Производство жидкого стекла

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Номенклатура продукции и ее характеристика
  • Виды и сорта продукции
  • 2. Технологическая часть
  • 2.1 Характеристика исходного сырья
  • Кварцевый песчаник (SiO2)
  • Поташ (K2CO3)
  • 2.2 Технологическая схема производства жидкого калиевого стекла
  • Описание технологической схемы
  • 2.3 Расчёт материального баланса
  • 2.4 Выбор и расчёт основного технологического оборудования
  • 2.5 Расчёт потребности в энергетических ресурсах
  • 2.6 Контроль производства
  • 2.6.1 Входной контроль
  • 2.6.2 Приёмка
  • 2.6.3 Методы испытания
  • 2.6.4 Методы контроля
  • Определение содержания в песке кремнезема (SiО2)
  • Определение зернового (гранулометрического) состава песка
  • Определение массовой доли углекислого калия (К2СО3)
  • Определение гранулометрического состава
  • 3. Технико-экономические показатели
  • 4. Охрана труда и окружающей среды
  • Заключение
  • Список использованной литературы

Введение

Под растворимыми стёклами понимают твёрдые водорастворимые стекловидные силикаты натрия и калия. Получают растворимые стёкла сплавлением кремнезёма со щелочными компонентами (содой, поташом и др.) по технологии силикатных стёкол. Растворимые стёкла являются исходными материалами для производства некоторых видов жидкого стекла, хотя в отдельных случаях они могут применяться (обычно в тонкоизмельчённом виде) самостоятельно.

Понятие «жидкое стекло» значительно более широкое и включает в себя водные щелочные растворы силикатов, независимо от вида катиона, концетрации кремнезёма, его примерного строения и главное — способа получения таких растворов. Так, кроме растворения в воде растворимых стёкол, жидкое стекло получают растворением кремнезёма в щелочах, а также растворением аморфных или кристаллических порошков гидратированных или безводных щелочных силикатов. Жидкие стёкла могут быть калиевые, натриевые, литиевые, а также на основе четвертичного аммония. Область составов жидких стёкол включает, на ряду с высокощелочными системами, также и высококремнезёмистые, переходящие по мере уменьшения щёлочности в область стабилизированных кремнезолей.

Как растворимое, так и жидкое стекло являются крупнотоннажными продуктами неорганического синтеза и производятся во всех промышленно развитых странах мира. Интерес к этим техническим продуктам определяется, на ряду с их ценными свойствами, экологической чистотой производства и применения, негорючестью и не токсичностью, а также во многих случаях дешевизной и доступностью исходного сырья.

жидкое стекло калиевое поташ

1. Номенклатура продукции и ее характеристика

«Жидкое стекло» относят к водным растворам щелочных силикатов-силикатам натрия, калия и лития. Натриевые и калиевые жидкие стекла чаще всего являются продуктами растворения в воде стекловидных растворимых силикатов натрия и калия (растворимых стекол). Растворимые силикаты натрия и калия в виде растворимых стекол имеют также техническое название «силикат-глыба».

Жидкие натриевые и калиевые стекла могут быть получены и прямым растворением кремнезема в едкой щелочи, а также растворением в воде и щелочах кристаллических и аморфных силикатов или гидросиликатов.

Таким образом, понятие «жидкое стекло» относят к водным растворам щелочных силикатов, независимо от способа получения этих растворов, тогда как под «растворимым стеклом» следует понимать только растворимые силикаты натрия и калия в стеклообразном состоянии.

В соответствии с действующей нормативно-технической документацией, отечественная промышленность выпускает «стекло натриевое жидкое», «стекло калиевое жидкое», а также смешанные калиево-натриевые и натриево-калиевые жидкие стекла. Основное количество жидкого стекла получают растворением стекловидных силикатов натрия и калия, в ограниченных масштабах применяется прямое растворение в щелочах природных или искусственных кремнеземсодержащих веществ. В отдельных случаях жидкое стекло является попутным продуктом синтеза или переработки материалов.

Виды и сорта продукции

Жидкое стекло имеет три основные формы состояния, а именно: силикатная глыба, жидкий раствор стекла и растворимый порошок. Внутри каждой группы имеется подразделение на сорта, что отвечает разнообразным запросам по отдельным качествам и характеристикам жидкого стекла как продукта.

Сорта растворимого (силикатная глыба) и порошкообразного стекла разделяют на «нейтральные» и «щелочные». И напротив, жидкое стекло представлено широкой палитрой растворов, которые различаются соотношением кремнекислоты и щелочи, а также плотностью. Плотность, обычно, соразмеряется таким образом, чтобы растворы жидкого стекла могли бы без труда перекачиваться насосом при обычных температурах. Более высокая концентрация из-за высокой вискозности серьезно затруднит использование жидкого стекла при нормальной температуре.

Выпуск стекловидных растворимых силикатов натрия и калия осуществляют на стекольных заводах. Производство жидкого стекла рассредоточено по многочисленным предприятиям — потребителям жидкого стекла, относящимся к различным отраслям народного хозяйства.

Жидкие стёкла, выпускаемые промышленностью, представляют собой густые вязкие прозрачные жидкости без видимых механических включений и примесей. Жидкое стекло может быть бесцветным, однако в большинстве случаев оно окрашено примесями в слабо-жёлтый или серый цвет. В ряде случаев наблюдается лёгкая опалесценция растворов жидких стёкол, вызываемая появлением в них полимерных разновидностей кремнезёма.

