Министерство образования и науки РФ Национальный исследовательский Томский политехнический университет Физико-технический институт Кафедра химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов Проект аппарата по получению диоксида титана, производительностью 100 т/г. Курсовой проект студента гр.04** Иванова Ивана Ивановича Томск 1 июня 2012 г. Руководитель, доцент, к.т.н. Иванов Иван Иванович

Задание. Введение. Иванов Иван Иванович, Сл.2 1)Аппарат, подлежащий проектированию, входит в состав технологической линии производства пигментного диоксида титана из ильменита при использовании фторидов аммония в качестве вскрывающего реагента. Данный аппарат предназначен для прокаливания гидратированного диоксида титана после стадии осаждения и фильтрации. 2)Основные технологические задачи проектируемого аппарата: -обеспечить непрерывный процесс производства; -производить перемешивание материала для предотвращения агрегирования частиц; -провести процесс прокаливания с получением диоксида титана структурной модификацией рутил (не менее 95%) 3) В данном курсовом проекте рассчитана барабанная вращающаяся печь, имеющая шнековый питатель, три температурные зоны с использованием ТЭНов, керамические шарообразные мелящие тела, циклон для снижения пылеуноса твердых частиц из аппарата. Производительность аппарата составляет 100 тонн в год по конечному продукту.

Принципиальная схема производства диоксида титана из ильменита с использование фторидов аммония Иванов Иван Иванович, Сл.3 Выбранный аппарат для проектирования выполняет стадии сушки осажденного гидратированного диоксида титана до безводного диоксида титана, а также обеспечивает помол и прокаливание с получением тонкодисперсного диоксида титана со структурой рутила.

Теория процесса. Иванов Иван Иванович, Сл.4 Согласно литературным данным полное удаление воды из гидратированного диоксида титана происходит при С. Как видно из рисунка, при сушке наблюдается эндоэффект с максимумов поглощения тепла при С, что соответствует испарению воды и получению метатитановой кислоты (гидроксид титанила). Диоксид титана после сушки имеет аморфную структуру. Для использования диоксида титана в качестве пигмента необходимо обеспечить жесткие требования по размеру частиц, химическому составу и структуре (фазовое состояние). Сначала при нагреве аморфного диоксида до С происходит образование структуры анатаз, далее при С происходит образование рутила. При прокаливании необходимо обеспечивать непрерывный помол, чтобы предотвратить спекание и агрегирование частиц. Процесс получения рутила требует нагрев диоксида титана до 900С в течение 6 часов.

Материальный баланс стадии сушки прокаливания гидратированного диоксида титана. Иванов Иван Иванович, Сл.5

Иванов Иван Иванович, Сл.6 Тепловой баланс стадии сушки прокаливания гидратированного диоксида титана.

Иванов Иван Иванович, Сл.7 Основной расчет аппарата. (геометрический, механический, гидравлический, потребляемая электроэнергия)

Иванов Иван Иванович, Сл.8 Основной расчет аппарата. (геометрический, механический, гидравлический, потребляемая электроэнергия)

Охрана труда и техника безопасности Иванов Иван Иванович, Сл.9 При эксплуатации разработанного аппарата необходимо соблюдать общие меры безопасности для работы электрическими печами и механизмами с вращающимися частями. … В процессе сушки осадка образуется пары воды, которые имеют температуру 800С…. При нахождении персонала во время работы аппарата необходимо использовать индивидуальные средства защиты органов слуха, поскольку согласно литературным данным мелящие тела создают шум около 80дБ. При разгрузке и фасовке готового продукта необходимо использовать средства индивидуальной защиты, предназначенные для работы в запыленных помещениях и с тонкодисперсными продуктами – очки, перчатки, респиратор или защитные маски.

Автоматизация технологического процесса. Иванов Иван Иванович, Сл.10 Средства автоматизации обеспечивают: -дозирование подачи исходного сырья – контроль за уровнем в бункере загрузке и за скоростью вращения шнекового питателя. -поддержание заданных температурных режимов – печь имеет три термопары, расположенных между барабаном печи и теплоизоляционным кожухом, на расстоянии от шнека подачи 1м, 5м и 8м. -правильность и безопасность работы аппарата – отключение подачи исходного сырья при остановке вращения барабана или при отличном от требуемого значения температуры. -контроль за разгрузкой готового продукта – открывание и закрывания заслонки разгрузочной головки по тензодатчикам в бункерах для готовой продукции.

Заключение Иванов Иван Иванович, Сл.11 Разработан аппарат для сушки и прокаливания гидратированного диоксида титана до безводного диоксида со структурой рутила. Производительность аппарата составляет 100 т/г, режим работы непрерывный. Срок амортизации …. Габаритные размеры…. Требования по расположению и размещению … Потребление электроэнергии…. Тепловыделение от узлов аппарата …. Численность персонала для обслуживания … При эксплуатации требуется вспомогательное оборудование …. (подача охлаждающей жидкости /насосы /двигатели /погрузочные устройства /электродвигатели /инженерные связи с вентиляцией, подачей реагентов….) Контроль качества продукции, помимо автоматизации и требований выполнения технического регламента, обеспечивается проведением анализов в лаборатории исходного и конечного сырья каждые 8 часов. Анализу подлежат: гранулометрический, химический и фазовый составы.