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【北京欧倍尔】热烈庆祝格尔木职业学校高温熔盐电解制金属镁安全生产半实物仿真工厂项目顺利验收

2021-06-23
【摘要】:
格尔木职业学校本次与北京欧倍尔合作建设的高温熔盐电解制金属镁安全生产仿真工厂培训装置系统,解决了学生实习效果不佳、实习内容难以保证的困扰。

美丽的格尔木,地处青海省中西部、青藏高原腹地;风景优美,资源丰富;那里有着可爱的野生动物,还有着水天一色的盐湖,风景美不胜收!那么你们知道这美丽的盐湖中有着什么样的资源吗?是金属镁!

 

日常生活中金属镁的身影随处可见,汽车行业、建筑行业、工业等都有金属镁的应用,镁作为 合金材料 使用可以减重、节能、降低污染、改善环境。虽然纯镁的强度小,但 镁合金 是良好的轻型结构材料,广泛用于空间技术、航空、汽车和仪表等工业部门。日常生活中我们常常骑行的自行车也有用到镁合金材料。

 

在医疗领域,镁首先被作为整形外科生物材料植入人体,因其很多的特点和属性,使镁植入物及类似应用材料成为非常具有吸引力的选择。

 

金属镁的提炼最常见的就是卤水提炼, 高温熔盐电解制金属镁 也是卤水提炼金属镁最为常见的工艺方法,通过对卤水的层层处理,我们可以将盐湖中的卤水变成贵重的金属镁。那么如此神奇的工艺,到底是怎么运行的呢?

 

今天,就让我来带你们走进卤水变镁的神奇工艺!

 

 

01

 

项目介绍

 

高温熔盐电解制金属镁安全生产仿真工厂培训装置系统,是 格尔木职业学校委托北京欧倍尔 ,采用合理化的设计方案和工艺流程,为其量身定做的 半实物仿真项目。该项目的顺利实施有效解决 了院校学生实习、受训效果不佳、实习内容难以保证的难题。该项目历时半年施工建设,于2021年五月中旬顺利完成验收。

 

项目概况

 

高温熔盐电解制金属镁安全生产仿真工厂培训装置系统模拟的是 卤水制镁的生产装置,该装置采用的HCl气氛保护脱水电解炼镁法。主要包括除杂、脱水、电解 三个工段, 设备包括树脂再生塔、离心造粒塔、空气干燥塔、HCl干燥塔、电解槽、精炼炉等。能够模拟正常开车、正常停车、树脂塔再生等工艺项目和停车事故处理项目的培训 。

 

 

设计理念

 

1、工艺流程

 

该工艺流程是以诺斯克·希德罗1978年投产的普斯格隆镁厂(挪威)和诺斯克·希德罗1989年投产的贝坎库镁厂(加拿大)使用的方法为基础,在保持原有总体工艺流程不变的情况下,适当删减与合并后形成本流程。其 宗旨 是满足工艺要求的情况下,又适合与教学与培训。

 

图示-高温熔盐电解制金属镁仿真软件配套半实物装置

 

2、模拟实际装置

 

高温熔盐电解制金属镁安全生产仿真工厂培训装置系统是以实际装置的P&ID图(管道及仪表流程图)为 基准 ,按照实际装置的工艺流程、化工过程原理、设备工作原理、质量平衡、能量平衡等进行开发,面向化工专业学生以及专业操作人员,通过 线上线下两种软件操作模式 进行学习,带动学生了解高温熔盐电解制金属镁的基本工艺原理、工艺操作及参数控制,以满足教学、科研和生产需要。

 

该装置具有高仿真精度、全流程范围的机理模型,能系统性的逼真地模拟实际装置在开车、停车、正常生产、异常处理、应急演练过程中的工艺动态变化过程。

 

软件模式

 

本软件细化为三个软件,按照工段的特点区分制作,分别是:除杂工段、脱水工段、电解工段,每个工段都可以独立操作,并配置了相应的半实物装置,让学生和专业相关人员可以通过线上或者下线的模式充分的认知和学习金属镁的相关工艺。

 

 

 

 

02

 

设计特色

 

1、半实物与软件结合

 