Химический состав промышленного жидкого стекла определяется в основном составов исходных стекловидных щелочных силикатов, однако его примесный состав может формулироваться также в ходе его производства (измельчение кварцевого песчаника, автоклавное растворение, транспортирование, хранение).

Химическая характеристика промышленных жидких стёкол в соответствии с действующей технической документацией включает содержание основных оксидов (SiO2, К2О), их мольное соотношение (модуль), содержание примесных оксидов и плотность раствора.

Силикатный (кремнезёмистый) модуль жидкого стекла определяется по формуле:

n=SiO22О*m,

где m — отношение молекулярной массы щелочного оксида к молекулярной массе SiO2: mК=1,568; SiO2, К2О — содержание оксидов, %.

Калиевые жидкие стекла характеризуются значениями силикатного модуля 2,8−4,0 при плотности 1,25−1,40 г/смі.

Плотность жидкого стекла неоднозначно определяется концетрацией нерастворённого силиката щелочного металла, поскольку такой силикат может характеризоваться разным соотношением SiO2 и К2О (силикатным модулем), а вклад SiO2 и К2О в плотность раствора различен. Зная модуль жидкого стекла и плотность, можно однозначно определить содержание в растворе оксидов SiO2 и К2О, а по модулю и абсолютному содержанию оксидов-плотность раствора. Определив содержание в жидком стекле К2О и плотность, по величине модуля можно рассчитать содержание в жидком стекле SiO2.

Промышленные калиевые жидкие стёкла, выпускаемые за рубежом характеризуются значениями силикатного модуля в пределах 2,8−3,9 для калиевого жидкого стекла и плотности жидких стёкол 1,49−1,26 г/см3.

На ряду с такими характеристиками жидкого стекла, однозначно определяющими его состав, как плотность, концетрация щелочного катиона (% К2О), кремнезёма (% SiO2) и модуль, важнейшая характеристика жидкого стекла — вязкость). Вязкость жидкого стекла является функцией концетрации, типа щелочного катиона и температуры. Характерно очень резкое возрастание вязкости щелочных силикатных растворов при определённых значениях концетрации и модуля раствора. Вязкость растворов силикатов калия растёт при увеличении концетрации быстрее, чем вязкость натриевых силикатных растворов. Калиевые жидкие стёкла при одинаковой концетрации и одинаковом модуле значительно более вязкие. Щёлочность промышленных растворов щелочных силикатов калия характеризуется значениями рН 11−12.

Предпосылками для широкого применения жидкого стекла в различных отраслях народного хозяйства являются следующие:

1. Высокий уровень вяжущих свойств, обеспечивающий получение необходимых технических характеристик композиционного материала при небольшом расходе связующего. Возможность получения широкого диапазона технических свойств композиционных материалов на основе жидкого стекла: водостойкости, химической стойкости, атмосферостойкости, термических свойств и др.

2. Дешевизна и не дефицитность исходного сырья для производства растворимого и жидкого стекла (кварцевый песок, сода, поташ), сравнительная простота технологии. Эти обстоятельства делают жидкое стекло доступным и недорогим материалом.

3. Нетоксичность жидкого стекла обеспечивает хорошие санитарно-гигиенические условия труда рабочих как при производстве стекла, так и при получении композиционных материалов на его основе.

4. Абсолютная негорючесть и отсутствие выделения каких-либо газообразных веществ (кроме водяных паров) при нагреве до сравнительно высоких температур (выше 600°С), возможность использования жидкого стекла для получения термостойких и огнеупорных материалов. Негорючесть и не токсичность жидкого стекла делают его конкурентоспособным по сравнению со связующими органического происхождения. В некоторых случаях эти обстоятельства предопределяют выбор жидкого стекла в качестве связующего даже в ущерб уровню технических свойств композиционного материала.

5. Жидкие стекла являются единственным широко доступным источником растворимого кремнезема, необходимого для синтеза неорганических и кремнеорганических соединений. Такой источник растворимого кремнезема не имеет природных аналогов.

Назначение: применяется для производства:

силикатных фасадных красок;

силикатных покрытий;

огнезащитных покрытий;

антикоррозионных покрытий;

защитно-декоративных покрытий:

покрытий для защиты от расплавленных металлов;

противопригарных покрытий;

силикатных клеев;

инъекционных составов для укрепления горных пород и грунтовок;

составов для пропитки пористых синтетических материалов, тканей, дерева, строительных изделий;

брикетирования (окускования) руд, концентратов, сорбентов и др. ;

электродов.

2. Технологическая часть

2.1 Характеристика исходного сырья

Кварцевый песчаник (SiO2)

Компонент для производства растворимых силикатов натрия и калия является кварцевый песок __ тонкопомольная порода, состоящая преимущественно (> 96%) из зёрен кварца с размером частиц 0,15−0,3 мм. Примесями кварца в песке являются минералы глин (каолинит, монтмориллонит и др.), щелочные алюмосиликаты (полевые шпаты, слюда и др.), железосодержащие минералы, карбонатные примеси. Для производства силикат-глыбы вредными примесями в песке являются минералы, повышающиеся сверх установленных пределов содержание в щелочно-силикатном стекле таких компонентов химического состава, как Al2O3, Fe2O3, CaO. Ограничения по содержанию в стекле примесей связаны с их отрицательным влиянием на процессы растворения силикат-глыбы в воде при производстве жидкого стекла.

