【正文】 倍，成本較高；洗滌用水量大，一般每生產(chǎn)1t活性白土，需排放30－60 m3的強酸性廢水，環(huán)境污染嚴重，反應(yīng)溫度較高（80～100 ℃），能耗較大，設(shè)備腐蝕嚴重。而使用昂貴的有機覆蓋劑則提高了產(chǎn)品的成本，這樣不僅耗費了大量的資源，所創(chuàng)價值又十分有限。本項目的提出，充分運用了我國地方的資源優(yōu)勢，不僅有重要的科學意義，更大大拓寬了膨潤土的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，并完全貫徹環(huán)境友好型資源節(jié)約型生產(chǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景，具有重要的社會和經(jīng)濟意義。我國的膨潤土資源豐富，儲量居世界第二位，但開發(fā)利用起步較晚，深加工技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)規(guī)模小，而國內(nèi)對高效活性白土的需求量巨大。本項目對活性白土的生產(chǎn)規(guī)模及工藝進行了創(chuàng)新和改進，即建立年產(chǎn)五萬噸的高效活性白土生產(chǎn)廠，生產(chǎn)工藝采用的是連續(xù)性生產(chǎn)。其中能達到國際質(zhì)量水平的活性白土僅為產(chǎn)量的10％；直到現(xiàn)在，廣西也僅有三家活性白土生產(chǎn)廠家，其中最大的年產(chǎn)量為一萬五千噸左右。經(jīng)改性的提純土、處理土具有優(yōu)良的懸浮性能，膠體性能和觸變性能，在涂料、化妝品、乳膠漆、牙膏等日用品化工廠中廣泛做懸浮劑、膏體的觸變劑、乳膠體的穩(wěn)定劑、增稠劑、涂料的防沉劑、藥品的緩釋劑、黏結(jié)劑等。 關(guān)鍵詞：活性白土 生產(chǎn)流程 活化 吸附 改進 循環(huán) Abstract Activated Clay is a material with very strong adsorption capacity , it is mainly based on bentonite ore as raw material, after carefully selected, grinding, activation, extrusion, washing, drying and a series of processes of production. It being widely used in chemical industry, food industry, petroleum industry, sewage treatment and other occupations. This paper39。第二工段為反應(yīng)工段，通過五級串聯(lián)的反應(yīng)釜對膨潤土進行活化。 本文主要的任務(wù)是對一家工廠原有的活性白土生產(chǎn)流程進行改進，對原來的一些不合理流程進一步修改，反應(yīng)采用多級活化，使得操作更加方便，能穩(wěn)定的、連續(xù)的生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效活性白土。對生產(chǎn)進程中產(chǎn)生的廢酸進行循環(huán)使用，降低了酸的消耗量的同時也減輕了對環(huán)境的污染。第三工段為洗滌工段，對活化后的白土進行壓濾和洗滌以除去吸附的酸。s task is to improve the production processa factory original activated clay , further modify some of the unreasonable of original process . multilevel response activation, enables the operate to more easily and steady, continuous production of highquality activated process for recycling waste acid to reduce the acid consumption also reduces environmental through aspen simulation optimization, calculated on the heat and materials. The process is divided into five sections, The first section is the manufacture of raw materials, mainly carried out on bentonite ore crushing and second section is the reaction steps, through the five reactors in series on the activation