Ammooniumnitraadi saamismeetodit koksiahju gaasiammooniumist ja lahjendatud lämmastikhappest ei kasutatud enam kui majanduslikult kahjumlikku.
Ammooniumnitraadi tootmise tehnoloogia hõlmab lämmastikhappe neutraliseerimist gaasilise ammoniaagiga, kasutades nitraadilahuse aurustamiseks reaktsioonisoojust (145 kJ / mol). Pärast lahuse moodustumist, tavaliselt kontsentratsiooniga 83%, aurustatakse liigne vesi sulaks, milles ammooniumnitraadi sisaldus on olenevalt valmistoote kvaliteedist 95–99,5%. Väetisena kasutamiseks granuleeritakse sulatis pihustites, kuivatatakse, jahutatakse ja kaetakse paakumisvastaste ühenditega. Graanulite värvus varieerub valgest värvituni. Keemias kasutatav ammooniumnitraat on tavaliselt dehüdreeritud, kuna see on väga hügroskoopne ja vee protsenti selles (ω(H 2 O)) on peaaegu võimatu saada.
Kaasaegsetes, praktiliselt mittepaakuva ammooniumnitraati tootvates tehastes jahutatakse kuumi graanuleid, mis sisaldavad niiskust 0,4% või vähem, keevkihtaparaadis. Jahtunud graanulid saabuvad pakkimisel polüetüleenist või viiekihilisest paberist bituumenkottidesse. Graanulitele suurema tugevuse andmiseks, pakkudes võimalust hulgi transportimiseks ja säilitades kristalse modifikatsiooni stabiilsuse pikema säilivusajaga, lisatakse selliseid lisandeid nagu magnesiit, kaltsiumsulfaadi poolhüdraat, sulfaadi toorme lagunemissaadused lämmastikhappega ja teised. ammooniumnitraadile lisatud (tavaliselt mitte rohkem kui 0,5 massiprotsenti).
Ammooniumnitraadi tootmisel kasutatakse lämmastikhapet kontsentratsiooniga üle 45% (45-58%), lämmastikoksiidide sisaldus ei tohiks ületada 0,1%. Ammooniumnitraadi tootmisel saab kasutada ka ammoniaagi tootmisel tekkivaid jäätmeid, näiteks ammoniaagivett ning vedela ammoniaagi hoidlatest eemaldatud ning ammoniaagi sünteesisüsteemide puhumisel saadud paagi- ja puhastusgaase. Lisaks kasutatakse ammooniumnitraadi tootmisel ka karbamiidi tootmisel tekkivaid destilleerimisgaase.
Vabanenud neutraliseerimissoojuse ratsionaalse kasutamisega saab vee aurustamisega saada kontsentreeritud lahuseid ja isegi ammooniumnitraadi sulamit. Vastavalt sellele eristatakse skeeme ammooniumnitraadi lahuse saamisega selle järgneva aurustamisega (mitmeetapiline protsess) ja sulatise saamisega (üheetapiline või mitteaurustuv protsess).
Ammooniumnitraadi tootmiseks neutraliseerimissoojuse abil on võimalikud järgmised põhimõtteliselt erinevad skeemid:
Atmosfäärirõhul töötavad rajatised (mahlaauru liigrõhk 0,15-0,2 atm);
Vaakumaurustiga paigaldused;
Surve all töötavad tehased, kus mahlaauru soojust kasutatakse ühekordselt;
Surve all töötavad tehased, kus kasutatakse kahekordselt mahlaauru soojust (kontsentreeritud sulatise saamine).
Tööstuspraktikas kasutatakse neid laialdaselt kõige tõhusamate atmosfäärirõhul töötavate, neutraliseerivat soojust kasutavate ja osaliselt vaakumaurustiga seadmetena.
Ammooniumnitraadi saamine selle meetodiga koosneb järgmistest põhietappidest:
1. ammooniumnitraadi lahuse saamine lämmastikhappe neutraliseerimisel ammoniaagiga;
2. ammooniumnitraadi lahuse aurustamine sulamisolekuni;
3. soola kristalliseerumine sulatisest;
4. soola kuivatamine ja jahutamine;
5. pakkimine.
Neutraliseerimisprotsess viiakse läbi neutralisaatoris, mis võimaldab kasutada reaktsioonisoojust lahuse osaliseks aurustamiseks - ITN. See on ette nähtud ammooniumnitraadi lahuse saamiseks, neutraliseerides 58–60% lämmastikhapet gaasilise ammoniaagiga, kasutades reaktsioonisoojust, et osaliselt aurustada vesi lahusest atmosfäärirõhul vastavalt reaktsioonile:
NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 + Qkcal
ARVELDAMINE JA SELGITAV MÄRKUS
Üldise keemiatehnoloogia kursusetööle teemal:
“Ammooniumnitraadi tootmine. Neutralisaatori arvutamine võimsusega G = 10 t/h NH 4 NO 3
Lõpetatud:
õpilane gr. XN-091
Artemenko A.A.
Kontrollitud:
Ušakov A.G.
Kemerovo 2012
Sissejuhatus 4
1.Valitud meetodi teostatavusuuring 7
2. Ammooniumnitraadi tootmise tehnoloogiline skeem 12
3. Neutraliseerimise materjali- ja soojusbilansside arvutamine
lämmastikhappe ammoniaak 17
3.1.Materjalijääk 17
3.2.Soojusbilanss 20
4.Kontaktseadme mõõtmete valik 21
Järeldus 22
Viited 23
Sissejuhatus
Mineraalväetisi kasutatakse laialdaselt nii põllumajanduses kui ka erinevates tööstusharudes. Erinevalt maailmaturust on siseturul põhiline lämmastikväetiste tööstuslik tarbimine.
Kõige olulisemad mineraalväetised on lämmastik: ammooniumnitraat, uurea, ammooniumsulfaat, ammoniaagi vesilahused.
Ammooniumnitraat ehk ammooniumnitraat, NH 4 NO 3 on valge kristalne aine, mis sisaldab 35% lämmastikku ammooniumi ja nitraadi kujul, mõlemad vormid on taimedesse kergesti omastatavad.
Ammooniumnitraadi peamised tarbijad on järgmised tööstusharud:
- Põllumajandus;
- komplekssete mineraalväetiste tootmine;
- kaevanduskompleks (lõhkeainete omatoodang);
- söetööstus (lõhkeainete omatoodang);
- lõhkeainete tootmine;
- ehitustööstus;
Ammooniumnitraadil on potentsiaalne või füsioloogiline happesus. See happesus tekib pinnases ühelt poolt ioonide (NH 4 +) kiirema tarbimise tõttu taimede poolt ja sellest tulenevalt happejäägi (NO 3 ioonide) kuhjumisest pinnasesse ja teiselt poolt. teisest küljest ammoniaagi oksüdeerumise tulemusena lämmastikhappeks mulda nitrifitseerivate mikroorganismide poolt. Ammooniumnitraadi pikaajalisel kasutamisel võib selle väetise potentsiaalne happesus põhjustada muutusi mulla keemilises koostises, mis mõnel juhul põhjustab saagikuse vähenemist.
põllukultuurid.
Granuleeritud ammooniumnitraati kasutatakse laialdaselt enne külvi ja igat tüüpi pealisväetamiseks. Väiksemas mahus kasutatakse seda lõhkeainete tootmiseks. Ammooniumnitraat lahustub hästi vees ja on väga hügroskoopne (võime imada õhust niiskust). See on tingitud asjaolust, et väetise graanulid levivad, kaotavad oma kristalse vormi, toimub väetiste paaknemine - puistematerjal muutub
tahke monoliitne mass. Ammooniumnitraadil on teiste lämmastikväetiste ees mitmeid eeliseid, kuna see sisaldab 34% lämmastikku ja on selle poolest uurea järel teisel kohal.
Lisaks sisaldab ammooniumnitraat nii ammoonium- kui ka nitraatseid lämmastiku vorme, mida taimed kasutavad erinevatel kasvuperioodidel, mis aitab positiivselt kaasa peaaegu kõigi põllukultuuride saagikuse suurenemisele.
Tööstusharud, mis kasutavad ammooniumnitraati lõhkeainete tootmise toorainena, on põllumajanduse järel siseturul suuruselt teine osa selle tarbimisest. ammoniaak-
salpeetri lõhkeained on suur lõhkeainete rühm.
Neid nimetatakse tavaliselt vähendatud võimsusega lõhkeaineteks (TNT ekvivalendis on need 25% nõrgemad kui TNT). See pole aga täiesti tõsi. Ammooniumnitraadi lõhkeainete sisaldus on reeglina madal
Mis on TNT-st halvem ja plahvatusohtlikkuse poolest ületavad TNT-d ning mõned neist on väga märkimisväärsed. Ammooniumnitraatlõhkeaineid kasutatakse suuremal määral rahvamajanduses ja vähemal määral sõjanduses. Sellise kasutuse põhjuseks on ammooniumnitraadi lõhkeainete oluliselt madalam hind, oluliselt väiksem kasutuskindlus. Esiteks on see tingitud ammoniaagi lõhkeainete kõrgest hügroskoopsusest, mistõttu üle 3% niisutamisel kaotavad sellised lõhkeained täielikult oma plahvatusvõime. Need alluvad paakumisele, s.t. kaotavad ladustamise ajal voolavuse, mille tõttu nad täielikult
Või kaotavad osaliselt oma plahvatusvõime.