Кварцевый песок для силикат-глыбы должен соответствовать требованиям ГОСТ 22 551–77. В большинстве случаев этому стандарту удовлетворяют пески без специального обогащения, однако иногда требуется обогащение местных песков (например, их промывкой для снижения содержания Fe2O3) или использование обогащённых песков, поставляемых централизованно.

Поташ (K2CO3)

Карбонат калия, известный так же как «углекислый калий» (Поташ) __ химическое соединение K2CO3, твёрдое белое кристаллическое вещество. Плотность порядка 2,44г/см3. Полностью растворим в воде

Поташ легко получить щелока (раствор древесной золы в воде) при выщелачивании водой золы из злаков или водорослей, так как именно калия больше всего в растворимой части растительных остатков (белая «зола» от костра __ в основном поташ. Как побочный продукт получается при обогащении нефелинов. Сегодня карбонат калия получается путём электролиза хлорида калия, в результате чего образуется гидроксид калия, который, поступая в реакцию с углекислым газом, образует воду и карбонат калия.

Поташ применяется:

в строительстве, как противоморозная добавка;

в производстве сукна, выделке кож;

для изготовления мыла и красок;

при производстве тугоплавкого стекла и хрусталя;

в качестве удобрения.

2.2 Технологическая схема производства жидкого калиевого стекла

Рисунок 2. 1 - Технологическая схема

Описание технологической схемы

В соответствии с технологической схемой получения калиевого жидкого стекла со склада кварцевый песчаник (SiO2) в контейнерах подаётся в бункер. Из бункера SiO2 пластинчатым питателем подаётся на молотковую дробилку. Дробленый SiO2 выгружается в контейнер. Далее контейнер подаётся к автоклаву. Контейнер с SiO2 устанавливается над бункером, и SiO2 выгружается из контейнера через бункер в автоклав. В автоклав из сборника загружается поташ (К2СО3) и из сборника заливается горячая вода на 20 см выше уровня SiO2 и К2СО3. Разварка SiO2 и К2СО3 производится острым паром, подаваемым по трубопроводу в автоклав до достижения давления в автоклаве 0,6−0,7 МПа. После этого подача пара в автоклав прекращается, и дальнейший процесс растворения SiO2 и К2СО3 происходит за счёт тепла реакции. Контроль процесса осуществляется по плотности жидкого стекла. Из автоклава жидкое стекло с плотностью 1,34−1,36 т/м3 передавливается паром в аппарат с перемешивающимся устройством. Жидкое стекло из аппарата с перемешивающим устройством насосами через патронный фильтр подают в трёх секционный отстойник, в котором жидкое стекло выдерживается в течении 2-х суток. Собирающийся в нижней части отстойника шлам выгружают 1 раз в 2−3 месяца и вывозят в отвал. Чистое жидкое стекло из отстойника насосом перекачивается в склад готовой продукции, где фасуется в металлические фляги, бочки или барабаны, установленные на весах.

2.3 Расчёт материального баланса

Таблица 1 — Расчет производственной программы

Наименование продукции, единица измерения

Производительность

В час

В смену

В сутки

В год

Жидкое калиевое стекло

6,18

49,46

148,37

50 000

Состав: кварцевый песчаник — 25,64%, поташ — 58,97%, вода — 15,39%.

При транспортировке, дроблении, растворении и отстаивании веществ происходят потери сырья на производстве. Вследствие этого необходимо корректировать количество сырья. В зависимости от соотношения веществ, в конечном продукте, подсчитаем вынужденные потери.

Потери.

Транспортировка — 0,5%.

Дробление — 1%.

Отстаивание — 0,5%

Растворение (в вращающем автоклаве):

K2CO3+SiO2+2H2O K2O*SiO2*2H2O+CO2

В ходе этой реакции теряется CO2.

Рассчитаем молекулярную массу:

М (K2CO3) =39*2+12+16*3=138 а. е. м.

М (SiO2) =28+16*2=60 а. е. м.

М (2H2O) =2* (1*2+16) =36 а. е. м.

М (K2O*SiO2*2H2O) =39*2+16+28+16*2+2* (1*2+16) =190 а. е. м.

М (CO2) = 12+16*2=44 а. е. м.

234 — 100%

44 — Х%;

Х=18. 8%;

В ходе расчета получили, что при растворении в вращающем автоклаве теряется 18,8% - СО2

Кварцевый песчаник 25,64%

М=50 000−25,64%=12 820 т

М=12 820+5%=13 461 т

Мп=13 461+0,5%+1%+0,5%=13 864,8 т;

Поташ 58,97%

М=50 000−58,97%=29 485 т

Мп=29 485+18,8%=35 028,2 т;

Вода 15,39%

Мп=50 000−15,39%=7695 т

Мп=13 864,8+35 028,2+7695=56 588 т

Потери при отстаивании и транспортировки на склад:

Мп=56 588+0,5%=56 870,94 т — необходимое общее количество жидкого калиевого стекла:

3 смены в день, непрерывный рабочий график.

