Технология неорганических веществ и минеральных удобрений (стр. 45 )

Гранулированный продукт ленточными весами подается в барабан, куда дозируется диспергатор НФ в установленном соотношении с количеством готового продукта. Товарный продукт после обработки поступает на склад готовой продукции.

Конверсия нитрата кальция в мел.

Конверсия нитьрата кальция в карбонат кальция и нитрат аммония может осуществляться газовым, жидкостным и газожидкостным способами. В производстве азофоски процесс осуществляется жидкостным способам в три стадии:

1)  приготовление раствора карбоната аммония;

2)  конверсия нитрата кальция;

3)  фильтрация карбоната кальция (мела).

Раствор карбоната аммония получают абсорбцией аммиака и двуокиси углерода в аппарате колонного типа с насадкой из колец Паля. Технологические параметры процесса (температура верхней и средней части 450С, куба–600С; избыточное давление 0.1–0.2МПа) обеспечивают степень абсорбции аммиака 99.8% и двуокиси углерода 88.3%. В качестве абсорбента используется 50-60% раствор аммиачной селитры. Степень конверсии нитрата кальция в присутствии аммиачной селитры значительно выше, чем при использовании водных растворов карбоната аммония. Аммиак и СО2 дозируются в колонну в мольном соотношении 1.83-2.06, при этом получается раствор карбоната аммония с массовым соотношением NН3:СО2 =0.8 –0.9. Дозировка СО2 зависит от расхода плава СN, в реактор конверсии и содержания кальция в плаве; дозировка аммиака, кроме того, определяется содержанием свободной азотной ктслоты в плаве. Кроме соотношения NН3 и СО2, необходимо поддерживать и определенные концентрации этих веществ в абсорбирующей жидкости: NН3 12.5–14.8, СО2 14.8–17.2. При этом содержание карбоната аммония (АС) в абсорбирующей жидкости составит 33.4%-39%. Для более полного поглощения газов температура в колонне не должна превышать 600С, что обеспечивается снятием теплоты реакции

2NН3 +СО2 + Н2О =(NН4)2СО3 +Q, (20)

циркуляцией раствора АС через два последовательно подключенных холодильника и орошением верхней части колонны свежим раствором аммиачной селитры, охлаждаемом в холодильнике до 400С.

Расплавленный нитрат кальция из питательного бака подается в реактор конверсии, туда же отводится часть циркулирующего в контуре абсорбционной колонны раствора карбоната аммония с температурой 350С. Мольное соотношение дозируемых компонентов должно составлять 1.054 для того, чтобы в суспензии мела был избыток СО2 в количестве н/н 0.2%. Это необходимо для более полного осаждения Са+2 и улучшения условий кристаллизации карбоната кальция, обеспечения лучшей фильтруемости карбонатной пульпы.

(NН4)2СО3 +Са(NО3)2 = СаСО3 +2NН4NО3 –Q (21)

Фильтрующие свойства СаСО3 определяются содержанием Р2О5 в плаве нитрата кальция и значением рН среды в реакторе конверсии. Концентрация Р2О5 в плаве выше 0.35% приводит к образованию «мажущего» осадка, осаждению Са3(РО4)2 и Са5F(РО4)3 и забивке фильтровальной ткани. При значении рН 7.2….7.8 образуются кристаллы типа кальцита, обладающие хорошими фильтрующими свойствами; при рН> 8.0 преобладают кристаллы типа аргонита, которые фильтруются хуже.

Конверсию проводят при Т=600С, атмосферном давлении и рН реакционной массы 7.8–8.0. Время пребывания реакционной массы в реакторе 20мин. Далее суспензия мела перетекает в сосуд для корректировки рН. Откуда насосами подается на барабанные вакуум-фильтры. Необходимая температура в реакторе конверсии поддерживается путенм регулирования температуры плава СN.

Оптимальное значение рН реакционной массы достигается путем точного дозирования реагентов на стадии абсорбции и собственно конверсии.

Фильтрация суспензии мела осуществляется под разрежением 59.8-66.5 кПа (500 мм рт ст), создаваемым вакуум-насосом. Раствор аммиачной селитры через сепаратор поступает в гидрозатвор, далее насосом на мешочные фильтры для удаления мелких частиц.

Осадок мела на фильтрах промывается технологической водой. Для лучшего съема осадка и регенерации ткани предусматривается отдувка осадка воздухом, подаваемым воздуходувкой. Фильтровальную ткань 1раз в два часа промывают 15–20% азотной кислотой.

Осадок мела с фильтра, содержащий 16% воды, конвейерами подается в сушилку мела, а далее часть мела идет на отгрузку, остальная часть на мелоотвал.

Раствор аммиачной селитры после мешочных фильтров поступает в сосуд для регулировки рН, снабженный мешалкой, где значение рН доводится до 6.5 концентрированной азотной кислотой (с целью разложения избытка карбоната аммония).

Нейтрализация раствора проводится с целью разложения избыточного карбоната аммония, чтобы уменьшить потери аммиака при дальнейшей упарке.

Нейтрализованный раствор аммиачной селитры с концентрацией 55-60% подается в отделение выпарки нитрофосфата для орошения скрубберов фтора, орошения абсорбционной колонны для приготовления карбоната аммония; остальное количество на упарку при Т=126–1280С под разрежением 60кПа (470 мм рт ст). Установка упарки состоит из 2-х параллельно работающих выпарных аппаратов, снабженных выносными кипятильниками с принудительной циркуляцией раствора. Концентрация упаренного раствора аммиачной селитры 92–93%. Он поступает в цех аммиачной селитры.