Kõige olulisemad paakumise põhjused on:
1. Valmistoote suurenenud niiskusesisaldus;
2. Salpeetri osakeste heterogeensus ja madal mehaaniline tugevus;
3. Ammooniumnitraadi kristalsete modifikatsioonide muutumine.
Ammooniumnitraat on tugev oksüdeerija. Teatud ainete lahustega reageerib ägedalt, kuni plahvatuseni (naatriumnitrit), ei ole tundlik löökide, hõõrdumise, löökide suhtes ning püsib stabiilsena erineva tugevusega sädemete tabamisel. See võib plahvatada ainult tugeva detonaatori või termilise lagunemise mõjul. Salpeeter ei ole põlev toode. Põlemist toetab ainult lämmastikoksiid. Seega on ammooniumnitraadi tootmise üheks tingimuseks selle alglahuste ja valmistoote puhtus.
2.Ammooniumnitraadi tootmise tehnoloogiline skeem
Ammooniumnitraadi tootmisprotsess koosneb järgmistest põhietappidest:
1.Lämmastikhappe neutraliseerimine gaasilise ammoniaagiga;
2. Ammooniumnitraadi lahuste aurustamine sulamisolekuni;
3. Soola kristalliseerimine sulatisest;
4. soola kuivatamine või jahutamine;
5. Pakkimine.
Peaaegu mittepaakuva ammooniumnitraadi saamiseks kasutatakse mitmeid tehnoloogilisi meetodeid. Ammooniumnitraadi tootmisprotsess põhineb gaasilise ammoniaagi ja lämmastikhappe lahusega interaktsiooni heterogeensel reaktsioonil:
NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 (2)
AH = -144,9 kJ
Reaktsiooni termiline efekt 100% lähteainete interaktsiooni ajal on 35,46 kcal / mol.
Keemiline reaktsioon kulgeb suure kiirusega; tööstuslikus reaktoris on see piiratud gaasi lahustumisega vedelikus. Reagentide segamine on difusioonipeetuse vähendamiseks väga oluline. Intensiivsed tingimused protsessi läbiviimiseks saab suures osas tagada aparaadi konstruktsiooni väljatöötamisega. Reaktsioon (1) viiakse läbi pidevalt töötavas ITN-seadmes (kasutades neutraliseerimissoojust) (joonis 2.1).
Joonis 2.1. ITN seade
Reaktor on vertikaalne silindriline seade, mis koosneb reaktsiooni- ja eraldustsoonidest. Reaktsioonitsoonis on klaas 1, mille alumises osas on augud lahuse ringlemiseks. Veidi kõrgemal tassi sees olevatest aukudest on mulliti 2 gaasilise ammoniaagi varustamiseks, selle kohal mullitaja 3 lämmastikhappe varustamiseks. Reaktsiooniauru-vedeliku segu väljub reaktsiooniklaasi ülaosast; osa lahusest eemaldatakse ITN-aparaadist ja siseneb järelneutralisaatorisse ning ülejäänu (ringluses) läheb uuesti alla. Auru-vedeliku segust eraldunud mahlaauru pestakse ammooniumnitraadilahuse ja lämmastikhappeauru pritsmete eest korgiplaatidel 6 20% nitraadilahusega ning seejärel mahlaauru kondensaadiga.
Reaktsioonisoojust (1) kasutatakse vee osaliseks aurustamiseks reaktsioonisegust (sellest ka seadme nimetus – ITN). Temperatuuride erinevus aparaadi erinevates osades põhjustab reaktsioonisegu intensiivsemat ringlust.
Ammooniumnitraadi valmistamise tehnoloogiline protsess hõlmab lisaks lämmastikhappe ammoniaagiga neutraliseerimise etappidele ka soolalahuse aurustamise etappe, sulatise granuleerimist, graanulite jahutamist, graanulite töötlemist pindaktiivsete ainetega, nitraadi pakendamine, ladustamine ja laadimine, gaasiheitmete ja reovee puhastamine.
Joonisel 2.2 on kujutatud ammooniumnitraadi AS-72 tootmise kaasaegse suure võimsusega seadme skeem, mille võimsus on 1360 tonni päevas. Algne 58-60% lämmastikhape kuumutatakse küttekehas 1 temperatuurini 70-80 °C aparaadi ITN 3 mahlaauruga ja juhitakse neutraliseerimisse. Enne aparaati 3 lisatakse lämmastikhappele fosfor- ja väävelhapet sellises koguses, et valmistoode sisaldaks 0,3–0,5% P 2 O 5 ja 0,05–0,2% ammooniumsulfaati.
Seadmel on kaks paralleelselt töötavat ITN-seadet. Lisaks lämmastikhappele tarnitakse neile varem gaasilist ammoniaaki
soojendatakse kerises 2 aurukondensaadiga kuni 120-130? Tarnitava lämmastikhappe ja ammoniaagi kogus on reguleeritud nii, et ITN-aparaadi väljalaskeava juures on lahuses väike happe liig (2-5 g/l), mis tagab ammoniaagi täieliku imendumise.
Joonis 2.2 Ammooniumnitraadi seadme AS-72 skeem
Aparaadi alumises osas toimub neutraliseerimisreaktsioon temperatuuril 155-170°C; see annab kontsentreeritud lahuse, mis sisaldab 91–92% NH 4 NO 3 . Seadme ülemises osas pestakse ammooniumnitraadi ja lämmastikhappe aurude pritsmetest veeauru (nn mahlaauru). Osa mahlaauru soojusest kasutatakse lämmastikhappe soojendamiseks. Seejärel saadetakse mahlaaur puhastamisele ja lastakse atmosfääri. Neutralisaatorist väljuval ammooniumnitraadi lahusel on kergelt happeline või kergelt aluseline reaktsioon.
Ammooniumnitraadi happelahus saadetakse neutralisaatorisse 4; kuhu siseneb ammoniaak, mis on vajalik koostoimeks ülejäänud lämmastikhappega. Seejärel juhitakse lahus aurustisse 5. Saadud sulam, mis sisaldab 99,7–99,8% nitraati, läbib temperatuuril 175 °C filtri 21 ja juhitakse tsentrifugaalsukelpumbaga 20 survepaaki 6 ja seejärel ristkülikukujuline metallist granuleerimistorn 16.
Torni ülemises osas on granulaatorid 7 ja 8, mille alumine osa on varustatud õhuga, mis jahutab ülalt langevaid salpetripiiskusid. Salpeetri kukkumisel 50-55 m kõrguselt tekivad õhuvoolul nende ümber väetisegraanulid. Pelleti temperatuur
Tornist väljapääs võrdub 90-110°C; kuumad graanulid jahutatakse keevkihtseadmes 15. See on ristkülikukujuline seade, millel on kolm sektsiooni ja mis on varustatud aukudega restiga. Ventilaatorid toidavad õhku resti alla; see loob nitraadigraanulite keevkihi, mis tuleb läbi konveieri granuleerimistornist. Pärast jahutamist siseneb õhk granuleerimistorni.
Ammooniumnitraadikonveieri 14 graanulid juhitakse pöörlevas trumlis 11 pindaktiivsete ainete töötlemisele. Seejärel saadetakse valmis väetisekonveier 12 pakendisse.
Granuleerimistornist väljuv õhk on saastunud ammooniumnitraadi osakestega ning neutralisaatorist väljuv mahlaaur ja aurustist väljuv auru-õhu segu sisaldavad reageerimata ammoniaaki ja
Lämmastikhape, samuti kaasahaaratud ammooniumnitraadi osakesed. Nende jaoks
voolud granuleerimistorni ülemises tornis on kuus
paralleelselt töötavad loputusplaat-tüüpi pesurid 10, niisutatud 20-30% ammooniumnitraadi lahusega, mis tarnitakse pumbaga 18 kogust 17. Osa sellest lahusest suunatakse ITN neutralisaatorisse mahlaauru pesemiseks ja seejärel segatakse. ammooniumnitraadiga ja seetõttu kasutatakse seda toodete valmistamiseks. Puhastatud õhk imetakse ventilaatori 9 abil granuleerimistornist välja ja lastakse atmosfääri.
3. Lämmastikhappe ammoniaagiga neutraliseerimise materjali- ja soojusbilansi arvutamine
3.1 Materjalide tasakaal
Esialgsed andmed
Algse lämmastikhappe kontsentratsioon 50% HNO 3 ;
Ammoniaagi kontsentratsioon 100% NH 3;
Saadud lahuse kontsentratsioon on 70% NH 4 NO 3;
Tehase võimsus G=10 t/h
Ammooniumnitraadi saamise aluseks on järgmine reaktsioon:
NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3
M(NH3) = 17 g/mol
M (NH4NO3) = 80 g/mol
1. Määrame reageerinud 100% ammoniaagi koguse:
m (NH 3) \u003d 17 * 10000 / 80 \u003d 2125 kg / h
M (HNO3) = 63 g/mol
2. Määrame reageerinud 100% lämmastikhappe koguse:
m(HNO3)=63*10000/80=7875 kg/h
Seejärel on reageerinud 50% lämmastikhappe kogus:
m (HNO 3) \u003d 7875 / 0,5 \u003d 15750 kg / h
Leidke neutralisaatorisse sisenevate reaktiivide koguhulk:
3. 70% ammooniumnitraadi lahuse kogus:
m (NH 4 NO 3) \u003d 10000 / 0,7 \u003d 14285,7 kg / h
4. Neutraliseerimise ajal aurustunud vee kogus:
m (H 2 O) \u003d 2125 + 15750 - 14285,7 \u003d 3589,3 kg / h
NH 3 tarbimine + HNO 3 tarbimine \u003d NH 4 NO 3 kogus + mahlaaur
2125 +15750 = 14285,7+3589,3
17875kg/tunnis=17875kg/tunnis
Arvutuste tulemused on kokku võetud tabelis:
Tabel 1
materjali tasakaal
3.2 Soojusbilanss
Esialgsed andmed.