Рабочих дней 337.

Количество часов в год 8088 ч

Таблица 2 — Потребность цеха в сырье для выполнения производственной программы

Единицы измерения времени

Наименование продукции

Кварцевый песчаник,

т

Поташ,

т

Вода,

т

Кварцевый песчаник + Поташ + Вода,

т

Жидкое калиевое стекло,

т

В час

1,71

4,33

0,95

6,99

7,03

В смену

13,71

34,65

7,61

55,97

56,25

В сутки

41,14

103,94

22,83

167,92

168,76

В год

13 864,8

35 028,2

7695

56 588

56 870,94

2.4 Выбор и расчёт основного технологического оборудования

Количество каждого вида оборудования, необходимого для производства определяется по формуле:

Nоборчаспасписп,

где Пчас - необходимая производительность цеха или передела, т/час;

Ппасп — необходимая производительность отдельного вида оборудования, т/час;

Кисп — коэффициент использования оборудования, по нормативам обычно 0,85−0,95.

Таблица 3 — Спецификация оборудования

п/п

Наименование

Тип

или

марка

Краткая техническая характеристика

Мощность

электро-двигателя, кВт

Коли-чест-во, шт.

Габаритные

размеры,

мм

1

2

3

4

5

6

7

1.

Пластинчатый питатель

СМК-351

производи-тельность — 17−100т/ч

5,5

1

длина 8750, ширина 3366, высота 2100

2.

Молотковая дробилка

СМД-112

производи-тельность — до

12т/ч

18,5

1

длина 1031, ширина 1100, высота 1150

3.

Вращающий автоклав

ГВ

производи-тельность за 1 операцию — 6т

7,5

7

4.

Аппарат с перемешивающим устройством

вээ1−25−1. 6

частота вращения мешалки — 22 об/мин, рабочий объем — 22,9 м3

20

4

диаметр-2400

5.

Шнековый насос

C17

Производи-тельность — 49,5 м3/час

15,5

4

520×279x

356

6.

Патронный фильтр

ФПН-36

Производи-тельность — 36 м3/час

-

4

диаметр 368;

высота 1587

7.

Трёх секционный отстойник

4

1. Пластинчатый питатель применяют в технологических линиях на заводах по производству жидкого калиевого стекла и предназначен для объемного дозирования и подачи сырья из бункера в технологическую линию.

2. Молотковая дробилка широко используется в металлургической, горнодобывающей, химической, цементной, строительной, угольной, строительной, огнеупорной и других промышленных и горнодобывающих предприятия. Эта молотковая дробилка пригодна для среднего и крупного дробления. Она главным образом предназначена для измельчения различных мягких и твердых руд, которых прочность на сжатие не выше 320Мпа.

3. Вращающий автоклавы типа ГВ (горизонтальные вращающиеся) предназначены для варки жидкого стекла. Автоклавы выпускаются трех типов (цифры в названии обозначают рабочий объем аппарата в куб. м): ГВ-2,0; ГВ-3,2; ГВ-6,3.

Автоклавы применяются:

в литейном производстве;

на целлюлозно-бумажных комбинатах;

при производстве стекла;

при изготовлении картона;

в строительстве для укрепления грунтов.

Процесс варки осуществляется при 0,3−0,7 МПа и температуре 135−1650С.

4. Аппарат с перемешивающим устройством предназначен для проведения в агрессивных жидкостях различных химических процессов с подогревом или охлаждением и перемешиванием среды.

5. Шнековый насос предназначен для густых текучих масс с допустимым вкраплением воздуха и твердых частиц. Шнековый насос обеспечивает перекачивание продуктов содержащих абразивные частицы. Преимуществом шнекового насоса является то, что при перекачивании продуктов с включениями не происходит дробления и разрушения включений.

6. Патронный фильтр используют для очистки пищевых и не пищевых жидкостей от взвешенных частиц с давлением до 0,8 МПа. Фильтрующим элементом является один или несколько патронов, установленных в корпус фильтра. Полипропиленовый фильтрующий элемент изготовлен таким образом, что обеспечивает фильтрацию жидкой среды по всей его толщине, задерживая сначала более крупные, а затем более мелкие частицы. Фильтрация жидкости происходит снаружи внутрь фильтрующего патрона.

7. Трёх секционный отстойник предназначается для отстаивания жидкого стекла в течении 2-х суток. В нижней части отстойника собирается шлам, который выгружают 1 раз в 2−3 месяца.

2.5 Расчёт потребности в энергетических ресурсах

К энергетическим ресурсам относятся топливо, пар, электроэнергия и сжатый воздух.

Таблица 4 — Расход электроэнергии

п/п

Наименование оборудования с электродвигат-елем

Кол-во единиц обору-дования

Мощность электродви-гателя

Коэфф. исполь-зования во времени

Коэфф. загруж-енност. по мощно-сти

Потреб-ляемая электро-энергия с учетом коэфф. аисполь-зования и загруже-нности по мощно-сти, кВт•ч

Едини-цы

Общая

1.

Пластинчатый питатель

1

5,5

5,5

0,1

0,8

0,44

2.

Молотковая дробилка

1

18,5

18,5

0,096

0,8

1,42

3.

