Курсовая работа (т): Производство аммофоса

Производство аммофоса

ВВЕДЕНИЕ

Развитие современного производства вызвано постоянным ростом общественных потребностей в определенных продуктах труда, в частности минеральных удобрениях. Аммофос является самым распространенным сложным удобрением. Это объясняется его высокой агрохимической эффективностью и хорошей совместимостью с другими удобрениями, что позволяет на основе аммофоса получать смешанные удобрения с любым заданным соотношением питательных веществ. Кроме того, для производства аммофоса можно использовать фосфоритные руды (24-26% Р2О5). Аммофос получают из фосфорной кислоты на основе апатитового концентрата и на основе фосфоритов.

В настоящее время в промышленном масштабе освоены разнообразные схемы производства аммофоса.

Так на основе разбавленной экстракционной фосфорной кислоты (19 -30% P2O5) процесс ведут:

а) с сушкой пульпы в распылительной сушилке и с последующей грануляцией порошкового аммофоса;

б) с упаркой аммонизированной пульпы в вакуум-выпарных аппаратах и с грануляцией и сушкой продукта в аппарате БГС;

в) с сушкой пульпы и грануляцией аммофоса в распылительной с кипящим слоем сушилке-грануляторе (РКСГ).

Полное наименование производства - производство аммофоса цеха фосфорных удобрений.

Метод производства - нейтрализация ортофосфорной кислоты газообразным аммиаком с последующей грануляцией и сушкой продукта в барабанах грануляторах сушилках (БГС).

Аммофос - двойное азотно-фосфорное удобрение, получаемое нейтрализацией фосфорной кислоты аммиаком.

Аммофос является физиологически чистым удобрением, поскольку входящие в его состав ионы NН4+ нитрифицируются в почве и подкисляют её. Он эффективен на любых почвах, но особенно на черноземных и каштановых. Применяют аммофос для основного внесения под технические культуры. Как водорастворимое удобрение аммофос пригоден для подкормки овощных, плодовых и зерновых культур. Однако для непосредственного внесения используют только часть аммофоса, основная его масса идёт на приготовление уравновешенных смешанных удобрений.

В промышленности минеральных удобрений очень актуальны сейчас рост выпуска эффективных видов удобрений и переработка отходов производства фосфорных и сложных удобрений, выпуск экологически безопасных средств защиты растений.

Характер и назначение продукции химических предприятий, признанной удовлетворять самые разнообразные потребности промышленности, сельского хозяйства, медицины, обороны, широких масс населения, определяют одно из ведущих мест этой отрасли в создании материально-технической базы в обеспечении устойчивого и сбалансированного расширенного воспроизводства. Особая роль химической промышленности в народном хозяйстве обусловливает опережающие темпы ее развития по сравнению со многими другими отраслями.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

фтор баланс сатуратор аммофос

1.1. Технологическая схема производства аммофоса

Классификация продукта и дробление крупной фракции.

Высушенный продукт из аппаратов БГС поз. 23(1,2) элеваторами поз. 37(1,2) подаётся на двухситные грохота ГИЛ-52 поз. 35(1,2), где классифицируется на фракции крупную - частицы размером более 5 мм, товарную - от 2 до 5 мм или от 1 до 4 мм и мелкую - менее 2 мм. Грохот представляет собой прямоугольный короб с двумя ситами. Верхнее сито имеет ячейки размером 4,5*4,5 мм, нижнее - 2,5*50 мм.

Сита установлены под углом 10 градусов и при помощи вибратора совершают колебательное движение. Крупная фракция с верхнего сита поступает на молотковые дробилки поз. 36(1,2), где измельчается и поступает на конвейер поз. 30(1,2) подачи ретура в БГС. Сюда же поступает мелкая фракция с грохотов. Товарная фракция поступает на конвейер поз. 111 ,112.

Охлаждение и омасливание аммофоса.

С ленточного конвейера поз. 111 ,112 аммофос подаётся на конвейер поз. 30 (3) и далее в барабан-кондиционер поз. 23 (3) или поз.1300 на охлаждение и омасливание. Барабан - кондиционер поз.23(3) аналогичен барабану - кондиционеру поз.1300 описанному в разделе 4.2.6. Индустриальное масло из железнодорожных цистерн раскачивается насосом поз. Н1 в сборник поз. Е3 далее насосом поз. Н4 подается в сборник поз. Е5. Масло из сборника поз. Е5 подается насосом поз. Н6 через форсунку в поз.23(3), где происходит равномерное покрытие поверхности гранул тонким слоем масла. Для предотвращения засорения форсунок масло проходит через фильтры Ф5.