of third section is the washing steps, on the activated clay for adsorption pressure filtration and washing to remove the Section of the dry and packaging steps, after the clay as filter press contains large amounts of water to be removed, the hot air through the transfer cylinder dryer and convection of the removal of clay water, dried clay were packed into the packing Section of a wastewater treatment steps, to the washing out of waste water purification and recycling reuse. Key words: Activated Clay production process Activated adsorption improve recycle 目錄第一章 前言 1 1 2 2 2 應(yīng)達到的技術(shù)要求 3 5 5 6 7第二章 工藝說明 8 8 8 10 10 10 10 12 14 14 14 14 15 17 17 17 17 18 19 19 19 19 21 21 21第三章 物料衡算及熱量衡算 22 22 22 22 29 31： 31 32第四章 設(shè)備的選擇及主要設(shè)備的設(shè)計 34 34 34 35 35 37 37 38 38第五章 總圖布置 41 41 41 41 41第六章 結(jié)論 42參考文獻 43附錄一 英文文獻 45附錄二 英文翻譯 51致謝 58 第一章 前言膨潤土及其改性產(chǎn)物具有一系列的優(yōu)良性能，是應(yīng)用范圍很廣和經(jīng)濟價值很高的粘土礦物，在工農(nóng)業(yè)及環(huán)境保護上有著廣泛的應(yīng)用。目前，活性白土在膨潤土各種深加工產(chǎn)品中用途最廣，消費量最大，因此加工活性白土是實現(xiàn)膨潤土資源高附加值利用的主要途徑。而我國活性白土的生產(chǎn)工藝又大多沿用國外的濕法加溫間斷式活化工藝，新工藝研究開發(fā)基礎(chǔ)薄弱。相對傳統(tǒng)工藝的反應(yīng)及洗滌是間歇操作，采用連續(xù)工藝后，生產(chǎn)質(zhì)量更高、更穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高及能耗低。從而導(dǎo)致國內(nèi)油脂脫色等部門使用的優(yōu)質(zhì)活性白土必須從國外進口，這不僅造成對國內(nèi)膨潤土資源的浪費，而且削弱了與國外膨潤土市場的競爭力。由于現(xiàn)有的濕法工藝存在諸多不足，如活化程度不易控制，所得最終活性白土結(jié)構(gòu)易被破壞，產(chǎn)生大量廢酸等。上述的諸多問題成了開發(fā)出新的生產(chǎn)工藝應(yīng)該解決的主要問題。 生產(chǎn)步驟為：選礦；原土打漿、提純；加入酸和水，在80～l00℃下活化并攪拌；板框壓濾；干燥、粉碎；成品檢測、包裝。其缺點主要有：若加酸量不足，活化不充分，環(huán)境溫度影響較大，產(chǎn)品活性度不高，質(zhì)量差，對膨潤土原土要求較高，適用于純度高的膨潤土礦。洗滌過程采用少加水，多次沖洗的方法來除去反應(yīng)過程中溶出的金屬離子以及過量的酸。 生產(chǎn)步驟為：選礦；反應(yīng)釜中加入一定量的酸和水；在一定溫度和壓力下活化一定時間；多次少量水漂洗；抽濾；干燥、粉碎；成品檢測、包裝。該法與傳統(tǒng)濕法相比具有以下優(yōu)點：用酸量和用水量分別降低50%左右；生產(chǎn)周期縮短1/2～1/3；污染輕，易治理；占地面積少，設(shè)備利用率高，投資少，見效快。采用廢酸循環(huán)工藝，相對傳統(tǒng)工藝產(chǎn)出的廢酸，通常是不回收或部分回收，生產(chǎn)過程中存在酸消耗定額高，廢水處量大等問題。這一生產(chǎn)優(yōu)化了制備活性白土的工藝，減少了廢酸的排放，更改進了濕法生產(chǎn)中存在的酸的濃度較大，容易對膨潤土的晶體結(jié)構(gòu)造成破壞，導(dǎo)致活性度和脫色率下降等不足；干法生產(chǎn)中存在著酸活化不完全，雜質(zhì)較多，且活性度和脫色率較低，達不到高活性白土要求；而半濕法，汽相法和鍛燒法生產(chǎn)過程中則存在操作溫度及操作壓力較高，設(shè)備要求高，反應(yīng)過程難以控制，而造成活化過度的問題，導(dǎo)致性能下降等不足。美國是世界上最大的膨潤土生產(chǎn)國，其消費量出口量也同樣名列首位。意大利是歐洲膨潤土重要生產(chǎn)國，產(chǎn)品除20％出口外，國內(nèi)消費比例為：鑄造業(yè)40～50％、鉆井泥漿20％、鐵礦球團5％。