Instalație cu funcționare discontinuă de obținere a oxidului verde de crom

1. Sa se proiecteze o instalatie cu functionare discontinua de obtinere a oxidului vrede de crom cu o capacitate de 100 + 4•n tone/an. Durata unei sarje este de 8.4h. In cazul acestei lucrari, valoarea lui n este 20.

2. Descrierea si caracteristicile materiilor prime

a) Na2Cr2O7ּ2H2O are compozitia: 82 % Na2Cr2O7

9 % H2O

9 % impuritati.

b) NaSH deseu la fabricarea produselor organofosforice de pe aceeasi platforma chimica.

c) H2SO4 tehnic.

3. Descrierea procesului tehnologic

In recipientul 3 se introduce apa si se porneste agitatorul. Sub agitare se introduce bicromatul de sodium si se incalzeste solutia pana la 40˚C prin utilizare de abur viu. Se porneste pompa P2 care asigura o dizolvare rapida prin recircularea solutiei. Concentratia solutiei obtinute dupa dizolvare trebuie sa fie 300 5 g/L. Durata de preparare a solutiei este de 6 ore.

Din vasul tampon 1, NaSH de concentratie 20 % este preluat cu pompa P1 in vasul de masura 2 prevazut cu preaplin si ventil de dozare. Dupa verificarea concentratiei se stabileste volumul unei sarje prin returnarea produsului in vasul tampon 1.

Solutia de bicromat din vasul 3, prin cadere libera, trece in reactorul de precipitare 5 prin intermediul vasului de masura 4.

In reactor solutia se dilueaza la o concentratie de 150+10 g/L si se incalzeste direct cu abur la 60-70˚C. Dupa atingerea temperaturii, se adauga solutia de sulfhidrat din vasul de masura.

Dupa adaugarea a jumatate din solutia de sulfhidrat, suspensia din reactor ajunge la fierbere, ceea ce impune o dozare mai lenta a solutiei de sulfhidrat pentru a evita mari degajari de caldura. Temperatura solutiei se mentine la 95-98˚C.

Dupa adaugarea a ¾ din solutia de sulfhidrat, se ia o proba de 10mL de suspensie in care se adauga 2-3 mL de sulfat de nichel si se filtreaza. Daca se coloreaza in brun roscat, se continua adaugarea solutiei de sulfhidrat, dupa care se face iarasi testul de culoare.

Spre sfarsitul precipitarii, culoarea solutiei de sulfhidrat de nichel va fi negru-cenusiu. O coloratie negru intens indica exces de sulfhidrat. In procesul tehnologic se opreste adaugarea de sulfhidrat la culoarea negru-cenusiu cu solutia test si suspensia din reactor fierbe 1 ora. Se controleaza din nou culoarea filtratului cu sulfat de nichel. Daca apare culoarea maron inchis, se trimite proba de laborator pentru determinarea cantitativa a excesului de bicromat care trebuie sa fie de 2-3 g/L. Procesul de precipitare dureaza 2 ore.

Suspensia de hidroxid de crom formata din 4 sarje este adusa prin cadere libera in neutralizatorul 6. Se dilueaza pigmentul la raportul solid : apa = 1:10 cu carbune activ. Se face neutralizarea cu H2SO4 concentrat sub agitare si se lasa suspensia la decantat timp de 5 ore. Se sifoneaza apa limpede pana cand concentratia suspensiei atinge valoarea de 8 %.

Cu pompa P3 se trimite suspensia din vasul 7, din care cu pompa P4 se alimenteaza filtrul celular rotativ 8. Turta de hidroxid desprinsa de pe tambur se transporta in vasul 9. Daca continutul in solutie de compusi solubili in precipitat de Cr(VI) este mare, suspensia existenta in vasul 9 se introduce in decantorul 6, se decanteaza si apoi se repeta filtrarea.

Uscarea si calcinarea hidroxidului de crom se face intr-un calcinator rotativ cu gaze calde in contracurent la temperatura de 950˚C, gaze produse de un generator prin arderea combustibilului lichid usor (vasul 10). Dozarea suspensiei ce alimenteaza calcinatorul este asigurata de o motopompa cu variator P.