VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В настоящее время хлористый кальций является востребованным продуктом химической промышленности. Хлорид кальция используют в производстве хлорида бария, некоторых красителей, для коагуляции латекса, в химико-фармацевтической промышленности, при обработке сточных вод, в системах для кондиционирования воздуха, экстракции масел и др. Кальций хлористый - это основной компонент для буровых промывочных жидкостей, он добавляет необходимый вес и свойства "гелеобразности" буровому раствору, что позволяет держать осколки породы, глины, песка и другие мелкие и крупные частицы во взвешенном состоянии в виде суспензии, делая более легким процесс их утилизации во время бурения путем подъема наверх. Отлично растворяется и не застывает при высоких температурах, поэтому может работать практически при любых условиях - например, при бурении глубоких скважин во время разведки. Следовательно, на производстве хлористого кальция предлагаемое техническое решение послужит началом развития мощного выпуска продукта с увеличенной тоннажностью на 100 тысяч тонн в год, что увеличит число потребителей на российском рынке тем самым повысив экономическую эффективность предлагаемого новшевства.

Так как одной из проблем производства является недостаточная концентрация исходной дистиллерной жидкости предлагается осуществить переход на непрерывный процесс отстаивания ДЖ с постоянным отводом осветлённой жидкости с установкой сгустителей типа «Дорра» с подачей в них раствора флокулянта.

Для осуществления технического решения потребуется установка двух радиальных отстойников «Дорра» с горизонтальным током жидкости типа Р-18К-Г01 диаметром 18 м и поверхностью осаждения 255 м² каждый. При использовании флокулянтов с расходом около 6 г/м3 скорость осаждения увеличивается в 1,5-2 раза. Выбор флокулянта зависит от свойств осветляемого продукта. Исходя из данных по характеристикам твердой фазы, подлежащей осаждению, были выбраны анионоактивные флокулянты для их лабораторной проверки: Accofloc А-110 (производство фирмы Mitsui Cianamid, Япония) и Magnafloc 10 фирмы Ciba (Германия). Катионоактивные и неионогенные полимеры не дают положительных результатов. Наиболее эффективным по результатам лабораторных исследований оказался Accofloc А-110, обеспечивающий увеличение скорости осаждения на один-два порядка по сравнению со стандартным образцом.

Таким образом, проведение процесса осветления раствора хлористого кальция в сгустителях типа «Дорра» с подачей флокулянта Accofloc А-110 обеспечивает нужную степень осветления рабочих растворов. Оптимальный расход этого флокулянта (рабочая концентрация около 0,07 %) - 4 л/м3 суспензии, или в пересчете на часовую производительность цеха, примерно 25 м3/ч раствора хлористого кальция, поступающего на осветление, потребуется 0,1 м3 0,07 %-ного водного раствора флокулянта. С учетом поступления дистиллерной жидкости, не отвечающей требованиям отстоя, расход флокулянта должен быть увеличен примерно до 0,5 м³/ч.

Предварительные испытания по обезвоживанию шламов были проведены на модельном образце фильтра под давлением с поверхностью фильтрования 2·10-3 м² с давлением фильтрования 3 кгс/см2. Полученные результаты показали, что данная суспензия может фильтроваться только на фильтр-прессах с достижением производительности по осадку 11-13 кг/м2·ч с влажностью 28-35 %. Таким образом, на данной стадии целесообразна установка фильтр-пресса типа МЕ 1000. Фирмы Диемме (Италия) с поверхностью фильтрования 54,2 м², что позволит обеспечить увеличение выхода жидкого хлористого калия не менее чем на 15 %.

Таким образом, по результатам исследования стало очевидно, что внедрение процесса отстаивания и установка сгустителей типа «Дорра» является целесообразным для производства хлористого кальция на ОАО «БСК», т.к. предлагаемое новшевство позволяет добиться повышения производительности установки по 35%-му раствора хлористого кальция до 45 тыс.т/год, не изменяя расходов сырья, материалов и энергетических ресурсов.

Использованные источники:

1. http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=8576

2. http://science.spb.ru/files/IzvetiyaTI/2012/17/Articles/08/files/assets/downloads/publication.pdf

3. http://www.indpg.ru/research/r.php?child=getresearch_new&h=indpg.ru&id=6886&parent=getdemo