23.Жидкие удобрения, их достоинства и недостатки. Виды жидких азотных удобрений . Растворы « карбамид - аммиачная селитра» (КАС). Основы технологии растворов КАС,
Наряду с твердыми удобрениями достаточно распространены и жидкие удобрения. Различают жидкие азотные удобрения (ЖАУ) и жидкие комплексные удобрения (ЖКУ), содержащие N, Р или N, Р, К.
Виды ЖАУ:
- жидкий (безводный) аммиак - самое концентр-ое уд-ие (82,3% N)
- аммиачная вода (водный аммиак): марки А и Б содержание NH3 ³25%;
- аммиакаты (водные растворы NH3, NH4NO3, CО(NH2)2 или Ca(NО3)2 - светлые жидкости, r в пределах 900 – 1250кг/м3).
- растворы КАС (гомогенные водные системы, содержащие карбамид и аммиачной селитру).
Преимущества жидких удобрений перед твердыми:
1)получение по более простой "короткой" схеме, без материалоемких стадий упарки и грануляции;
2)меньшая себестоимость благодаря экономии на капитальных затратах, паре на упарку, электроэнергии на привод мощных вентиляторов и транспортеров;
3) сведение до минимума выброса вредных веществ в атмосферу (отсутствие пыли селитры и карбамида из гранбашен);
4) исключается дефицитная и дорогая мешкотара;
5) отпадает необходимость в громоздких складских помещениях у производителя и потребителя:
6) обеспечивается полная механизация работ по погрузке, выгрузке и внесению в почву;
7) совмещение агрохимических операций благодаря добавлению к жидким удобрениям микроэлементов, гербицидов и пестицидов и внесению в почву в виде общего раствора;
8) равномерное внесение и распределение питательных веществ в почвенном слое.
В производстве и применении жидких удобрений имеются следующие недостатки: 1)выпадение солей из растворов при пониженных температурах: сезонный характер производства и доставки потребителю (март - ноябрь).2)потери азота из-за большого равновесного давления аммиака над жидким аммиаком и аммиакатами; 3)сооружение резервуаров большой емкости;4)создание специального оборудования для внесения в почву и парка цистерн для перевозки (железнодорожных и автомобильных).5)Серьезным недостаток - корродирующее действие.
Наиболее распространены р-ры КАС, кот. обычно производят смешением 70%-го р-ра карбамида (117°С) и 82-91%-го р-ра нитрата аммония (130¸145°С).После охлаждения смеси + газообразный аммиак (до 0,5%) и раствор фосфатов аммония (до 0,5% Р2О5). Преимущество р-ров КАС перед многими ЖАУ – небольшое давление паров аммиака, что делает их исключительно удобными в использовании Выпускаются марки КАС-28, КАС-30 и КАС-32, массовая доля общего N в кот. соответственно = 28, 30 и 32%. Азот в удобрении находится в аммонийной, нитратной и амидной формах. Добавка NH3 нужна для создания слабощелочной среды (рН=7,5), в которой эффективно действует фосфатный ингибитор коррозии. Применение ингибиторов коррозии позволяет использовать для хранения и перевозки р-ров КАС емкости из углеродистой стали. Общий азот продукционного р-ра КАС слагается из N карбамида, N аммиачной. Согласно ТУ показатели качества готовых р-ров КАС, обязательные для производителя, ограничивается показателями химического состава удобрения (табл. 1).
|
Наименование показателя |
КАС-28 |
КАС-30 |
КАС-32 |
|
1. Суммарная массовая доля азота , % |
27¸29 |
29¸31 |
31¸33 |
|
2. Масс. отношение «карбамид: амселитра» |
0,73¸0,83 |
0,73¸0,83 |
0,73¸0,83 |
|
3.Щелочность в пересчете на свободный аммиак, % |
0,05¸0,50 |
0,05¸0,50 |
0,05¸0,50 |
|
4.Массовая доля ингибитора коррозии в пересчете на Р2О5 , % |
0,20¸0,50 |
0,20¸0,50 |
0,20¸0,50 |
|
Наименование показателя |
КАС-28 |
КАС-30 |
КАС-32 |
|
1. Масс. доля нитрата аммония, % |
39,1¸41,1 |
41,1¸43,1 |
43,1¸45,1 |
|
2. Массовая доля карбамида ,% |
29,6¸31,6 |
31,6¸33,6 |
33,6¸35,6 |
|
3. Плотность при 20°С, г/см3 |
1,265¸1,292 |
1,285¸1,316 |
1,306¸1,326 |
|
4. Вязкость при 20°С, сП , не более |
3 |
4 |
5 |
|
5. tº °С, не выше |
-17 |
-10 |
-2 |
|
6.Температура замерзания ,°С |
-26 |
-26 |
-26 |
Технология производства КАС основана на непрерывном процессе смешения р-ра NH4NO3 и р-ра CO(NH2)2 и + необходимых количеств воды и ингибитора коррозии, при этом отсутствуют операции доупаривания, гранулирования, кондиционирования => низкая себестоимость. Н2О ====>
Р-р CO(NH2)2 (110 °С) ========> смеситель ===> Н2О-й холодильник =>
90%-й р-р NH4NO3 (110°С) =====> (охл-ие до 40 °С)
NH3, фосфорная кислота =======>
52. Физико-химич. основы производства ЖАУ. Система «CO(NH2)2 -NH4NO3 - Н2О»
Получение водного NH3 из газообразного: NH3 поступ-т в тарельчат. колонну с колпачками, нижняя часть кот. – трубчатый теплооб-к (в нем отводится часть Q, выделяющ-ся при раствор-ии NH3). По трубам теплооб-ка движ. Н2О, в межтрубн-м простр-ве – р-р NH3 (через него барботир-т NH3-газ. Окончател-ое поглощение происх-т в верхней части колонны на тарелках со змеевиками. Поглощение NH3 происх. химочищ. Н2О. При длит-ном хран-ии р-ров NH3 из них выдел-ся некот. кол-во NH3, кот. возвращ-т в абсорбц-ю колонну. На произв-во 1т NH3 расх-ся: 3м3 химочищ. Н2О, 200 м3 оборотн.Н2О, 28,8 МДж эл/эн.