Охлаждение продукта осуществляется атмосферным воздухом в прямоточном режиме. Воздух протягивается через барабан-кондиционер хвостовым вентилятором поз.29(3), поступает в абсорбер поз.27(3), затем в брызгоуловитель поз.31 (3) и очищенный выбрасывается в атмосферу. Охлаждение и омасливание аммофоса в поз.1300 описано в разделе 4.2.6.

Дообработка и подготовка аммофоса.

Омасленный аммофос от барабана - кондиционера поз.23(3) элеватором поз.37(3) подается на транспортер поз.111 и далее транспортируется в отделение дообработки и подготовки. на конвейер поз.234 (2), и с помощью сбрасывающей тележки сбрасывается насыпью в кучи.

Из куч аммофос кратцер-краном поз.201 (3,4) подается на ленточный конвейер поз.202 (3,4) с которого аммофос подается на элеватор поз.203 (3,4). Элеватор подает аммофос для контрольного рассева на односитовый грохот поз.204 (3,4).

Элеватор представляет собой «бесконечную» цепь, натянутую на звездочки - верхнюю приводную и нижнюю натяжную. К цепи крепятся ковши. Цепь с ковшами заключена в кожух, в котором имеются люки для ремонта, чистки и осмотра, а также течки для загрузки и выгрузки аммофоса.

Товарная фракция (гранулы размером 2 - 5 мм или 1-4 мм в диаметре) с грохота поз.204 (3,4) поступает на ленточный конвейер поз.208, далее поступает на ленточный конвейер поз.214. С конвейера поз.214 аммофос с помощью сбрасывающей тележки направляется в один из шестнадцати бункеров поз.216.

Крупная фракция - некондиция (гранулы размером более 5мм в диаметре) с сита грохота поз.204 (1,2) сбрасывается в бункер поз.205 и затем автомашинами вывозится в главный корпус, где через бункера 3, 4 т.с. подается на ретурный конвейер поз.3226 или поз.4226 и далее в технологический процесс. Просыпи, образующиеся в результате погрузочных работ, также собираются и автомашинами вывозятся на ретурный конвейер 3, 4 т.с. В случае сильного загрязнения аммофос вывозится в отвал.

Очистка отходящих газов.

Запыленный воздух от транспортеров, грохотов, дробилок очищается в АПС поз.50. Запыленный воздух поступает в нижнюю часть АПС, конденсат «сокового пара» САИ подается сверху. Слив из абсорбера поз.50 поступает в приямок поз.28 и насосом поз.28(1) подается в сборник поз.40(1).Очищенный воздух вентилятором поз.51 выбрасывается в атмосферу. Запыленный воздух после барабана кондиционера поз.23(3) поступает снизу в полый абсорбер поз. 27(3). В абсорбер подаётся абсорбционная жидкость из сборника поз. 40(3) насосом поз. 716. Сборник поз. 40(3) подпитывается кислыми стоками, поступающими из ЦНОСВ. Количество кислых стоков регулируется в зависимости от нагрузки на систему абсорбции клапаном, установленным на трубопроводе подачи кислых стоков. Слив из абсорбера поз. 27(3) направляется в сборник поз. 40(3). Избыток раствора из сборника поз. 40(3) стекает в приямок поз. 22, откуда насосом поз. 22 (1) подаётся в приямок поз. 32 и далее насосом поз. 32 (1) в сборник поз. 40(1). Газы, очищенные до содержания пыли не более 6 мг/м3 хвостовым вентилятором поз. 29(3) через брызгоуловитель поз. 31(3) выводятся в выхлопную трубу. Слив из брызгоуловителя направляется в приямок поз. 22.

Отработанный теплоноситель сушки аммофоса поступает на очистку в скрубберы Вентури поз. 26(1,2), орошаемые раствором фосфатов аммония из сборника поз. 40(1) насосами поз. 41(1,2). Из скрубберов газы поступают снизу в однотарельчатые абсорбера типа АПС поз. 27(1,2). Сверху на тарелки абсорберов подаётся раствор фосфатов аммония из сборника поз. 40(1) насосами поз. 41(1,2).