Ammooniumnitraadi keemistemperatuur on 120°C.
Rõhk muunduris on 117,68 kPa.
Soojusvõimsused:
30 °C juures: C HNO3 = 2,763 kJ / (m 3 ? C);
50 °C juures: NH3 \u003d 2,185 kJ / (m 3 ·? C);
Temperatuuril 123,6 °C: C NH4NO3 = 2,303 kJ/ (m 3 · C);
Otsus.
Q sisend =Q miinused.
Soojussisend:
1. Lämmastikhappe poolt sisestatud soojus:
Q 1 = 15907,5 * 2,763 * 30 = 1318572 kJ \u003d 1318,572 MJ;
2. Gaasilise ammoniaagiga varustatud soojus:
Q 2 = 2146,25 * 2,185 * 50 = 234478 kJ \u003d 234,478 MJ;
Ammooniumnitraadi tootmisel eraldub soojust, mida saab graafiliselt üsna täpselt määrata. 50% lämmastikhappe puhul Q=105,09 kJ/mol.
3. Neutraliseerimisel eraldub:
Q 3 \u003d (105,09 * 1000 * 10000) / 80 = 13136250 kJ = 13136,25 MJ;
Kogutulu:
Q sisend \u003d Q 1 + Q 2 + Q 3 \u003d 1318572 + 234478 + 13136250 \u003d 14689300 kJ.
Soojuse tarbimine:
1. Ammooniumnitraadi lahus kannab ära:
Q 1 "\u003d 14285,7 * 2,303 * t bp;
Rõhul 117,68 kPa on küllastunud veeauru temperatuur 103°C.
Vee keemistemperatuur on 100°C.
Temperatuuri langus on:
t = 120-100 = 20 °C;
Määrame 70% ammooniumnitraadi lahuse keemistemperatuuri:
t kip = 103 + 20 * 1,03 \u003d 123,6 ° C;
Q 1 " \u003d 14285,7 * 2,303 * 123,6 \u003d 4066436 kJ \u003d 4066,436 MJ.
2. Vee aurustamiseks kulutatud soojus:
Q 2 "\u003d 3589,3 * 2379,9 \u003d 8542175 kJ \u003d 8542,175 MJ.
3. Soojuskadu:
Q kaod = Q adj. -Q vool \u003d 14689300-8542175-4066436 \u003d 2080689kJ \u003d 2080,689MJ.
Kogutarbimine:
Q voog \u003d Q 1 "+ Q 2" + Q kaod \u003d 4066436 + 8542175 + 2080689 \u003d 14689300 kJ.
Arvutuste tulemused on kokku võetud tabelis:
tabel 2
Termiline tasakaal
| Tulemas |
Tarbimine |
||||
| Artikkel |
kJ |
% |
Artikkel |
kJ |
% |
| Q1 |
1318572 |
8,98 |
Q1" |
4066436 |
27,7 |
| Q2 |
234478 |
1,62 |
Q2" |
8542175 |
58,1 |
| 3. küsimus |
13136250 |
89,4 |
Q kaotus |
2080689 |
14,2 |
| Kokku: |
14689300 |
100,00 |
Kokku: |
14689300 |
100,00 |
1.Valitud meetodi teostatavusuuring
Kõige tavalisemad ammooniumnitraadi tootmise meetodid põhinevad lämmastikhappe neutraliseerimise reaktsioonil ammoniaagiga.
Gaasilise ammoniaagi ja lämmastikhappe lahuste keemiline koostoime kulgeb suure kiirusega, kuid seda piiravad massiülekanne ja hüdrodünaamilised tingimused. Seetõttu on reaktiivide segamise intensiivsus väga oluline; mis sõltub peamiselt lämmastikhappe ja ammoniaagi liikumiskiiruste suhtest reaktoris. Reagentide lähim kontakt saavutatakse siis, kui gaasilise ammoniaagi lineaarkiirus ületab lämmastikhappe lahuse lineaarkiirust mitte rohkem kui 15 korda.
Neutraliseerimisprotsess kulgeb soojuse vabanemisega. Tootmistingimustes kasutatakse lämmastikhapet kontsentratsiooniga 45-60%, mida suuremas kontsentratsioonis lämmastikhapet kasutatakse, seda väiksem on selle lahjendussoojus ja seda suurem on lämmastikhappe lahuste ammoniaagiga neutraliseerimise termiline efekt.
Soojuse koguhulk Q ? , mis vabaneb lämmastikhappe lahuste neutraliseerimise reaktsiooni tulemusena gaasilise ammoniaagiga, määratakse võrrandiga:
K? =Q reageerida. -(q 1 - q 2) (1)
Ammooniumnitraadi tootmiseks neutraliseerimissoojuse abil on võimalikud järgmised põhimõtteliselt erinevad skeemid:
- atmosfäärirõhul töötavad paigaldised (mahlaauru rõhk 0,15-0,2 atm);
- vaakumaurustiga paigaldised;
- Ühekordse kasutusega surveseadmed
mahla auru kuumus;
Surve all töötavad tehased, kus kasutatakse kahekordselt mahlaauru soojust (kontsentreeritud sulatise saamine).
Venemaal on kõige levinum atmosfäärirõhul neutraliseerimise skeem, mis on näidatud joonisel 3.
Riis. 1.1 Skeem lämmastikhappe neutraliseerimiseks atmosfäärirõhul:
1 - lämmastikhappe paak; 2 – ammoniaagi küttekeha; 3 – vedela ammoniaagi eraldaja 4 – ITN aparaat; 5 - mahlaauru lõks-pesur; 6 – 1. etapi vaakumaurusti; 7 - neutraliseerija.
1967.-1970. aastatel töötati välja tehnoloogiline skeem ja valmis suuretonnaažilise AS-67 üksuse projekt, mille keskmine ööpäevane võimsus on 1400 tonni.
Seadme AC-67 eripäraks on kõigi peamiste tehnoloogiliste seadmete (neutraliseerimisetapist kuni sulatise tootmise etapini) paigutamine granuleerimistornile kaskaadina, ilma ammooniumnitraadi lahuste pumpamise vahepealsete toiminguteta. Seadme AC-67 eripäraks on ka see, et õhku ei imeta tornist välja, vaid see surutakse ühe võimsa ventilaatori abil keevkihtresti alt torni sisse ehk torn töötab surve all.
Nagu märgitud, lihtsustas kõigi peamiste tehnoloogiliste seadmete paigutamine granuleerimistornile kontsentreeritud salpeetri lahuste pumpamisest keeldumise tõttu. Samas tõi see otsus kaasa teatud tüsistusi ehituses ja
Seadme töö:
- torni šaht kannab suurt koormust, mille tulemusena on see valmistatud raudbetoonist, mille sisemine vooder on happekindlatest tellistest, mis toob kaasa märkimisväärsed kapitalikulud, töömahukuse ja ehituse kestuse suurenemise;
- tehnoloogiliste seadmetega pealisehitis asub kõrgel, seetõttu peab see olema täielikult suletud, köetav ja ventileeritav.
- seadmete paigaldamist saab alustada alles pärast torni ehitamist, mis pikendab ehitus- ja paigaldustööde tsüklit;
- seadmete paiknemine kõrgusel põhjustab teisaldusseadmete (liftide) talitlusnõuete tõusu;
- torni töötamine rõhu all raskendab torni sisseehitatud keevkihis toote jahutusaparaadi hooldamist;
Sisseehitatud jahutusseadme kasutamine suurendab torni õhuvarustuse energiatarbimist.
Skeemi AC-67 puuduste kõrvaldamiseks ja toote kvaliteedi parandamiseks võeti skeemis AC-72 kasutusele järgmised tehnilised lahendused:
- graanulite tugevuse suurendamine on kavas kolme teguri mõjul: sulfaat-fosfaatlisandi kasutamine, suuremate graanulite valmistamine, graanulite jahutuskiiruse reguleerimine, mille puhul a. kasutati sektsioonidega kaugseadmeid keevkihiga ja igasse sektsiooni eraldi õhuvarustusega;
- seadmed on paigutatud allapoole eraldiseisvale miskile; sulatise pumpamiseks kasutati pumpa.
Salpeetri tootmise tehnoloogiline skeem vastavalt skeemile AC-72 koosneb samadest etappidest, mis vastavalt skeemile AC-67; Täiendav on kõrge kontsentratsiooniga ammooniumnitraadi sulatise pumpamine granuleerimistorni tippu.
Skeemis AC-72 võrreldes AC-67-ga ei esine põhimõttelisi erinevusi tehnoloogilises protsessis neutraliseerimise ja aurustamise etappides. Erinevus seisneb lämmastikhappe kuumutamises kahes küttekehas iga ITN-seadme jaoks eraldi, mis võimaldas paigaldada liinile automaatsed vooluregulaatorid lämmastikhappega varustamiseks kütteks. Ja veel üks iseloomulik erinevus on vaid ühe võimsama järelneutralisaatori paigaldamine kahe asemel.