Очистка газовых выбросов и сточных вод.

Все газовые выбросы по составу разделены на кислые, щелочные и газы от сушки мела. Кислые газы образуются на стадиях разложения апатита, кристаллизации и фильтрации нитрата кальция и содержат туманообразную азотную кислоту, оксиды азота и фтористые соединения. Они очищаются абсорбцией в насадочных скрубберах, орошаемых очищенной водой, а тонкая очистка от оксидов азота – на катализаторе. В абсорбере почти полностью улавливается азотная кислота, 36% оксидов азота и 90% соединений фтора. Рабочие параметры очистки газов: Т=400С, разрежение–650 мм рт ст, плотность орошения - 88 м3/м2*час. Щелочные газы поступают на очистку со стадии нейтрализации маточного раствора, приготовления аммиачной воды, карбоната аммония, фильтрации карбонатной пульпы и выпарки раствора аммиачной селитры. Очистка газа от аммиака проводится в скруббере, орошаемом азотной кислотой, с получением 50% раствора аммиачной селитры, используемом в технологическом процессе. Рабочие параметры очистки: Т=850С, разрежение 500 мм рт ст. плотность орошения –17.7 м3/ м2*час. Газы, отходящие от сушилки мела, проходят очистку в скруббере для очистки от пыли карбоната кальция аммиаком в две ступени, орошаемой в верхней части меловой суспензией, в нижней – раствором аммиачной селитры. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу. Они должны содержать : фтора н/б 8мг/м3, оксидов азота н/б 64 мг/м3, аммиака н/б 16 мг/м3.

Технологический процесс производства нитроаммофоски связан с образованием большого количества загрязненных вод и конденсата. В процессе упарки NР и АN образуется 43.8т/ч технологического конденсата, содержащего аммиака до 4%, нитраты и фтор. Очистка проводится методом паровой отгонки, представляющий собой процесс многократного чередования испарения жидкости и конденсации паров. Колонны имеют по 28 ситчатых тарелок. Степень отгонки аммиака из конденсата составляет 95–99%. Очищенный конденсат содержит аммиак свободный до 116 мг/л, аммиак, связанный в пересчете на аммиачную селитру до 75 мг/л. Он откачивается на биологические очистные сооружения.

Расходные нормы сырья и энергоресурсов на 1 т нитроаммофоски.

На производство 1 т NРК N: Р2О5 :К2О с содержанием питательных веществ N - 16.5%. Р2О5 –16.5%, К2О –16.5% (всего 49.5%) установлены следующие нормы расхода:

Апатит, т –0.446

Азотная кислота, т (100%) – 0.698,

Жидкий аммиак, т (100%) – 0.225,

Диоксид углерода, т (100%) –0.195,

Хлористый калий, т (60% К2О) - .0285

Карбамид, кг – 1.5,

Диспергатор НФ, кг(100%) –1.1,

Пар, т –1.58,

Электроэнергия, кВт*ч – 220.

5.Калийные удобрения

5.1 Общая характеристика.

Больше 90% добываемых из недр земли и вырабатываемых заводскими методами калийных солей используют в качестве удобрений. Калийные минеральные удобрения представляют собой природные или синтетические соли и содержат питательный элемент в форме иона К+. Калийные удобрения подразделяются на:

2)  сырые калийные соли – размолотые природные водорастворимые калийные минералы;

3)  концентрированные калийные удобрения – продукты заводской переработки сырых солей;

4)  калийные соли – продукты, получаемые смешением сырых солей, содержащих калий и натрий и концентрированных солей калия. В зависимости от природы аниона калийные удобрения подразделяются на хлоридные и бесхлорные.

Качество калийной продукции и сырья принято характеризовать содержанием основного компонента (например, КСl) или содержание калия в пересчете на К2О. Обычно в калийных удобрениях содержится 40-60% К2О, а в используемых в качестве удобрений сырых солях –20%.

К калийным удобрениям хлоридного типа относят природные минералы (каинит, сильвинит), продукты промышленной переработки минералов (хлорид калия), смешанные калийные соли, полученные смешением природных минералов с хлоридом калия, злектролитные растворы (побочный продукт электролиза карналлита). К бесхлорным калийным удобрениям относятся сульфат калия и калимагнезия (двойная соль сульфата калия и сульфата магния).

Все калийные удобрения растворимы в воде. Их выпускают в кристаллическом и гранулированном виде. Содержание питательного элемента в них (пересчете на К2О) колеблется от 10% в природных минералах до 60% в концентрированном удобрении-хлориде калия.

Ассортимент и характеристика калийных удобрений

удобрение	Формула действующего вещества	Содержание К2О, %	Удельный вес по годам, % 1960	1990
Хлоридные
Хлорид калия	КСl	53.1-60.6	48.5	95.6
Калий электролит	КСl	45.6	-	0.7
Каинит	КСl*МgSО4	9.5-10.5	5.7	-
Бесхлорные
Сульфат калия	К2SО4	45-47	-	1.7
Калимагнезия	К2SО4*МgSО4	28-30	-	2.6

Из приведенных данных видно, что в н. в. основным калийным удобрением, обеспечивающим свыше 95% потребностей сельского хозяйства, является хлорид калия. Природные низкоконцентрированные минералы без предварительной переработки в н. в. не используются.