Глава 2 Анализ технологического оборудования

Оборудование для производства аммиачной селитры

Процесс производства аммиачной селитры обычно разделен на стадии, такие как:

1. Получение раствора аммиачной селитры нейтрализацией азотной кислоты аммиаком в слабокислой среде с последующей донейтрализацией и вводом при необходимости кондиционирующих добавок.

2. Выпаривание раствора аммиачной селитры.

3. Приллирование плава аммиачной селитры в аппаратах башенного типа или гранулирование в скоростных барабанных грануляторах.

4. Охлаждение гранулированной аммиачной селитры в аппаратах кипящего слоя или барабанных аппаратах.

5. Очистка газовых выбросов.

6. Обработка гранулированной аммиачной селитры антислеживающей добавкой.

7. Отгрузка готового продукта.

В соответствии с этим можно выделить несколько видов используемого оборудования.

Аппарат использования теплоты нейтрализации (ИТН)

Аппарат использования теплоты нейтрализации (Аппарат ИТН) предназначен для получения раствора аммиачной селитры методом нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком.

Материальное исполнение: сталь нержавеющая 08Х18Н10Т (AiSi321), сталь нержавеющая 04Х18Н11 (AiSi3[JS5] 04L), титан ВТ1-0.[8]

Представляет собой сосуд стальной сварной комбинированный, разделенный на две части – верхняя и нижняя.

Нижняя часть – реакционная.

 

Предназначена для протекания реакции нейтрализации азотной кислоты с выделением теплоты, которая используется для испарения воды из образующегося раствора аммиачной селитры для его концентрирования в верхней части аппарата (массообменной).

Нижняя часть изготовлена из кислотостойкой нержавеющей стали и представляет собой вертикальный цилиндр с распределяющими смешиваемыми неподвижными элементами.

Верхняя часть – массообменная, представляет собой вертикальный сосуд с переменным диаметром и коническим переходом, внутри которого расположены 4 каскадных колпачковых тарелки, выполненные из нержавеющей стали.

Над тарелками установлен отбойник из гофроленты и сетчатого рукава из нержавеющей стали.

Аппарат укомплектован люками-лазами для осмотра, а также штуцерами для входа-выхода рабочих сред.

Отличительные особенности конструкции:

− естественная циркуляция раствора аммиачной селитры в аппарате;

− встроенная секция очистки сокового пара;

− кислотный барботер расположен под аммиачным.

Преимущества:

− высокая степень смешения потоков компонентов;

− безопасная работа в слабокислом режиме (до 4 г/л);

− минимальные потери аммиака;

− контроль температуры и значений pH получаемого раствора аммиачной селитры.

 

 

Рисунок 4 ¾ Аппарат использования теплоты нейтрализации (ИТН)

Выпарной аппарат

Выпариватель обычно требуется для удаления большей части воды, которая присутствует в растворе аммиачной селитры.

Допустимое содержание воды зависит от процесса который должен использоваться при изготовлении готового продукта, но обычно ниже 1% на рентабельность продукции.

Содержание воды до 8% необходимо для грануляции процесса.

Испарение всегда производится с помощью пара, который может поступать из аммония.

Испарение выполняется при значительном атмосферном давлении или в вакууме. [3]

Последнее позволяет повторно использовать нейтрализатор пара, но требует больших капитальных затрат.

Во время испарения часть аммиака теряется из раствора аммиачной селитры и обычно его необходимо заменить до затвердевания.

Пар, который выкипает, загрязнен аммиаком, который должен быть удален, и капли аммиачной селитры будут также присутствовать.

Выпариватели, используемые в коммерческих целях, в частности, системы кровообращения, кожухотрубный теплообменники и типы падающей пленки. [13]

Выпариватель имеет преимущества:

1. Небольшой рабочий объем и короткое время пребывания.

2. Все промышленные испарители производят загрязненный пар, который должен быть значительно очищен перед сбросом в окружающую среду.

3. Пар может также конденсироваться и подаваться в систему, используемую для очистки воды

Испаритель должен производить раствор нитрата аммония требуемой концентрации при температуре, исключающей кристаллизацию. Возможно, потребуется охладить раствор.

Рисунок 5 ¾ Выпарной аппарат

Гранулятор плава

Приллирование плава аммиачной селитры в восходящем токе воздуха при свободном падении капель в аппарате башенного типа с последующим доохлаждением гранул в аппаратах кипящего слоя.

Преимущества:

− плав подаётся на верх грануляционной башни насосом по плавопроводу с антидетонационной насадкой;

− высокая доля товарной фракции получаемого продукта (до 95%);

− большой диаметр получаемых гранул (2-4 мм);

− охлаждение гранул в кипящем слое до 40-50 °С;

− высокая прочность гранул;

− получаемый продукт устойчив к механическим нагрузкам при последующих процессах упаковки, хранения и транспортировки;

− встроенная высокоэффективная система очистки использованного воздуха, содержащего пыль аммиачной селитры.

− низкое энергопотребление на приллирование плава и очистку воздуха.[7]

Высокоскоростной барабанный гранулятор:

− производительность – до 240 т/сут;

− малые габариты оборудования;

− энергопотребление – 15 кВт/т;

− не требует рецикла для получения монодисперсного продукта;

− не требуется дополнительное конвейерное оборудование, что уменьшает капитальные и эксплуатационные затраты.

 

Рисунок 6 ¾ Высокоскоростной барабанный гранулятор

Рисунок 6 ¾ Гранулятор башенного типа