Keskkonnakaitse nõuete kasv on päevakorda võtnud ammooniumnitraadi ja ammoniaagi aerosooliosakeste atmosfääri paiskamise olulise vähendamise. Nende heitmete kõrgem puhastusaste on uuendatud AS-72M seadmete peamine eristav tunnus.
Kaasaegses ammooniumnitraadi tootmises on tooraine erikulu lähedane teoreetilisele. Seetõttu ei ole suure võimsusega seadmetes AS-67, AS-72 ja AS-72M saadud toote maksumuses olulist erinevust.
Konkreetsetest skeemidest sõltuvate tehniliste ja majanduslike näitajate erinevus seisneb peamiselt energiatarbimise valdkonnas: aur, elekter, taaskasutatud vesi. Aurukulu määrab lämmastikhappe algkontsentratsioon, neutraliseerimisetapis saadud mahlaauru soojuse kasutusaste.
Elektrikulu ammooniumnitraadi tootmisel ei ole absoluutarvudes suur. Kuid see võib kõikuda sõltuvalt kasutatava toote jahutamise meetodist (otse tornis graanulite lennu ajal,
keevkihtseadmetes, pöörlevates trumlites), valitud õhupuhastusmeetoditest
Tööstuses kasutatakse peamiselt seadet AC-72, kus monodisperssete granulaatorite kasutamise tulemusena saavutatakse ühtlane granulomeetriline koostis, väheneb väikeste graanulite sisaldus ja väheneb õhu kiirus torni sektsioonis, st. loodud soodsamaks
Tingimused, mis vähendavad tolmu ülekandumist tornist ja vähendavad pesupuhasti koormust.
Kasutatud kirjanduse loetelu
1. Keemilis-tehnoloogiliste protsesside arvutused. Peatoimetuse all prof. Mukhlenova I.P. L., "Keemia", 1976. -304 lk.
2.http://www.xumuk.ru//
3. Klevke.V.A., “Lämmastikväetiste tehnoloogia”, M., Goshimizdat, 1963
4. Üldine keemiatehnoloogia: tähtsaim keemiatootmine / I. P. Mukhlenov. - 4. väljaanne - M.: Vyssh.shk., 1984. - 263lk.
5.Osnovnye protsessid ja seadmed keemiatehnoloogia: juhend projekteerimiseks. Yu.I. Dytnersky toimetamisel, 2. väljaanne, M .: Keemia, 1991-496 lk.
6. Miniovich M. A. Ammooniumnitraadi tootmine. M. "Keemia", 1974. - 240 lk.
Järeldus
Antud kursusetöös uurisime ammooniumnitraadi tootmist ja protsessi vooskeemi, põhjendasime põhi- ja abiseadmete valikut ammooniumnitraadi tootmisel, arvutasime neutraliseerimisetapi materjali- ja soojusbilansid.
Arvestatakse ammooniumnitraadi füüsikalisi ja keemilisi omadusi. Kuna ammooniumnitraadil on sellised omadused nagu paakumisvõime ja hügroskoopsus, tuleb paakumise vähendamiseks võtta kasutusele järgmised meetmed, kasutada pulbrilisi lisandeid, mis pulbristavad soolaosakesi. Mõned lisandid vähendavad osakeste aktiivset pinda, teised aga omavad adsorptsiooniomadusi. Enne konteineritesse pakkimist lisage paakumissooladele väga väike kogus värvaineid, samuti jahutage ammooniumnitraati. Hügroskoopsuse vähendamiseks on vaja soola granuleerida. Graanulitel on väiksem eripind kui peenkristallilisel soolal, seega niisutatakse neid aeglasemalt.
Ammooniumnitraat on kõige olulisem ja levinum põllumajanduses kasutatav lämmastikväetis. Seetõttu on vaja järgida ammooniumnitraadi säilitustingimusi ja luua uusi tehnoloogilisi lahendusi.
4. Kontaktseadme suuruste valik
Neutraliseerimissoojuse abil määrame seadme ruumala:
Kontaktaeg, tund;
M on seadme tootlikkus, m 3 / tunnis.
G=10000 kg/tunnis=36000000 kg/sek.
Am.nitraat \u003d 1725 kg / m 3
M=G/? am.nitraat
M \u003d 36000000 kg / s: 1725 kg / m 3 \u003d 20869,5 m 3 / s
V \u003d 1s 20869,5 m 3 / s \u003d 20869,5 m 3
Riiklik õppeasutusTahkekütuste keemiatehnoloogia ja ökoloogia osakond
KINNITA
kuupäev
Pea osakond_______________
(allkiri)
õpilane
1. Projekti teema
5. Projekti konsultandid (märkides ära nendega seotud projekti lõigud)
2. ______________________________ _____________________
Ülesande väljaandmise kuupäev _____________
Juhendaja ____________________________
(allkiri)
7. Põhikirjandus ja soovitatavad materjalid
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ _________________
Ülesanne võeti täitmiseks vastu (kuupäev) _____________________
Tahkekütuste keemiatehnoloogia ja ökoloogia osakond
KINNITA
kuupäev
Pea osakond_______________
(allkiri)
Kursuse kujundamise ülesanne
õpilane
1. Projekti teema
______________________________ _____________________
Kinnitatud ülikooli korraldusega alates
2. Üliõpilase valminud projekti esitamise tähtaeg
3. Projekti algandmed
______________________________ ______________________
4. Seletuskirja (üld- ja eriosa põhiküsimused) ja graafilise materjali maht ja sisu
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________
5. Projekti konsultandid (märkides ära nendega seotud projekti lõigud)
1. ______________________________ _____________________
2. ___________________________________ __________________________ Ülesande väljaandmise kuupäev _________________ Juhendaja _________________________________ (allkiri) 7. Põhikirjandus ja soovitatavad materjalid ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ______________________________________________________________________________________
Peamine meetod
Tööstuslikus tootmises kasutatakse veevaba ammoniaaki ja kontsentreeritud lämmastikhapet:
Reaktsioon kulgeb ägedalt suure koguse soojuse vabanemisega. Sellise protsessi läbiviimine käsitöönduslikes tingimustes on äärmiselt ohtlik (kuigi ammooniumnitraati saab kergesti veega lahjendatud tingimustes). Pärast lahuse moodustumist, tavaliselt kontsentratsiooniga 83%, aurustatakse liigne vesi sulaks, milles ammooniumnitraadi sisaldus on olenevalt valmistoote tüübist 95--99,5%. Väetisena kasutamiseks granuleeritakse sulatis pihustites, kuivatatakse, jahutatakse ja kaetakse paakumisvastaste ühenditega. Graanulite värvus varieerub valgest värvituni. Keemias kasutatav ammooniumnitraat on tavaliselt dehüdreeritud, kuna see on väga hügroskoopne ja vee protsenti selles (n(H2O)) on peaaegu võimatu saada.
Haberi meetod
rõhul, kõrgel temperatuuril ja katalüsaatoril
Haberi meetodi kohaselt sünteesitakse ammoniaak lämmastikust ja vesinikust, millest osa oksüdeerub lämmastikhappeks ja reageerib ammoniaagiga, mille tulemusena moodustub ammooniumnitraat:
Nitrofosfaadi meetod
Seda meetodit tuntakse ka kui Odd meetodit, mis on nime saanud Norra linna järgi, kus protsess välja töötati. Seda kasutatakse otse lämmastik- ja lämmastik-fosforväetiste saamiseks laialdaselt kättesaadavast looduslikust toorainest. Sel juhul toimuvad järgmised protsessid:
Saadud kaltsiumnitraati ja eemaldamata fosforhapet töödeldakse ammoniaagiga ja selle tulemusena saadakse ammooniumnitraat:
Praktiliselt mittepaakuva ammooniumnitraadi saamiseks kasutatakse mitmeid tehnoloogilisi meetodeid. Tõhus vahend niiskuse neeldumise vähendamiseks hügroskoopsete soolade poolt on nende granuleerimine. Homogeensete graanulite kogupind on väiksem kui sama koguse peenkristallilise soola pind, seega imavad granuleeritud väetised õhust niiskust aeglasemalt. Mõnikord legeeritakse ammooniumnitraati vähem hügroskoopsete sooladega, näiteks ammooniumsulfaadiga.
Ammooniumnitraadi valmistamise tehnoloogiline protsess koosneb järgmistest põhietappidest: lämmastikhappe neutraliseerimine gaasilise ammoniaagiga, ammooniumnitraadi aurustamine, sulatise kristalliseerimine ja granuleerimine, valmistoote jahutamine, klassifitseerimine ja tolmutamine (joonis 4.1). ).
Joonis 4.1 Ammooniumnitraadi tootmise skemaatiline diagramm
Praegu toodetakse 18-60% lämmastikhappe tootmise arendamisega seoses AS-67, AS-72, AS-72M üksustes põhiosa ammooniumnitraati võimsusega 1360 ja 1171 tonni päevas. aurustamine ühes etapis (joonis 4.2. ) , samuti mitte-alla meetodi paigaldustel (joonis 4.4.).
