Производство сложных удобрений на основе ЭФК. Свойства ФА. Основное оборудование стадий нейтрализации, гранулирования, и сушки при получении ФА: струйный реактор, САИ, АГ,СБ, БГС, страница 2

-величина начальной и конечной влажности материала, его темп-ра;структурой материала и видом связи влаги с ним; размеры частиц высушиваемого материала;параметры теплоносителя (темп-ра, скорость подачи, влагосодержание).

Среднее время пребывания гранулированных удобрений в сушильном барабане составляет 20-40 мин. Приведем показатели процесса в БГС при получении аммофоса из апатита.

Габариты аппарата БГС: D*L = 3,5х16;производительность, т/ч = 16,5;влажность пульпы на выходе, % = 15-20;влажность гранул на выход, % = 1,0-1,5;температура сушильного агента, °С: на входе в БГС = 500-600; на выходе из БГС = 105-110;кратность ретура = 0,5-1;удельная производительность  по продукту, кг/м3*ч = 108.

 Аммонизация и гранулирование ДАФ и NPK удобрений.

Такие удобрения получают  с использованием на второй ступени аммонизатора-гранулятора (АГ) вместо аппарата БГС при получении аммофоса. Этот аппарат совмещает функции нейтрализации пульпы и гранулирования продукта. АГ нашел широкое распространение в технологических схемах. Процесс гранулирования в АГ основан на использовании пульпы в качестве связующего. При этом в результате кристаллизации солей на поверхности гранул ретура происходит увеличение их размера и окатывание. Аппарат АГ отличается высокой производительностью, до 50 т/ч.Совмещение стадий аммонизации и гранулирования в одном аппарате позволяет ввести в удобрения значительное количество азота, использовать теплоту нейтраллизации для гранулирования и сушки продукта, а также уменьшить производственную площадь и число единиц оборудования. Аппараты АГ могут быть эффективно использованы только при применении неконцентрированной фосф.кислоты. В противном случает резко возрастает ретурность процесса.

Сушка ДАФ и NPK удобрений.

Из АГ гранулы удобрения с влажностью 1,7-2,5% поступают на высушивание до влажности не более 1,5%. Для сушки таких удобрений обычно применяется сушильный барабан СБ, иначе барабанная сушилка. СБ представляет собой цилиндр (длина 35м, Д = 4,5м). Установленный под углом 2-4 ° и вращающийся со скоростью 3-5 об/мин. Внутри барабана имеется насадка, с помощью которой, высушиваемый материал перемещается по пространству сушилки. Это способствует равномерному обтеканию высушиваемого материала теплоносителем и интенсифицирует процесс сушки. Теплоноситель движется прямотоком по отношению к материалу. Основное количество тепла от теплоносителя к поверхности материала передается конвекцией. Некоторое количество тепла передается за счет теплопроводности от нагретых внутренних устройств аппарата к материалу.