Сборник поз. 40(1) подпитывается смесью экстракционной фосфорной кислоты и абсорбционных стоков из сборника поз. 8(1). Количество подпитывающей смеси регулируется в зависимости от нагрузки на систему абсорбции клапаном, установленным на трубопроводе её подачи. Сливы из скрубберов поз. 26(1,2) и абсорберов поз. 27(1,2) направляются в сборник поз. 40(1,2). Избыток раствора из сборника поз. 40(1) насосами поз. 41(1,2) отводится сборник поз. 8(1). Очищенные газы хвостовыми вентиляторами поз. 29(1,2) выводятся в выхлопную трубу.

Физико-химические основы производства аммофоса.

В основе производства аммофоса лежит процесс нейтрализации ортофосфорной кислоты газообразным аммиаком до образования моноаммонийфосфата и частично диаммонийфосфат по уравнениям:

Н3РО4(ж.) + NH3(г.) = NH4H2PO4(тв.) + 147,0 кДж

NH4H2PO4(тв.) + NH3(г.) = (NH4)2HPO4(тв.) + 75,4 кДж.

Моноаммонийфосфата получают при мольном отношении NН3 : Н3РО4 = 1, диаммонийфосфат - при отношении равном 2. В процессе производства аммофоса аммиак на нейтрализацию подают с небольшим избытком (отношение 1,1), поэтому в состав готового продукта входит до 10% диаммонийфосфат.

Наличие примесей, содержащихся в фосфорной кислоте: SO3, Fe2O3, Al2O3, CaO, MgO вызывает образование растворимого в воде сульфата аммония и водонерастворимых солей: NH4(Al,Fe)(HPO4)2х0,5H2O, NH4MgPO4, CaHPO4х2H2O, MgHPO4х3H2O и CaSO4х2H2O. Димагний - и дикальцийфосфаты, а также средние фосфаты железа и алюминия 2FePO4х2H2O, 2AlPO4х2H2O растворяются в реактиве Петермана и усваиваются растениями. Не усваиваются растениями комплексные соединения фосфора с железом, алюминием и фтором и их присутствие снижает содержание усвояемого Р2О5 в аммофосе. Образование комплексных соединений происходит при низких значениях рН.

Поэтому, чтобы избежать образования неусвояемых солей в аммофосе, процесс нейтрализации фосфорной кислоты необходимо вести при рН более 3.

Основные реакции нейтрализации протекают с большим выделением тепла, поэтому пульпа разогревается до температуры 110 ºС с повышением концентрации Р2О5 в результате испарения части воды, введенной с кислотой. Образующиеся в процессе пары воды, незначительное количество паров аммиака и фтористых соединений проходят через калориферы подогрева воздуха, который затем подается в топку. Конденсат после калориферов подается на установки мокрого пылеулавливания.

Практический режим нейтрализации должен быть таким, чтобы образующаяся в САИ (скоростной аммонизатор-испаритель) пульпа обладала достаточной подвижностью. Вязкая пульпа трудно перекачивается насосами и плохо поглощает аммиак. Вязкость аммофосной пульпы зависит, прежде всего, от концентрации исходной фосфорной кислоты, а также от растворимости фосфатов аммония, температуры и других факторов.

Сущность процесса гранулирования заключается в том, что при вращении барабанной сушилки - гранулятора (БГС) в зоне загрузки создается завеса из ретура, на которую напыляется пульпа. При этом мелкие частицы ретура укрупняются и при вращении барабана окатываются и подсушиваются. При сушке влажных гранул аммофоса происходит два процесса: испарение влаги (массообмен) и перенос тепла (теплообмен). Вода в аммофосе в основном связана с солями капиллярными силами (гигроскопическая влага). До 0,5 % воды связано в виде кристаллогидратов (кристаллизационная влага) которые, как правило, не разрушаются при температурах сушки. Таким образом, остаточная влажность продукта, равная 0,5 - 1,0 %, соответствует содержанию в нем кристаллизационной влаги. Обеспыливание аммофоса осуществляется напылением индустриального масла марки И-20А, МК-40 на гранулы аммофоса в барабане - кондиционере.

1.2 Основные виды сырья

Таблица 1.

1.3 Норма и контроль технологического режима

Таблица 2