Joonis 4.2 AS-72M tootmise vooskeem: 1 - ammoniaagikuumuti; 2 - happekütteseade; 3 - ITN-aparaadid; 4 - neutraliseerija; 1 - aurusti; 6 - veetihend-regulaator; 7 - sulatise kogumine; 8 - survepaak; 9 - vibroakustiline granulaator; 10 - granuleerimistorn; 11 - konveier; 12 - pelletijahuti "KS"; 13 - õhukütteseade; 14 - pesupuhasti
Küttekeha 1 gaasiline ammoniaak, mis on kuumutatud mahlaauru kondensaadiga, kuumutatud temperatuurini 120–160 ºC, ja lämmastikhape küttekehast 2, kuumutatud mahlaauruga temperatuuril 80–90 ºC, sisenevad ITN-seadmesse (kasutades neutraliseerimissoojust) 3. vähendada ammoniaagi kadusid koos auruga, reaktsioon viiakse läbi happe liias. ITN aparaadi ammooniumnitraadi lahus neutraliseeritakse ammoniaagiga järelneutralisaatoris 4, kuhu samaaegselt lisatakse magneesiumnitraadi konditsioneerimislisand ja see siseneb aurustumiseks aurustisse 1. Vibraakustiliste granulaatorite 9 abil siseneb see granuleerimistorni 10 Atmosfääriõhk imetakse torni alumisse ossa ja õhk toidetakse graanulite "KS" 12 jahutamise aparaadist. Torni alumisest osast moodustunud ammooniumnitraadi graanulid sisenevad konveierile 11 ja keevkihti seade 12 graanulite jahutamiseks, millesse juhitakse läbi küttekeha 13 kuiva õhku. Aparaadist 12 saadetakse valmistoode pakendisse. Torni 10 tipust sisenev õhk siseneb 20% ammooniumnitraadi lahusega niisutatud puhastitesse 14, kus see pestakse ammooniumnitraadi tolmust ja paisatakse atmosfääri. Samades pesurites puhastatakse aurustist ja neutralisaatorist väljuvad gaasid reageerimata ammoniaagist ja lämmastikhappest. ITN-aparaat, granuleerimistorn ja kombineeritud aurusti on AC-72M tehnoloogilise skeemi peamised seadmed.
ITN-aparaadi (joonis 4.3.) kogukõrgus on 10 m ja see koosneb kahest osast: alumisest reaktsioonist ja ülemisest eraldamisest. Reaktsiooniosas on perforeeritud klaas, millesse juhitakse lämmastikhape ja ammoniaak. Samas, tänu reaktsioonimassi heale soojusülekandele klaasi seintele, toimub neutraliseerimisreaktsioon happe keemistemperatuurist madalamal temperatuuril. Saadud ammooniumnitraadi lahus keeb ja vesi aurustub sellest. Auru tõstejõu toimel paiskub aur-vedelik emulsioon klaasi ülemisest osast välja ja läbib korpuse ja klaasi vahelise rõngakujulise pilu, jätkates aurustumist. Seejärel siseneb see ülemisse eraldusossa, kus lahust, mis läbib mitmeid plaate, pestakse ammoniaagist ammooniumnitraadi ja mahlaauru kondensaadi lahusega. Reagentide viibimisaeg reaktsioonitsoonis ei ületa ühte sekundit, mille tõttu ei toimu happe ja ammooniumnitraadi termilist lagunemist. Neutraliseerimissoojuse kasutamise tõttu aparaadis aurustub suurem osa veest ja moodustub 90% ammooniumnitraadi lahus.
Kombineeritud aurusti kõrgusega 16 m koosneb kahest osast. Alumises 3 m läbimõõduga kesta- ja toruosas aurustatakse lahus, mis läbib torusid, kuumutatakse kõigepealt ülekuumendatud auruga, kuumutatakse õhuga temperatuurini 180 ° C. Seadme ülemine osa on ette nähtud seadmest väljuva auru-õhu segu puhastamiseks ja seadmesse siseneva ammooniumnitraadi lahuse osaliseks aurustamiseks. Aurustist tuleb 99,7% kontsentratsiooniga ammooniumnitraadi sulam, mille temperatuur on umbes 180ºC.
Granuleerimistorn on ristkülikukujulise sektsiooniga 11x8 m2 ja kõrgus ca 61 m Välisõhk ja õhk pelletijahutist siseneb torni alumises osas oleva ava kaudu. Torni ülemisse ossa sisenev ammooniumnitraadisulam hajutatakse kolme vibroakustilise granulaatori abil, milles sulamisjoa muutub tilkadeks. Kui piisad langevad umbes 10 m kõrguselt, siis need kõvastuvad ja muutuvad graanuliteks. Niiskusesisaldusega 0,2% sulati kristalliseerumine algab temperatuuril 167 °C ja lõpeb temperatuuril 140 °C. Torni toidetava õhu maht on olenevalt aastaajast 300 - 100 m3/h. AC - 72M ühikutes kasutatakse toote paakumisvastast magneesiumilisandit (magneesiumnitraat). Seetõttu ei ole skeemides AC - 67 ja AC - 72 ette nähtud pindaktiivsete ainete graanulite töötlemine vajalik. Põhilised erinevused ammooniumnitraadi mittepressimise meetodil tootmise tehnoloogilises skeemis (joonis 4.) on järgmised: kontsentreeritud lämmastikhappe kasutamine; neutraliseerimisprotsessi läbiviimine kõrgendatud (0,4 MPa) rõhul; kuumutatud komponentide kiire kokkupuude. Nendes tingimustes moodustub neutraliseerimisetapis aur-vedelik emulsioon, mille eraldamise järel saadakse 98,1% kontsentratsiooniga sulam, mis võimaldab välistada lahuse aurustamise eraldi etapi.
Joonis 4.4 No-down meetodi tehnoloogiline skeem: 1 - lämmastikhappesoojendi; 2 - ammoniaagi kütteseade; 3 - reaktor (neutralisaator); 4 - emulsiooni eraldaja; 1 - trumli vorm; 6 - nuga; 7 - trumli kuivatamine
Kuumutatakse küttekehades 1 ja 2, kuumutatakse separaatorist väljuva auruga, emulsioonid 4, lämmastikhape ja ammoniaak sisenevad neutralisaatorisse 3, kus reaktsiooni tulemusena tekib ammooniumnitraadi ja veeauru vesilahusest emulsioon. Separaatoris 4 eraldatakse emulsioon ja ammooniumnitraadi sulatis juhitakse trummelvormi 1, milles ammooniumnitraat kristalliseerub seest veega jahutatud metalltrumli pinnal.
Trumli pinnale moodustunud umbes 1 mm paksune tahke ammooniumnitraadi kiht lõigatakse ära noaga 6 ja see siseneb helveste kujul kuivatamiseks trummelkuivatisse 7. Sarnane toode helveste kujul on kasutatakse tehnilistel eesmärkidel.
Jahutatud toode saadetakse lattu ja seejärel hulgi saatmiseks või kottidesse pakkimiseks. Dispersantravi viiakse läbi õõnesaparaadis, mille keskel paiknev otsik pihustab rõngakujulist vertikaalset graanulite voolu, või pöörlevas trumlis. Granuleeritud toote töötlemise kvaliteet kõigis kasutatud seadmetes vastab GOST 2-85 nõuetele.
Granuleeritud ammooniumnitraati hoitakse laos kuni 11 m kõrgustes hunnikutes Enne tarbijale saatmist serveeritakse laost saadud nitraati sõelumiseks. Mittestandardne toode lahustatakse, lahus tagastatakse parki. Standardtoode töödeldakse NF dispergeeriva ainega ja saadetakse tarbijatele.
Väävel- ja fosforhappe mahutid ning nende doseerimiseks mõeldud pumpamisseadmed on paigutatud iseseisvasse üksusesse. Keskjuhtimispunkt, elektrialajaam, laboratoorium, teenindus- ja mugavusruumid asuvad eraldi hoones.
Saltpeter on pakendatud 50 kg kaaluvatesse polüetüleenist voodriga kottidesse, samuti spetsiaalsetesse konteineritesse - suurkottidesse, kaaluga 500-800 kg. Transport toimub nii ettevalmistatud konteinerites kui ka lahtiselt. Liikuda on võimalik erinevate transpordiliikidega, ainult õhutransport on kõrgendatud tuleohu tõttu välistatud.
Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.
Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/
Vene Föderatsiooni haridus- ja teadusministeerium
Riiklik õppeasutus
Erialane kõrgharidus
"Tveri Riiklik Tehnikaülikool"
TPM osakond
Kursusetöö
distsipliin: "Üldine keemiatehnoloogia"
Ammooniumnitraadi tootmine
Looduslikud lämmastikuühendid tekivad orgaaniliste jääkide keemiliste lagunemisprotsesside tulemusena, äikeselahenduse ajal ja ka biokeemiliselt spetsiaalsete bakterite - Azotobacter - tegevuse tulemusena, mis assimileerivad otseselt õhust lämmastikku. Sama võimega on mügarbakterid, mis elavad liblikõieliste taimede (hernes, lutsern, oad, ristik jt) juurtes.
Saadud saagiga eemaldatakse igal aastal mullast märkimisväärne kogus lämmastikku ja muid põllukultuuride arenguks vajalikke toitaineid. Lisaks läheb osa toitaineid kaotsi nende väljauhtumisel põhja- ja sademeveega. Seetõttu on tootlikkuse vähenemise ja mulla kurnamise vältimiseks vaja seda toitainetega täiendada erinevat tüüpi väetiste abil.