Вращающийся автоклав

7

7,5

52,5

0,143

0,8

6,01

4.

Аппарат с перемешивающим устройством

4

20

80

0,226

0,8

14,46

5.

Шнековый насос

4

15,5

62

0,105

0,8

5,21

Итого:

17

67

218,5

27,54

Потребляемую мощность получают умножением мощности каждого электродвигателя на коэффициент загрузки и использования во времени.

Годовой расход электроэнергии (Эгод) определяется как сумма энергозатрат — итоговый результат последней колонки таблицы.

Удельный расход электроэнергии на товарную единицу продукции со-ставляет:

Эуд=Эгод/Пгод,

где Пгод — годовая производительность по основному виду продукции, т.

ЭУД =27,54/50 000=0,0055кв*ч/т

2.6 Контроль производства

2.6.1 Входной контроль

Кварцевый песок по ГОСТ 2255–77.

Поташ по ГОСТ 10 690–73.

2.6.2 Приёмка

Кварцевый песок:

1. Кварцевый песок принимают партиями. Партией считается количество продукции одного месторождения, одной марки, оформленное одним документом о качестве, в котором указывают:

наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;

наименование и марку продукции;

номер и дату выдачи документа;

результаты испытаний;

дату отгрузки;

массу партии;

номер партии;

номер вагона или номер контейнеров;

обозначение настоящего стандарта.

2. Для контроля качества продукции, упакованной в мешки, точечные пробы отбирают от 5% мешков, но не менее чем от пяти мешков.

3. При несоответствии результатов испытаний требованиям настоящего стандарта хотя бы по одному из показателей проводят повторное испытание по этим показателям. Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

Поташ:

1. Поташ поставляют партиями. Партией считают продукт, однородный по своим качественным показателям, одновременно отправленный в один адрес и сопровождаемый одним документом о качестве, в количестве не более 200 т.

Документ о качестве должен содержать:

наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;

наименование и сорт продукции;

номер партии;

дату изготовления;

массу нетто;

обозначение настоящего стандарта;

классификационный шифр 9163 по ГОСТ 19 433;

результаты проведённых анализов или подтверждение о соответствии качества продукта требованиям настоящего стандарта.

2. Для проверки качества поташа на соответствие его показателей требованиям настоящего стандарта отбирают пробу от 10% мешков или контейнеров и от каждого вагона.

Допускается отбор проб у изготовителя с помощью механизированных или автоматизированных пробоотборников пересечением потока продукции при загрузке каждого 10 мешка, каждого контейнера или вручную пересечением потока продукта через каждые 4−5мин.

3. При получении неудовлетворительных результатов анализа хотя бы по одному из показателей проводят повторный анализ пробы, отобранной от удвоенного количества мешков той же партии.

Результаты повторных анализов распространяются на всю партию.

2.6.3 Методы испытания

Кварцевый песок:

1. Отбор проб для упакованной продукции производят щупом произвольно из любой точки мешка или контейнера.

От каждого мешка или контейнера должна быть отобрана одна точечная проба массой не менее 0,1 кг.

Отбор проб для испытания продукции без упаковки производят следующим способом:

от продукции, находящейся на складе, __ тупом из восьми разных точек, расположенных на равном расстоянии друг от друга и на расстоянии не менее 0,5 м от края насыпи. Масса точечной пробы должна быть не менее 0,25 кг;

от продукции загружаемой в транспортные средства, __ восемь точечных проб при пересечении струи материала или с ленты конвеера с переходом отбора (t) в минутах, вычисляемым по формуле:

t= (60*m) / (8*Q)

где __ масса партии, т; __ производительность патока продукции, т/ч. Масса точечной пробы должна быть не менее 0,5 кг.

2. Масса объединённой пробы, состоящей из точечных проб, должна быть не менее 4 кг. Объединённую пробу тщательно перемешивают и методом квартования сокращают до 2 кг.

3. Полученную пробу делят на две равные части, одну из которых направляют в лабораторию, вторую упаковывают в полиэтиленовый мешок или стеклянную банку, опечатывают и хранят в специально отведённом помещении в течении 2 месяцев на случай разногласий, возникших при определении качества.

На полиэтиленовом мешке или стеклянной банке должны быть указаны:

наименование предприятия-изготовителя;

наименование и марка продукции;

номер партии;

дата отбора проб;

должность и фамилия лиц, производящих отбор проб.

Поташ:

Точечные пробы из мешков отбирают щупом, погружая его по вертикальной оси мешка на ¾ глубины. Масса точечной пробы должна быть не менее 0,2 кг.

Отбор проб из вагонов типа «хоппер» проводят шуром из каждого люка вагона. Допускается отбор проб механизированным или автоматизированным пробоотборником пересечением потока продукции через равные промежутки времени.

Масса точечной пробы, отобранной механизированным или автоматизированным пробоотборником, должна быть не менее 25 г, отобранной вручную совком — не менее 50 г.

Отобранные точечные пробы соединяют вместе, тщательно перемешивают и методом квартования сокращают до получения средней пробы массой не менее 0,5 кг.

Полученную среднюю пробу помещают в чистую сухую стеклянную банку, плотно закрытую пробкой, или полиэтиленовый мешочек. На банку или полиэтиленовый мешочек наклеивают или прикрепляют этикетку с указанием: наименования продукта, номера партии и даты отбора пробы.