Основные апп-ты в произв-ве аммиакатов – реактор для пригот-ия жидкого уд-ия и Н2О-й холод-к, ч/з кот. циркул-т приготовл- ый р-р. tº р-ра поддерж-ся на уровне 20-25ºС. Аммиакаты на основе NH4NO3: сначала залив-т стол-ко воды, скол-ко треб-ся для зад-го состава, пропуск-т ч/з нее NH3-газ для получ-ия 10-15%-го р-ра. Затем в циркулир-й Н2О-й NH3 постеп-но +горячий 75-85%-й р-р NH4NO3. Аммиакаты на основе аммиачн. и кальциев. селитр: в реактор одновр-но с NH4NO3 + 75-80%-й р-р Са(NO3)2. Аппаратура для произв-ва аммиакатов д.б. изготовлена из нержав. стали, алюминия или из пластмасс. tº кристалл-и аммиакатов ↓ с ↑ содерж-я в них NH3 и ↓ содерж-я Н2О.
Диаграмма Розебома. Р-ры КАС, содерж-ие 28-32% N широко распростр-ны.
Задача. В распор-ии технолога им-ся 3 исх-х в-ва для пригот-ия р-ров КАС:70%-й р-р CO(NH2)2, 85%-й р-р NH4NO3 и Н2О. Рассчит-те расход сырья на пригот-ие указ-х марок удобр-ия. Опр-те для каждой марки: состав, общее содерж-ие N, tº кристалл-и. Расчеты вести на 1000 кг смеси 70% CO(NH2)2 и 85%-го р-ра NH4NO3. Марки: 1)уд-ие, имеющее tº кристалл-и +10 ºС; 2)уд-я с масс-й долей общ. N 27% и min возможной tº крист-ии; 3)уд-ия с масс. Долей 30% CO(NH2)2 и 30% NH4NO3.
1)Проводим линию, она пересек-т линию изотермы +10ºС в 2-х точках Е и F. Т.о.,имеется 2 состава КАС, удовлетвор-х зад-му усл-ю. Координаты состава Е: CO(NH2)2 – 40%, NH4NO3 – 37%, Н20 – 23%. Состав F: CO(NH2)2 – 28% ,NH4NO3 – 52%, Н20 – 20%. Расчет масс для пригот-ния составов: Состав F: g(исх) р-ра CO(NH2)2 – Х кг
g(исх) р-ра NH4NO3 – 1000-Х кг
Х/ (1000-Х)= FD/FС=35/54, Х=393 кг р-ра CO(NH2)2
1000-393=607 кг р-ра NH4NO3
Общего азота – 31,8%
2) Условию удобр-я данного состава отв-т Н: 27%N, tº крист. тin, т.е. Н лежит на линии перегиба изотермы; составы, наход-ся справа и слева, им. более выс. tº крист. Состав в т. Н: CO(NH2)2 – 30% ,NH4NO3 – 38%,
Н20 – 32%, сод-ие общегоN – 27%. tº крист.= -20 ºС.
Готовим состав G: g CO(NH2)2 – Х кг
g NH4NO3 – 1000-Х кг
Х/ (1000-Х)= GD/ GС=43/47, Х=478 кг р-ра CO(NH2)2
1000-478=522 кг р-ра NH4NO3
К составу, отвечающему т. G, + Н2О. У – масса добавляемой воды.
У/1000= GН/ КН=10/64 У=156 кг
3) g CO(NH2)2 – Х кг
g NH4NO3 – 1000-Х кг
Х/ (1000-Х)= МD/СМ=49/41, Х=544 кг р-ра CO(NH2)2
1000-544=456 кг р-ра NH4NO3
У – масса добавляемой воды
У/1000= LМ/ LК=16/56 У=286 кг
1000+286=1286 – масса смеси.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