On väga oluline, et ammooniumnitraadi lämmastikuvorme kasutaksid taimed erinevatel aegadel. Valkude sünteesis otseselt osalev ammooniumlämmastik imendub kasvuperioodil taimedesse kiiresti; nitraatlämmastik imendub suhteliselt aeglaselt, seega toimib see kauem. Samuti on kindlaks tehtud, et lämmastiku ammoniaagivormi saavad taimed kasutada ilma eelneva oksüdatsioonita.
Kaltsiumil ja lubi-ammooniumnitraadil on küllastunud lahuste suhtes suhteliselt madal veeaururõhk; teatud temperatuuril vastavad need madalaimale suhtelisele õhuniiskusele. Need on ülaltoodud lämmastikväetiste hulgas kõige hügroskoopsemad soolad. Ammooniumsulfaat on kõige vähem hügroskoopne ja kaaliumnitraat peaaegu täielikult mittehügroskoopne.
Niiskust imab ainult suhteliselt väike soolakiht, mis asub vahetult ümbritseva õhuga. Kuid isegi selline salpeetri niisutamine kahjustab suuresti valmistoote füüsikalisi omadusi. Ammooniumnitraadi õhust niiskuse imendumise kiirus suureneb selle temperatuuri tõustes järsult. Seega on 40 °C juures niiskuse neeldumise kiirus 2,6 korda suurem kui 23 °C juures.
Ammooniumnitraadi hügroskoopsuse vähendamiseks on välja pakutud palju meetodeid. Üks neist meetoditest põhineb ammooniumnitraadi segamisel või sulatamisel teise soolaga. Teise soola valimisel lähtuvad nad järgmisest reeglist: hügroskoopsuse vähendamiseks peab veeauru rõhk soolade segu küllastunud lahuse kohal olema suurem kui nende rõhk puhta ammooniumnitraadi küllastunud lahuse kohal.
On kindlaks tehtud, et kahe ühise iooniga soola segu hügroskoopsus on suurem kui kõige hügroskoopsemal neist (välja arvatud ammooniumnitraadi segud või sulamid ammooniumsulfaadiga ja mõned teised). Ammooniumnitraadi segamine mittehügroskoopsete, kuid vees mittelahustuvate ainetega (näiteks lubjakivitolmu, fosfaatkivimiga, dikaltsiumfosfaadiga jne) ei vähenda selle hügroskoopsust. Paljud katsed on näidanud, et kõigil sooladel, mis lahustuvad vees sama või paremini kui ammooniumnitraadil, on omadus suurendada selle hügroskoopsust.
Valmistoote suurenenud niiskusesisaldus. Mis tahes kujuga ammooniumnitraadi osakesed sisaldavad alati niiskust küllastunud (ema)lahuse kujul. NH4NO3 sisaldus sellises lahuses vastab soola lahustuvusele selle mahutisse laadimise temperatuuridel. Valmistoote jahutamisel läheb emalahus sageli üleküllastunud olekusse. Temperatuuri edasisel langemisel sadestub üleküllastunud lahusest välja suur hulk 0,2–0,3 mm suuruseid kristalle. Need uued kristallid tsementeerivad varem sidumata salpeetriosakesi, muutes selle tihedaks massiks.
Salpeetri osakeste madal mehaaniline tugevus. Ammooniumnitraati toodetakse ümmarguste osakeste (graanulite), plaatide või väikeste kristallide kujul. Granuleeritud ammooniumnitraadi osakestel on väiksem eripind ja korrapärasem kuju kui ketendunud ja peenkristallilised, mistõttu on graanulid vähem paakunud. Granuleerimisprotsessi käigus moodustub aga teatud hulk õõnsaid osakesi, mida iseloomustab madal mehaaniline tugevus.
Granuleeritud nitraadiga kotte ladustamisel laotakse need 2,5 m kõrgustesse kuhjadesse.Ülemiste kottide survel hävivad kõige vähem vastupidavad graanulid koos tolmuosakeste moodustumisega, mis tihendavad nitraadimassi, suurendades selle paakumist. Praktika näitab, et õõnsate osakeste hävitamine granuleeritud toote kihis kiirendab dramaatiliselt selle paakumisprotsessi. Seda täheldatakse isegi siis, kui toode jahutati konteinerisse laadimisel temperatuurini 45 °C ja suurem osa graanulitest oli hea mehaanilise tugevusega. On kindlaks tehtud, et ümberkristallimise tõttu hävivad ka õõnsad graanulid.
Ammooniumnitraadi termiline lagunemine. Plahvatusohtlikkus. Tulekindlus. Ammooniumnitraat on plahvatusohutuse seisukohalt suhteliselt tundetu löökide, hõõrdumise, löökide suhtes ning püsib erineva intensiivsusega sädemete tabamisel stabiilsena. Liiv, klaas ja metallide lisandid ei suurenda ammooniumnitraadi tundlikkust mehaanilisele pingele. See võib plahvatada ainult tugeva detonaatori või termilise lagunemise mõjul teatud tingimustel.
Ülaltoodud reaktsioonidest on näha, et ammoniaak, mis tekib soolapeetri termilise lagunemise algperioodil, gaasisegudes sageli puudub; neis toimuvad sekundaarsed reaktsioonid, mille käigus ammoniaak oksüdeerub täielikult elementaarseks lämmastikuks. Sekundaarsete reaktsioonide tulemusena suureneb gaasisegu rõhk suletud mahus järsult ning lagunemisprotsess võib lõppeda plahvatusega.
Ammooniumnitraadi ja purustatud söe segu võib tugeval kuumutamisel iseeneslikult süttida. Mõned kergesti oksüdeeruvad metallid (nt tsinkpulber), mis puutuvad kokku märja ammooniumnitraadiga vähesel kuumutamisel, võivad samuti põhjustada selle süttimist. Praktikas on esinenud ammooniumnitraadi ja superfosfaadi segude iseenesliku süttimise juhtumeid.
Ammooniumnitraati sisaldavad paberkotid või puidust tünnid võivad süttida isegi päikesevalguse käes. Ammooniumnitraadiga mahuti süttimisel võivad eralduda lämmastikoksiidid ja lämmastikhappe aurud. Lahtisest leegist või detonatsioonist tulenevate tulekahjude korral ammooniumnitraat sulab ja laguneb osaliselt. Leek ei levi salpetri massi sügavusse,.
Ammooniumnitraadi tootmise radikaalseks parandamiseks oli vaja loobuda paljude aastate jooksul tekkinud ideedest, et põhiseadmete (näiteks aurustid, granuleerimistornid jne) vastavate reservideta on võimatu töötada, ohust saada granuleerimiseks peaaegu veevaba ammooniumnitraadi sulam.
Märkimisväärne kogus ammooniumnitraati toodetakse praegu mõne karbamiidi sünteesisüsteemide ammoniaaki sisaldavatest heitgaasidest. Ühe selle tootmismeetodi kohaselt saadakse 1 kuni 1,4 tonni ammoniaaki 1 tonni karbamiidi kohta. Sellest ammoniaagikogusest saab toota 4,6–6,5 tonni ammooniumnitraati. Kuigi kasutusel on ka täiustatud uurea sünteesi skeemid, on ammoniaaki sisaldavad gaasid - selle tootmise jäätmed - mõnda aega ammooniumnitraadi tootmise tooraineks.
Need ammooniumnitraadi saamise meetodid põhinevad ühe soolast, mis on moodustunud sademeks, või kahe erineva vees lahustuvusega soola tootmisel. Esimesel juhul eraldatakse ammooniumnitraadi lahused setetest pöörlevatel filtritel ja töödeldakse tavaliste skeemide kohaselt tahkeks tooteks. Teisel juhul lahused aurustatakse teatud kontsentratsioonini ja eraldatakse fraktsioneeriva kristallisatsiooniga, mis taandub järgmisele: kuumade lahuste jahutamisel eraldatakse suurem osa puhtast ammooniumnitraadist, seejärel viiakse kristallimine läbi eraldi. aparaat emalahustest lisanditega saastunud toote saamiseks.
Ammooniumnitraadi moodustumine kulgeb pöördumatult ja sellega kaasneb soojuse eraldumine. Neutraliseerimisreaktsiooni käigus eralduv soojushulk sõltub kasutatava lämmastikhappe kontsentratsioonist ja selle temperatuurist, samuti gaasilise ammoniaagi (või ammoniaaki sisaldavate gaaside) temperatuurist. Mida suurem on lämmastikhappe kontsentratsioon, seda rohkem soojust eraldub. Sel juhul toimub vee aurustamine, mis võimaldab saada kontsentreeritumaid ammooniumnitraadi lahuseid. Ammooniumnitraadi lahuste saamiseks kasutatakse 42–58% lämmastikhapet.
Lämmastikhappe kasutamine kontsentratsiooniga üle 58% ammooniumnitraadi lahuste saamiseks ei ole olemasoleva protsessi ülesehitusega võimalik, kuna sel juhul tekib neutraliseerimisseadmetes temperatuur, mis ületab oluliselt lämmastikhappe keemistemperatuuri, mis võib viia selle lagunemiseni koos lämmastikoksiidide eraldumisega. Ammooniumnitraadi lahuste aurustamisel moodustub aparatuuri-neutralisaatorite reaktsioonisoojuse tõttu mahlaaur, mille temperatuur on 110–120 ° C.