Для проведения анализа и приготовления растворов применяют реактивы квалификации х. ч., ч. д. а. или ос. ч.

Допускается применение аналогичной (в том числе импортной) лабораторной посуды и аппаратуры по классу точности, а также импортных реактивов, по качеству не ниже указанных в стандарте.

Для проведения анализа по пп.3. 2, 3. 4−3. 8, 3. 10, 3. 11 отобранную пробу прокаливают при температуре 500 0С — 520 0С до постоянной массы, охлаждают и хранят в эксикаторе.

2.6.4 Методы контроля

Контроль качества кварцевого песка:

Определение влажности.

Для определения влажности песка (или другого материала) берут навеску средней пробы весом 50 или 100 г и помещают в фарфоровую чашку, которую предварительно выдерживают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,001 г. Навеску в чашке помещают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 110° С в течение 2−4 ч до постоянного веса.

После этого навеску песка взвешивают повторно. Содержание влаги в песке W определяют по формуле:

где р — вес пробы до высушивания, г; р1 — вес пробы после высушивания, г.

Определение содержания в песке кремнезема (SiО2)

Навеску в 0,4 г тонко измельченного прокаленного песка, взвешенного с точностью до 0,0002 г, помещают в предварительно прокаленный и взвешенный платиновый тигель, смачивают (до увлажнения) несколькими каплями воды, прибавляют пять капель серной кислоты (уд. вес 1,835) и 8−10 мл 4% -ной фтористоводородной кислоты. Нагревают тигель на песчаной бане (под тягой) до прекращения выделения белых паров серного ангидрида. Затем снимают тигель, стирают с его стенок и дна приставшие снаружи крупинки песка, накрывают крышкой и прокаливают в течение 25 мин в муфеле или на газовой горелке, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание повторяют до получения постоянного веса.

Процентное содержание окиси кремния вычисляют по формуле

где р — навеска испытуемого песка, г; р1 — вес остатка в тигле после прокаливания, г.

Определение зернового (гранулометрического) состава песка

Определение зернового (гранулометрического) состава песка производят методом ситового анализа — просеиванием песка через стандартные контрольные металлические сита с круглыми и квадратными отверстиями.

Ситовому анализу подвергается средняя проба песка, отобранная в соответствии с ГОСТ 8735–65.

Стандартный набор контрольных сит для просеивания песка состоит из пяти сит с величиной отверстий сеток в свету: 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,14 мм.

Ситовой анализ проводят следующим образом. Среднюю пробу песка высушивают до постоянного веса, берут навеску в 1000 г и помещают на верхнее сито стандартного набора, состоящего из сит 2,6; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 и поддона. Весь набор сит закрывают крышкой и просеивают пробу многократным встряхиванием. Полноту просеивания проверяют встряхиванием каждого сита отдельно над листом глянцевой бумаги. Просеивание требует много времени; значительно быстрее просеивание происходит на механизированных ситах. Имеется несколько типов аппаратов для механического просеивания порошковых материалов. рис. 1

Рис. 1. Лабораторное вибрационное сито:

1 — серьга для подвешивания рамы, 2 — мотор, 3 — вибратор, 4 — пружина, 5 — рама, 6 — набор сит.

Величины, характеризующие зерновой состав песка, получают в результате определения частных и полных остатков на каждом сите стандартного набора. Остаток на каждом сите взвешивают отдельно и выражают вес его в процентах по отношению к весу всей навески; при таком расчете получают величины частного остатка на каждом сите.

Расчет производят по формуле:

Q1. 25 = p/p1 * 1000

где Q1. 25 — частный остаток на сите 1,25 (номер сита дан условно), %; p1 — вес остатка на сите, г; p — вес всей навески, г.

Полным остатком на сите называется соотношение суммы частных остатков на данном сите и ситах с более крупными ячейками ко всей навеске песка, выраженное в процентах.

Оценку качества песка по гранулометрическому составу можно также производить по модулю крупности — условному показателю, вычисленному по данным ситового анализа. Модулем крупности (Мк) называется частное от деления на 100 суммы всех полных остатков песка, полученных на всех ситах стандартного набора и выраженных в процентах.

Величина модуля крупности зависит в основном от величины остатков на более крупных ситах и в меньшей степени от величины остатков на меньших ситах. Поэтому чем крупнее песок, тем больше его модуль крупности. Модуль крупности (Mk) песков составляет: крупного — 3,5−2,4; среднего — 2,5−1,9; мелкого — 2,0−1,5; очень мелкого-1,6−1,2; тонкого — меньше 1,2.

Модуль крупности, превышающий 3,5, характеризует обычно крупнозернистые пески, состоящие из однородных по размеру зерен.

Контроль качества поташа:

Определение массовой доли углекислого калия (К2СО3)

Взвешивают 2,0−2,5 г поташа (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвёртого десятичного знака), помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 50 см3 воды, нагревают до кипения, прибавляют 2−3 капли раствора метилового красного и титруя раствором соляной кислоты до перехода жёлтой окраски в малиновую.