可操作性更强,互动性、真实性更好,设备布局充分考虑学校现有条件,将设备的尺寸按照工业装置等比例缩小的总原则设计,整体美观、协调,并具有 真实工业装置氛围。

 

图示-半实物版现场演练

 

2 、仿DCS系统

 

结合实际工厂,真实感强。

 

 

3 、仿照真实中控室设计

 

多人联机操作,通过OPC服务器上的通讯软件,实现仿真软件与设备装置测控系统的数据交换通讯,使在仿真DCS上和现场阀在装置现场的操作融合为一体,通过后台模型计算,完成对生产过程的模拟。

 

图示-学生联机操作

 

4、评分设计

 

引导正确操作,能针对每个应急演练项目的操作过程进行自动的客观评价,支持针对应急团队和单个角色分别进行量化评价。

 

评分系统根据厂家提供操作规程、应急预案、设备操作要求、工艺参数要求 定制开发,可按操作步骤和过程(多个步骤的集合)进行综合评价,并按照厂家的要求指定每个步骤和过程的评价权重和评价条件。操作步骤评价包含对于设备启停等操作动作顺序的正确性评价,还可对于工艺参数的连续性评价。

 

图示-评分系统

 

在评分系统中,不仅设计了关键步骤的得分,还对危害工艺操作的重大失误进行合理扣分,以此不仅能合理增加互动性还能 指导 学生正确操作,减少失误和警示重大风险操作。

 

5、专业培训,快速入门

 

格尔木职业学校与北京欧倍尔进行深度合作,北京欧倍尔派出专业技术人员对老师和学生进行系统培训,包括教师站、仿真系统监控、半实物工厂操作、软件全套培训等,做到培训无遗漏,解决广大师生装置“上手难”的技术问题。

 

图示-软件培训

 

03

 

项目评价

 

 

 

现场演练

 

格尔木职业学校本次与北京欧倍尔合作建设的高温熔盐电解制金属镁安全生产仿真工厂培训装置系统,解决了学生实习效果不佳、实习内容难以保证的困扰。

 

学生在设备装置上能进行实操实训,完成在实物装置上的正常操作、冷态开车、正常停车和各种生产故障处理操作等培训,直观深刻地体各工段的过程原理及操作规程。帮助老师对学生进行全方位操作培训和生产故障处理操作培训,提升学生的综合水平,获得了师生的一致好评!

 

图示-验收培训现场

 

北京欧倍尔继续以踏实、严谨的科研态度,推出更多化学化工虚拟仿真产品,为化学化工专业半实物仿真 的发展贡献出企业的一份社会力量和责任。对提高教育质量、完善教育供给、培养创新人才起到积极的推动作用!

 

04

 

工艺原理

 

 

图示-现场设备

 

1、 除杂工段

 

除杂工段在一次精制中用工业水和盐溶解形成饱和卤水,然后反应器中利用钡离子与卤水中的硫酸根离子发生化学反应生成沉淀,去除卤水中的硫酸根离子,通过过滤形成一次精制盐水。

 

在二次精制中利用树脂吸附一次精制盐水中的硼,吸附完成后送往下游装置继续加工生产。除杂工段的产品硫酸根离子被完全去除,硼从40PPM降至1PPM。

 

2、脱水工段

 

在脱水工段中,将树脂工段的卤水经过蒸发造粒系统的除杂净化得到氯化镁水合物的湿颗粒物料,经过空气干燥系统进一步脱水得到1.8mol水合物颗粒,并且将反应产生的碱式氯化镁、氯化氢和水送入尾气处理,水合物颗粒再经过氯化氢干燥系统在氯化氢气体的保护下脱水得到无水氯化镁,循环气降温冷却除水后循环利用。

 

图示-现场设备

 

3、电解工段

 

高温熔盐电解制金属镁是指含镁物料经氯化镁制取、氯化镁熔盐电解产出金属镁的镁冶炼方法。电解工段 是将上部分中得到的无水MgCl2颗粒经过电解槽高温熔融电解,得到金属镁与氯气,氯气由净化装置净化后输送至其他项目中使用,而金属镁通过精炼铸锭后得到产品。

 

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The End