Suurima võimaliku kontsentratsiooniga ammooniumnitraadi lahuste saamisel on vaja suhteliselt väikeseid aurustite soojusvahetuspindu ning lahuste edasiseks aurustamiseks kulub väike kogus värsket auru. Sellega seoses kipuvad nad koos lähteainega andma neutralisaatorile lisasoojust, mille jaoks nad soojendavad mahlaauruga ammoniaaki temperatuurini 70 ° C ja lämmastikhapet 60 ° C-ni (kõrgemal temperatuuril laguneb lämmastikhape oluliselt ja küttekeha torud on tugeva korrosiooni all, kui need ei ole valmistatud titaanist).
Ammooniumnitraadi tootmisel kasutatav lämmastikhape ei tohi sisaldada rohkem kui 0,20% lahustunud lämmastikoksiide. Kui hapet ei puhuta piisavalt õhuga, et eemaldada lahustunud lämmastikoksiidid, moodustuvad need koos ammoniaagiga ammooniumnitriti, mis laguneb kiiresti lämmastikuks ja veeks. Sel juhul võivad lämmastikukadud olla umbes 0,3 kg 1 tonni valmistoote kohta.
Mahlaaur sisaldab reeglina lisandeid NH3, NHO3 ja NH4NO3. Nende lisandite kogus sõltub tugevalt nende rõhkude stabiilsusest, mille juures tuleb neutralisaatorisse viia ammoniaak ja lämmastikhape. Antud rõhu hoidmiseks tarnitakse lämmastikhapet ülevoolutoruga varustatud survepaagist ja gaasilist ammoniaaki rõhuregulaatori abil.
Neutralisaatori koormus määrab suuresti ka mahlaauruga seotud lämmastiku kadumise. Tavalise koormuse korral ei tohiks kaod mahlaauru kondensaadiga ületada 2 g/l (lämmastiku osas). Neutralisaatori koormuse ületamisel tekivad ammoniaagi ja lämmastikhappe aurude vahel kõrvalreaktsioonid, mille tulemusena tekib gaasifaasis eelkõige udune ammooniumnitraat, mis saastab mahlaauru ning suureneb seotud lämmastiku kadu. Neutralisaatorites saadud ammooniumnitraadi lahused kogutakse segajatega vahepaakidesse, neutraliseeritakse ammoniaagi või lämmastikhappega ja saadetakse seejärel aurustamiseks.
Olenevalt rakendusest rõhu all, jaotatakse neutraliseerimissoojuse abil ammooniumnitraadi lahuste tootmise kaasaegsed paigaldised atmosfäärirõhul töötavateks käitisteks; harvendamise all (vaakum); kõrgendatud rõhul (mitu atmosfääri) ja kombineeritud seadmetes, mis töötavad rõhu all neutraliseerimise tsoonis ja harvendamisel mahlaaurude ammooniumnitraadi lahusest (sulamist) eraldamise tsoonis.
Atmosfääri- või kerge ülerõhuga töötavaid paigaldisi eristab tehnoloogia ja disaini lihtsus. Neid on ka lihtne hooldada, käivitada ja peatada; etteantud töörežiimi juhuslikud rikkumised kõrvaldatakse tavaliselt kiiresti. Seda tüüpi paigaldusi kasutatakse kõige laialdasemalt. Nende paigaldiste põhiseade on aparaat-neutralisaator ITN (neutraliseerimissoojuse kasutamine). ITN-aparaat töötab absoluutrõhul 1,15-1,25 atm. Struktuurselt on see konstrueeritud nii, et lahused peaaegu ei keeks - ammooniumnitraadi udu moodustumisega.
ITN-aparaatide mahlaauru kasutatakse olenevalt ammooniumnitraadi tootmise töötingimustest soolalahuste eelaurustamiseks, vedela ammoniaagi aurustamiseks, ITN-aparatuuridesse suunatava lämmastikhappe ja gaasilise ammoniaagi kuumutamiseks ning vedela ammoniaagi aurustumine lahjendatud lämmastikhappe tootmisel kasutatava gaasilise ammoniaagi saamiseks.
Ammooniumnitraadi lahused ammoniaaki sisaldavatest gaasidest saadakse käitistes, mille põhiaparaadid töötavad vaakumis (aurusti) ja atmosfäärirõhul (skraber-neutralisaator). Sellised paigaldised on mahukad ja neis on raske stabiilset töörežiimi säilitada ammoniaaki sisaldavate gaaside koostise varieeruvuse tõttu. Viimane asjaolu mõjutab negatiivselt lämmastikhappe liia kontrollimise täpsust, mille tulemusena sisaldavad saadud ammooniumnitraadi lahused sageli suurenenud kogust hapet või ammoniaaki.
Absoluutrõhul 5–6 atm töötavad neutraliseerimisseadmed ei ole väga levinud. Nad vajavad märkimisväärsel hulgal elektrit ammoniaagi gaasi kokkusurumiseks ja rõhu all oleva lämmastikhappe suunamiseks neutralisaatoritesse. Lisaks on nendes tehastes võimalikud ammooniumnitraadi kaod lahuse pritsmete kaasahaaramise tõttu (isegi keeruka konstruktsiooniga separaatorites ei saa pritsmeid täielikult kinni püüda).
Kombineeritud meetodil põhinevates seadmetes kombineeritakse lämmastikhappe ammoniaagiga neutraliseerimise ja ammooniumnitraadi sulatise saamise protsessid, mida saab otse kristalliseerida (st soolalahuste kontsentreerimiseks mõeldud aurustid on sellistest käitistest välja jäetud). Seda tüüpi paigaldised nõuavad 58–60% lämmastikhapet, mida tööstus toodab seni suhteliselt väikestes kogustes. Lisaks peab osa seadmeid olema valmistatud kallist titaanist. Neutraliseerimisprotsess soolasulami tootmisega tuleb läbi viia väga kõrgetel temperatuuridel (200–220 °C). Võttes arvesse ammooniumnitraadi omadusi, on protsessi läbiviimiseks kõrgel temperatuuril vaja luua spetsiaalsed tingimused, mis takistavad soolasulami termilist lagunemist.
ITN-aparaat on vertikaalne silindriline anum (reservuaar) 2, millesse asetatakse lahuste segamise parandamiseks silinder (klaas) 3 koos riiulitega 1 (keerutaja). Lämmastikhappe ja gaasilise ammoniaagi sisestamise torujuhtmed on ühendatud silindriga 3 (reaktiivid juhitakse vastuvoolu); torud lõppevad seadmetega 4 ja 7 happe ja gaasi paremaks jaotamiseks. Sisemises silindris reageerib lämmastikhape ammoniaagiga. Seda silindrit nimetatakse neutraliseerimiskambriks.
Anuma 2 ja silindri 3 vahelist rõngakujulist ruumi kasutatakse keevate ammooniumnitraadi lahuste ringluseks. Silindri alumises osas on avad 6 (aknad), mis ühendavad neutraliseerimiskambrit HE aurustusosaga. Nende aukude olemasolu tõttu väheneb ITN-seadmete jõudlus mõnevõrra, kuid saavutatakse intensiivne lahuste loomulik ringlus, mis toob kaasa seotud lämmastiku kadu vähenemise.
Lahusest eralduv mahlaaur juhitakse välja läbi ITN aparaadi kaanes oleva liitmiku ja läbi püüdja-separaatori 9. Silindris 3 moodustuvad nitraadilahused emulsiooni kujul - segud mahlaauruga sisenevad separaatorisse läbi vesitihendi 5. Lõks-separaatori alumise osa kinnitusest suunatakse ammoniaaksalpetri lahused järelneutralisaator-segistisse edasiseks töötlemiseks. Vesitihend aparaadi aurustusosas võimaldab hoida selles konstantset lahuse taset ja takistab mahlaauru väljapääsemist sellega kaasahaaratud lahusepritsmetest loputamata.
Eraldusplaatidele tekib mahlaauru osalise kondenseerumise tõttu aurukondensaat. Sel juhul eemaldatakse kondensatsioonisoojus vee ringlemisega, mis läbib plaatidele asetatud mähiseid. Mahlaauru osalise kondenseerumise tulemusena saadakse 15–20% NH4NO3 lahus, mis saadetakse koos ammooniumnitraadi lahuse peavooluga aurustamiseks.
Seejärel on vaja luua pidev lämmastikhappe juurdevool survepaaki ja selle ülevool hoiulattu. Pärast seda on vaja ammoniaagi sünteesitsehhist vastu võtta gaasiline ammoniaak, mille jaoks on vaja lühikeseks ajaks avada liini ventiilid mahlaauru atmosfääri eemaldamiseks ja klapp lahuse väljalaskmiseks. neutraliseerija segistisse. See hoiab ära kõrgendatud rõhu tekkimise ITN-seadmes ja ohtliku ammoniaagi-õhu segu tekkimise seadme käivitamisel.
AMM-i kaastöötlus ja gaasiline ammoniaak on ebapraktiline, kuna seda seostatakse suurte ammooniumnitraadi, happe ja ammoniaagi kadudega, kuna ammoniaaki sisaldavates gaasides (lämmastik, metaan, vesinik jne) on palju lisandeid - need lisandid, mullitamine tekkivate keevate ammooniumnitraadi lahuste kaudu viiks seotud lämmastiku koos mahlaauruga minema. Lisaks ei saanud kütteauruna kasutada lisanditega saastunud mahlaauru. Seetõttu töödeldakse ammoniaaki sisaldavaid gaase tavaliselt gaasist ammoniaagist eraldi.