Массовую долю поташа К2СО3 (Х) в процентах вычисляют по формуле:

Х= ((V*0. 0691*100) /m) — X1*1. 3040,

где V__ объём раствора соляной кислоты концентрации точно с (HCI) =1моль/дм3, израсходованный на титрование, см3;

0,0691__ масса поташа в граммах, соответствующая 1 см3 раствора соляной кислоты концентрации точно с (HCI) =1моль/дм3, г/см3;

Х1__ массовая доля натрия в пересчёте на углекислый натрий;

1,3040__ коэффициент пересчёта углекислого натрия на углекислый калий (поташ);

m__ масса навески, г.

За результата контроля принимают среднеарифметическое двух параллельных определений, абсолютное расхождение между которыми не должно превышать 0,3% при доверительной вероятности Р=0,95.

Определение гранулометрического состава

Аппаратура: установка лабораторная (модель 029М); набор сит с сетками № 1К и № 01К по ГОСТ 6613; состовляют набор сит (снизу вверх): поддон, сита № 01К, № 1К; весы лабораторные по ГОСТ 24 104 (3-го класса); секундомер по действующей нормативной документации; часовые стёкла.

Взвешивают (100+/ - 0,1) г поташа, помещают на верхнее сито набора, закрывают крышкой и просеивают на установке модели 029 М или вручную в течении (10+/-0,1) мин.

При ручном посеве производят колебательные движения сит (80−120 колебаний в минуту). В процессе рассева (4 раза в минуту) сита ставят на стол и ударяют руками по обечайке.

Взвешивают два часовых стекла, на них последовательно количественно переносят остатки с сит № 1К и № 01К и взвешивают (результаты всех взвешиваний в граммах записывают с точностью до первого десятичного знака).

Массовую долю продукта, прошедшего через сито с сеткой № 1К, (Х12) в процентах вычисляют по формуле:

Х12=100-m,

Где m__ масса остатка на сите с сеткой № 1К, г;

100__ масса навески, г.

Масса остатка на сите с сеткой № 01К в граммах соответствует его содержанию в процентах.

За результата контроля принимают среднеарифметическое двух параллельных определений, относительное расхождение между которыми не превышает допускаемое расхождение, равное 2%, при доверительной вероятности Р=0,95. Результат округляем до целых чисел.

3. Технико-экономические показатели

Цех по производству калиевого жидкого стекла производительностью 168,76 т/сут.

Таблица 5. Штатная ведомость предприятия

п/п

Профессия рабочего

Кол-во рабочих в смену

Длительность смены

Количество смен в сутки

Количество рабочих в сутки

1

Слесарь

1

8

3

3

2

Оператор

1

8

3

3

3

Машинист дробилки

1

8

1

1

4

Оператор автоклава

7

8

3

21

5

Рабочий склада

2

8

3

6

6

Начальник цеха

1

8

1

1

7

Старший мастер

1

8

1

1

8

Сменный мастер

1

8

3

3

9

Рабочий приемочного отделения

2

8

3

6

10

Лаборант

1

8

3

3

11

Дежурный электрик

3

8

3

9

12

Маторист питателя

1

8

3

3

Итого

60

Списочный состав производственных рабочих

77

При расчете использован явочный коэффициент, который при непрерывной работе равен 1,28.

Трудоемкость производства продукции определяют делением годового количества человеко-часов на годовую производительность предприятия по основному виду продукции.

Т=60•8•337/50 000=3,235чел-ч/т

Производительность труда — это количество продукции, приходящейся в год на одного списочного рабочего, в натуральном или ценностном выражении.

ПТГОДС=50 000/77=649,35т

Где КС — списочное количество рабочих

Энерговооруженность — мощность в кВт всех электродвигателей, технологического оборудования, отнесенная к 1 рабочему.

Э=219,5/77=2,85кВт•ч/чел

4. Охрана труда и окружающей среды

Особую опасность при обслуживании оборудования представляют его движущиеся части. Поэтому для предохранения обслуживающего персонала от соприкосновения с ними предусматривают сетчатые или сплошные ограждения. Следует учесть, что применение съёмных защитных и ограждающих устройств допускается в том случае, если по конструктивным или технологическим причинам не представляется возможным установить стационарные. Для производства ремонтных и регулировочных работ, а также для наблюдения за технологическим процессом и работой механизмов в ограждениях предусматривают смотровые окна или люки, обеспечивающие удобство наблюдения и безопасность для обслуживающего персонала.

Большинство технологического оборудования ремонтируют без снятия с фундамента. Поэтому для удобного и безопасного ведения ремонтных работ в стесненных условиях, а также на высоте, следует использовать грузоподъемную технику необходимой грузоподъемности, предусматривать в узлах и деталях устройства для строповки (приливы, отверстия, рым болты и др.), планировать такое размещение оборудования, которое обеспечивало бы возможность временного хранения около ремонтируемых узлов демонтируемых, а также доставки подготовленных новых тяжелых и громоздких деталей.

Размещение оборудования в производственных условиях и на рабочих местах не должно представлять опасности для обслуживающего персонала. Ширина проходов в цехах должна быть для магистральных проходов не менее 1,5 м, для проходов между оборудованием — не менее 1,2 м, для проходов между стенами производственных зданий и оборудования — не менее 1 м, для проходов к узлам оборудования — не менее 0,5 м, для их обслуживания и ремонта — не менее 0,7 м.