其中向加拿大和日本出口量最大，約占出口量的25％和20％。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國目前膨潤土產(chǎn)品年產(chǎn)銷量約270萬噸，其中用于鑄造型砂100～110萬噸，用于鉆井泥漿70萬噸，用于冶金球團45萬噸，用于油脂脫色（活性白土）64萬噸，用于其他20～30萬噸。最大的生產(chǎn)裝置能力為5萬噸/年。另外，亞洲的活性白土市場也還有很大的市場容量。為了進一步提高活性白土的性能，減少生產(chǎn)過程中無機酸的使用量以及廢酸的排放量，已對活性白土的生產(chǎn)工藝進行了創(chuàng)新和改進，并對其反應(yīng)過程機理進行了探索，對活性白土的工業(yè)化生產(chǎn)提供了指導(dǎo)依據(jù)?；钚园淄林苽涔に嚨膭?chuàng)新和改進，不僅能夠得到高性能的活性白土，而且高性能的活性白土可以用于膨潤土的深加工領(lǐng)域，填補國內(nèi)對高性能活性白土的巨大需求空白，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。同時向儲槽2加入廢酸，最后儲槽2中的漿料經(jīng)泵抽至反應(yīng)器進行反應(yīng)。但也由于沒有了自然環(huán)境中的自然膨化，膨潤土礦塊徑較大，因此，本項目增設(shè)了破碎機，使原料在進入磨機前經(jīng)破碎機破碎。通過斜篩以除去礦料中的方解石，木塊等固體雜質(zhì)，合格的漿料送入儲存槽1。本項目選用田東礦為主要原料，相對而言原料質(zhì)量較好。反應(yīng)工段為本項目的核心部分，酸活化工藝直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及公司的效益。采用廢酸循環(huán)法制備活性白土，廢酸中的大量金屬離子對反應(yīng)②、③及④的進行有一定的抑制作用，減少了鐵鋁的溶出，從而使最后生產(chǎn)的活性白土的質(zhì)量進一步提高。該間歇酸活化工藝不足之處主要有以下幾點：1）易造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；2）難實現(xiàn)自動化控制；3）難實現(xiàn)能量供需平衡，在裝卸料時沒有停止蒸汽的加入，導(dǎo)致能量損失。當一級反應(yīng)釜釜底沉沙較多時，將進料直接加到二級反應(yīng)釜，同時關(guān)閉一級反應(yīng)釜的進出口閥，反應(yīng)約4個小時后將反應(yīng)產(chǎn)物卸到中間儲槽。五級反應(yīng)后的物料送至洗滌工段，產(chǎn)生的廢酸可循環(huán)利用，廢酸打到廢酸槽，然后返回旋流分離器。本項目在該工段工藝的改進與舊廠的相比，可節(jié)約20～30％加熱蒸汽。本項目在該工段采用廢酸循環(huán)工藝，且活化過程采用連續(xù)反應(yīng)，為本項目能穩(wěn)定的、連續(xù)的生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效活性白土作出巨大貢獻。改造后的工藝不僅解決了舊廠的生產(chǎn)問題，而且，還有下述優(yōu)點：1）五級反應(yīng)的推動力比單級反應(yīng)推動力大得多，促進反應(yīng)的進行。主要設(shè)備有攪拌釜反應(yīng)器。針對上述缺點，本項目對洗滌工藝進行改進創(chuàng)新，采用壓濾、洗滌交替進行，以達到連續(xù)性生產(chǎn)，又減少了廢水排放的目的。二次壓濾后的濾餅直接送入攪拌槽,攪拌槽中加入的是清水然后重復(fù)上述操作，沉降器的溢出液循環(huán)使用，濃漿送往第三級壓濾，濾液循環(huán)使用。舊廠所采用的干燥包裝工藝流程框圖如下圖所示：風機濾餅干燥器粉碎機換熱器旋風分離器包裝機氣化爐2粉煤爐渣煙道氣風機收集器圖27 舊廠干燥包裝工藝流程框圖舊廠生產(chǎn)過程中洗滌工段所得濾餅通過皮帶輸送至回轉(zhuǎn)圓筒干燥器進行干燥，干燥采用熱空氣逆流方式進行。舊廠在該工段存在的不足之處有：1）操作不穩(wěn)定，皮帶易出現(xiàn)故障，導(dǎo)致進入收集器的產(chǎn)品溫度過高，燒壞收集器中的布袋，進而導(dǎo)致粉塵污染。此外，本項目的包裝操作在密閉的包裝車間進行，包裝機采用半自動式，在其四周設(shè)置屏布。一、舊廠酸性廢水處理工藝流程如下圖所示：自然沉降池帶隔層的雙級溢流沉降池中和池平流沉砂池排入河流廢水圖28 舊廠污水處理工藝流程框圖在舊廠的生產(chǎn)過程中，洗滌和壓濾會產(chǎn)生大量的酸性廢水，其中含有大量的鋁鹽和鐵鹽，還存在壓濾洗滌出來的部分產(chǎn)品。2）加大量的電石渣不經(jīng)濟，由于電石渣含氧化鈣的量較低，在處理過程中對電石渣的需求量較大，從而加大經(jīng)濟投入。廢水圓柱形中和池1圓柱形曝氣池幅流式沉降池池槽沉降物一半排放帶式過濾機圓柱形中和池2一半回用圖29 廢水處理流程框圖濾液澄清液二、本項目廢水處理流程如下圖所示： 本