 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА АММОФОСА

Общая мощность производства аммофоса складывается из четырёх систем, каждая система имеет производительность20 – 30 т/ч в физической массе. В производстве аммофоса используется безретурная схема с применением трубчатого реактора для нейтрализации ЭФК аммиаком и комбинированного аппарата (БГС) для гранулирования продукта и его сушки.В расходный сборник H3РО4 1 подаётся упаренная фосфорная кислота (52 – 54% Р2О5) и серная кислота (93% H2SO4). При этом на 340 м3 H3РО4 дозируется 3 – 5 м3 H2SO4. В сборник 1 подаётся также частично нейтрализованная H3РО4 из сборника абсорбционных реакторов 22 (35 – 42%Р2О5, мольное отношение NН3:H3РО4 ≈ 0,1). В результате смешения кислот концентрация Р2О5 в сборнике 1 составляет 38 – 48%, а SO3 – 3,5 – 5%. Раствор из сборника 1 при температуре 50 – 70 ºС подаётся насосом 2 в трубчатый реактор 3, куда также поступает жидкий аммиак. Давление в трубчатом реакторе 0,3 МПа. Соотношение между потоками аммиака и кислоты поддерживается таким, чтобы мольное отношение NН3:H3РО4 в аммофосе, покидающем аппарат БГС, составляло 1,05 – 1,25. Это необходимо для поддержания пульпы с такой текучестью, при которой получается продукт необходимого грансостава (при мольном отношении 1 растворимость NН4H2РО4 минимальна). В результате экзотермических реакций нейтрализации, проходящих в адиабатическом режиме, из трубчатого реактора 3 выходит парогазожидкостная смесь (пульпа с влажностью 13 – 20% – аммиак + пары воды +фторсоединения) и общим потоком с температурой 120 – 160 ºС самотёком поступает в аппарат БГС 6. На входе в БГС пульпа распыливается за счёт собственного давления на завесу из падающего гранулированного материала – ретура. При распылении вследствие резкого увеличения пространства происходит отделение газообразного аммиака, фторсоединений и паров воды от пульпы. В аппарате БГС совмещается процесс гранулирования с процессом сушки. БГС представляет собой горизонтальный цилиндр длиной 22 м, диаметром 4 м и вращается с частотой 3 – 5 об/мин. Угол наклона аппарата в сторону выгрузки продукта составляет 3º. Аппарат работает под разрежением 10 – 50 Па на входе, что позволяет достичь устойчивой работы топок. Это важно с точки зрения безопасности процесса, поскольку в топке при избыточном давлении возможен отрыв пламени и образование взрывоопасной смеси «ПГ – воздух» с пределами взрываемости от 5 до 15% об ПГ в смеси с воздухом. Для сушки продукта в БГС подаются горячие газы (350 – 400 ºС) из топки 5 в объёме 20000 – 25000 м3/ч. В результате сушки влажность гранул на выходе из БГС равна не более 1,5%, а температура гранул составляет 90 – 95 ºС. Воздух в топку подают два вентилятора. Гранулы из БГС подаются элеватором 7 в грохот 8, из которого товарная фракция поступает в холодильник 9 типа КС. В холодильнике гранулы охлаждаются атмосферным воздухом, подаваемым вентилятором 11, до температуры «не более 65 ºС». Охлаждённый продукт передаётся на конвейер 13, где проходит обработку маслом (узел 14) с целью подавления пыления. Расход масла составляет  3л/т аммофоса. Мелкие частицы (менее 2 мм) из грохота 8 возвращаются в БГС 6 и обратным шнеком передаются в головную часть БГС. Крупная фракция (более 6 мм) из грохота подаётся в дробилку 10, после чего элеватором 7 возвращается в грохот 8. Газовую смесь из БГС, воздух из холодильника, а также аспирационные газы из баковой аппаратуры перед выбросом в атмосферу необходимо очищать от аммиака, фторсоединений, пыли аммофоса. Очистка газов осуществляется в системах большой и малой абсорбции. Работающая под разрежением большая абсорбция служит для очистки газового потока из аппаратов БГС, содержащего 10 г/м3 аммиака, 3 г/м3 фторсоединений и пыль аммофоса. Парогазовоздушная смесь выходит из БГС с температурой 85 – 115 ºС в объёме до 70000 м3/ч и отводится на очистку в пенный абсорбер 16 (диаметр 4 м, высота 6 м). Этот абсорбер орошается в объёме до 200 м3/ч частично нейтрализованной  H3РО4 с температурой 70 ºС из сборника абсорбционных растворов 15 (состав приведён выше). Сборник 15 подпитывается концентрированной H3РО4. Очищенный от аммиака газ из абсорбера 16 поступает в брызгоуловитель 17, который орошается водой с целью наиболее полного удаления фторсоединений из газа. Вода подаётся из сборника 19. В газоход перед брызгоуловителем для удаления из газа фторсоединений впрыскивается осветлённая вода в объёме до 200 м3/ч. Очищенные от аммиака и фторсоединений газы отводятся из системы большой абсорбции вентилятором 21. В системе малой абсорбции очищается воздух из холодильника 9 (содержит пыль аммофоса) в смеси с аспирационными отсосами от баковой аппаратуры (содержат аммиака и фторсоединения). Газовый поток направляется в работающий по давлением пенный абсорбер 23, который орошается частично нейтрализованной H3РО4 из сборника абсорбционных растворов 22 (состав приведён выше). Сборник 22 подпитывается концентрированной H3РО4. Газ из абсорбера 23 поступает в брызгоуловитель 24, при этом в газоход перед брызгоуловителем впрыскивается осветлённая вода с целью наиболее полного удаления фторсоединений из газа. Очищенные газы отводятся из системы малой абсорбции вентилятором 26. Общий поток очищенных газов большой и малой абсорбции в объёме 180000 и 210000 м3/ч, содержащий не более 50 мг/м3 аммиака и не более 10 мг/м3 фторсоединений выбрасываются хвостовым вентилятором в атмосферу через выхлопную трубу высотой 205 м.