При этом ширина проходов должна быть увеличена не менее чем на 0,75 м при одностороннем расположении рабочих мест от проходов и проездов и не менее чем на 1,5 м при расположении рабочих мест по обе стороны проходов и проездов. Общие требования к установке и эксплуатации технологического оборудования должны соответствовать инструкциям заводов-изготовителей и правилам технической эксплуатации предприятий промышленности строительных материалов.

Шумовую характеристику следует выбирать из числа предусмотренных ГОСТ 23 941–79.

Значения предельно допустимых шумовых характеристик машин следует устанавливать исходя из требований обеспечения на рабочих местах допустимых уровней шума в соответствии с основным назначением машины и требованиями стандарта. Методы установления предельно допустимых шумовых характеристик стационарных машин — по #M12291 5 200 315ГОСТ 12.1. 023−80#S.

Контроль за соблюдением правил охраны труда работающих на комбинате должен осуществляется в соответствии с «Типовым положением о службе охраны труда», утвержденным Постановлением Министерства труда и соцзащиты РБ от 21 мая 2002 г. № 82.

Контроль за противопожарной безопасностью осуществляется согласно «Общим правилам пожарной безопасности Республики Беларусь для промышленных предприятий».

В соответствии с требованиями в составе проекта (П) и рабочего проекта (РП) должен разрабатываться раздел по охране природной среды, включая данные, характеризующие естественное состояние водоемов, атмосферного воздуха и почвы. В РП и П должен разрабатываться раздел «Охрана атмосферы».

Раздел проекта «Охрана атмосферы» должен разрабатываться в соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3. 02−78 «Охрана природы. Атмосфера», СН 245−71 «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий», СН 369−74 «Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».

В составе проекта (П) и рабочего проекта (РП) мероприятия по охране атмосферного воздуха должны быть представлены в виде пояснительной записки и графической части.

Пояснительная записка составляется в соответствии с приложением 1 ГОСТ 17.2.3. 02−78 и должна содержать:

· климатическую характеристику для района проектируемого объекта с указанием расположения промплощадки и особенностей метеоусловий и рельефа местности;

· данные по имеющимся фондовым концентрациям, создаваемым соседними действующими предприятиями;

· краткое описание технологического процесса с перечнем источников вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу;

· количественную характеристику неорганизованных и вентиляционных выбросов по всем веществам, их вклад в суммарные выбросы предприятия;

· перечень проектных решений по усовершенствованию технологических процессов, обеспечивающих снижение вредных выбросов в атмосферу;

· обоснование комплекса мероприятий по аспирации, обеспыливанию и газоочистке с выбором наиболее эффективного и экономичного современного пылеулавливающего оборудования;

· краткую характеристику принятых систем обеспыливания и газоочистки по всем переделам предприятий;

· организационные мероприятия с разработкой состава службы пылеулавливания и ее обязанностей;

· расчетные данные по ожидаемым приземным концентрациям вредных веществ со ссылкой на принятую методику расчета и программу для решения на ЭВМ;

· анализ расчетных данных с выявлением точек максимальных концентраций вредностей с указанием их координат.

Данные по предельно допустимым выбросам (ПВД) для каждого источника. Климатическая характеристика района должна даваться, исходя из среднегодовых или многолетних наблюдений местных метеостанций или по данным СНиП II-4. 6−75. В ней должны быть указаны скорость и повторяемость ветров по восьми румбам. Следует охарактеризовать летние и зимние температурные режимы района с указанием средней температуры воздуха в 13. 00 наиболее жаркого месяца года.

При наличии соседних действующих или проектируемых предприятий следует учитывать фоновые концентрации вредных веществ, создаваемые ими. В разделе генплана проекта должны быть учтены благоустройство, озеленение промплощадки предприятия и санитарно-защитной зоны в соответствии с климатологическими условиями. Раздел «Охрана окружающей среды» должен содержать технико-экономический анализ принятых технологических, газоочистных и других мероприятий по защите атмосферы. [7,14,15]

Заключение

В данном курсовом проекте рассчитывается цех по производству жидкого стекла с производительностью 50 000 т/год.

Для обеспечения данной производительности завод ежегодно потребляет 56 588 т/год исходного сырья.

На заводе используется следующее технологическое оборудование: молотковая дробилка, пластинчатый питатель, вращающийся автоклав, аппарат с перемешивающим устройством, шнековый насос, патронный фильтр.

Список использованной литературы

1. Бауман, В.А., Клушанцев, Б.В., Мартынов, В. Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций

2. Глуховский, В.Д. Грунтосиликаты

3. Сапожников, М. Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций / М. Я. Сапожников — Учеб. для строительных вузов и факультетов.М., «Высш. школа» 1971. — 133 с.

4. Корнеев, В.И., Данилов, В. В. Жидкое и растворимое стекло 1996

5. Мешалки и перемешивающие устройства. http: //talnah. su/apparaty_periodicheskogo_dejstviya-peremeshivanie

6. Питатель пластинчатый. http: //www. mit. by/becema/products/pitatel-plastinchatyi-smk-351

7. Шнековый насос. http: //www. ik-kpd. com/catalogue/filters/id25/page67

8. Контроль качества кварцевого песка. http: //arxipedia. ru/cilikatnyj-kirpich/kontrol-kachestva-kvarcevogo-peska. html

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой