виробництві, де готовий продукт лише вилучається з природних покладів, не обходиться без негативних екологічних наслідків. По-перше, буріння багатьох свердловин призводить до порушення природної міграції грунтових вод, їх насичення солями ропи, що негативно впливає на рослинний світ регіону. По-друге, великі об’єми дефіцитної в цьому регіоні прісної води витрачаються на вилужування хлориду натрію, що водночас призводить до утворення підземних порожнин. Останні стають причиною просідання та обвалів верхніх шарів грунту на території міста. У місті є кілька соляних озер природного походження, але є й такі, що утворилися на місцях перших соляних заводів. Великі площі довкола міст, через які протікала колись «солона річка», перенасичена сульфатами і хлоридами заводських відходів, сьогодні є справжньою мертвою пустелею. Але і це ще не все. Як правило, в регіоні соляних заводів, за наявності поблизу покладів вапняку, як, наприклад, у Слов’янську, будують потужні содові заводи, що використовують сіль як сировину за так званої аміачно-хлоридної технології.
Вапняк добувають у кар’єрі на березі річки Сіверський Донець (руйнуючи прекрасний реліктовий пейзаж).
Опалюванням вапняку за t = 900°C отримують діоксид вуглецю
Завантажити реферат