Vaakumis töötavates paigaldistes kasutatakse reaktsioonisoojust väljaspool neutralisaatorit - vaakumaurustis. Siin keevad neutralisaatorist tulevad kuumad ammooniumnitraadi lahused temperatuuril, mis vastab aparaadis olevale vaakumile. Sellised paigaldised hõlmavad: pesurit tüüpi neutralisaatorit, vaakumaurustit ja abiseadmeid.
Skraberi-neutralisaatori 1 alumisse ossa juhitakse ammoniaaki sisaldavad gaasid temperatuuril 30–90 °C rõhul 1,2–1,3 atm. Skraberi ülemisse ossa juhitakse nitraadi tsirkulatsioonilahus. siibripaagist 6, mis tavaliselt tarnitakse pidevalt paagist 5 lämmastikhapet, mõnikord eelsoojendatud temperatuurini, mis ei ületa 60 °C. Neutraliseerimisprotsess viiakse läbi happe liiaga vahemikus 20-50 g/l. Skraberit 1 hoitakse tavaliselt temperatuuril 15–20 °C allpool lahuste keemistemperatuuri, mis aitab vältida happe lagunemist ja ammooniumnitraadi udu teket. Seadistatud temperatuuri hoitakse, pihustades skraberit vaakumaurusti lahusega, mis töötab vaakumil 600 mmHg. Art., seega on selles oleva lahuse temperatuur madalam kui pesuris.
Vaakumaurustist voolab lahus vesilukupaaki 6, kust suurem osa sellest juhitakse uuesti skraberisse 1 ja ülejäänu suunatakse järelneutralisaatorisse 8. Vaakumaurustis 3 tekkiv mahlaaur on saadetakse läbi vaakumisseparaatori 4 pinnakondensaatorisse (joonisel pole näidatud) või segamiskondensaatorisse. Esimesel juhul kasutatakse mahla auru kondensaati lämmastikhappe tootmisel, teisel - mitmesugustel muudel eesmärkidel. Vaakumaurustis tekib vaakum mahlaauru kondenseerumise tõttu. Kondenseerimata aurud ja gaasid imetakse kondensaatoritest välja vaakumpumba abil ja juhitakse atmosfääri.
Skraberi 1 heitgaasid sisenevad seadmesse 7, kus neid pestakse kondensaadiga, et eemaldada nitraadilahuse tilgad, misjärel eemaldatakse need ka atmosfääri. Lahused neutraliseeritakse neutraliseerimissegistis vaba ammoniaagi sisalduseni 0,1-0,2 g/l ja koos ITN aparaadis saadud nitraadilahuse vooluga suunatakse aurustamisele.
Neutralisaatorid ITN. Kasutatakse mitut tüüpi neutralisaatoreid, mis erinevad peamiselt ammoniaagi ja lämmastikhappe jaotamiseks seadme sees olevate seadmete suuruse ja konstruktsiooni poolest. Sageli kasutatakse järgmise suurusega seadmeid: läbimõõt 2400 mm, kõrgus 7155 mm, klaas - läbimõõt 1000 mm, kõrgus 5000 mm. Töötavad ka seadmed läbimõõduga 2440 mm ja kõrgusega 6294 mm ning seadmed, millelt eelnevalt kaasas olnud segisti eemaldati (joonis 5).
Skraberi tüüpi neutraliseerija on vertikaalne silindriline seade läbimõõduga 1800-2400 mm, kõrgusega 4700-5150 mm. Samuti kasutatakse seadmeid läbimõõduga 2012 mm ja kõrgusega 9000 mm. Tsirkuleerivate lahuste ühtlaseks jaotamiseks ristlõikes on seadme sees mitu perforeeritud plaati või keraamilistest rõngastest valmistatud otsik. Alustega varustatud aparaadi ülemisse ossa laotakse 50x50x3 mm suuruste rõngaste kiht, mis on korgiks pritsmete jaoks.
Pindkondensaator on vertikaalne kesta ja toruga kahesuunaline (vee jaoks mõeldud) soojusvaheti, mis on ette nähtud vaakumaurustist tuleva mahlaauru kondenseerimiseks. Seadme läbimõõt 1200 mm, kõrgus 4285 mm; soojusülekande pind 309 m2. See töötab umbes 550-600 mm Hg vaakumil. Art.; on torud: läbimõõt 25x2 mm, pikkus 3500 m, koguarv 1150 tk.; sellise kondensaatori kaal on umbes 7200 kg
Toodete, toorainete ja tootmiseks kasutatavate materjalide omadused. Ammooniumnitraadi saamise tehnoloogiline protsess. Lämmastikhappe neutraliseerimine gaasilise ammoniaagiga ja aurustamine kõrgelt kontsentreeritud sulamiseni.
kursusetöö, lisatud 19.01.2016
Granuleeritud ammooniumnitraadi tootmise automatiseerimine. Rõhu stabiliseerimisahelad mahlaauru toitetorustikus ja aurukondensaadi temperatuuri juhtimine baromeetrilisest kondensaatorist. Rõhu juhtimine vaakumpumba väljalasketorustikus.
kursusetöö, lisatud 01.09.2014
Ammooniumnitraat kui tavaline ja odav lämmastikväetis. Selle tootmise olemasolevate tehnoloogiliste skeemide ülevaade. Ammooniumnitraadi tootmise moderniseerimine kompleksse lämmastik-fosfaatväetise tootmisega ettevõttes OAO Cherepovetsky Azot.
lõputöö, lisatud 22.02.2012
Puistematerjalide, niisutatud pulbrite ja pastade granuleerimiseks ja segamiseks mõeldud granulaatorite kirjeldused. Ammooniumnitraadil ja karbamiidil põhinevate kompleksväetiste tootmine. Osakeste vaheliste sidemete tugevdamine kuivatamise, jahutamise ja polümerisatsiooni teel.
kursusetöö, lisatud 11.03.2015
Ammoniaagi jahutusseadme otstarve, seade ja talitlusskeem. Konstruktsioon tsükli termodünaamilises diagrammis kindlaksmääratud ja optimaalsete režiimide jaoks. Jahutusvõimsuse, elektritarbimise ja elektritarbimise määramine.
test, lisatud 25.12.2013
Kuivatusprotsessi olemus ja selle tehnoloogilise skeemi kirjeldus. Trummelatmosfäärikuivatid, nende ehitus ja põhiarvutus. Kuivatisse juhitavate suitsugaaside parameetrid, automaatne niiskuse reguleerimine. Kuivatusaine transportimine.
kursusetöö, lisatud 24.06.2012
Lämmastikhappe tootmise kaasaegsete meetodite ülevaade. Paigalduse tehnoloogilise skeemi kirjeldus, põhiaparaadi ja abiseadmete konstruktsioon. Tooraine ja valmistoodete, kõrvalsaaduste ja tootmisjäätmete omadused.
lõputöö, lisatud 11.01.2013
Tööstuslikud meetodid lahjendatud lämmastikhappe saamiseks. Ammoniaagi oksüdatsiooni katalüsaatorid. Gaasisegu koostis. Optimaalne ammoniaagisisaldus ammoniaagi-õhu segus. Lämmastikhappesüsteemide tüübid. Reaktori materjali- ja soojusbilansi arvutamine.
kursusetöö, lisatud 14.03.2015
Tehnoloogiline protsess, tehnoloogilise režiimi normid. Diammooniumfosfaadi füüsikalised ja keemilised omadused. Tehnoloogia süsteem. Fosforhappe vastuvõtt, jaotamine. Fosforhappe neutraliseerimise esimene ja teine etapp. Toote granuleerimine ja kuivatamine.
kursusetöö, lisatud 18.12.2008
Lähteaine omadused, abimaterjalid lämmastikhappe tootmiseks. Vastuvõetud tootmisskeemi valik ja põhjendus. Tehnoloogilise skeemi kirjeldus. Protsesside materjalibilansside arvutused. Tehnoloogilise protsessi automatiseerimine.
9.4. AMMONIAANNITREEDI TOOTMINE
Ammooniumnitraat on üks peamisi lämmastikväetiste liike; sisaldab vähemalt 34,2% lämmastikku. Granuleeritud ammooniumnitraadi saamise tooraineks on kontsentreerimata 58-60% lämmastikhape ja gaasiline ammoniaak.
Konditsioneeriva lisandina kasutatakse 92,5% väävelhapet, mis neutraliseeritakse ammoniaagiga koos lämmastikhappega, moodustades ammooniumsulfaadi. Valmis graanulite pihustamiseks kasutatakse pindaktiivset ainet - dispergeeriva aine "NF" 40% vesilahust.
Ammooniumnitraadi tootmise peamised etapid on: lämmastikhappe neutraliseerimine gaasilise ammoniaagiga; ammooniumnitraadi väga kontsentreeritud sulandi saamine; sulatatud granuleerimine; ammooniumnitraadi graanulite jahutamine; graanulite töötlemine pindaktiivse ainega - dispergeeriva ainega "NF"; õhu ja mahlaauru puhastamine enne atmosfääri laskmist; valmistoote pakendamine ja ladustamine.
Allpool käsitleme esimese etapi automatiseerimist - lämmastikhappe neutraliseerimist ammoniaagiga, mis määrab suuresti järgmiste etappide töörežiimid.
Protsessi tehnoloogiline skeem. Lämmastikhapet eelkuumutatakse soojusvahetis 1 (joon. 9.8) kuni temperatuurini 70-80 °C masinast väljuva mahlaauruga 2 neutraliseerimine (ITN), gaasilist ammoniaaki kuumutatakse soojusvahetis 3 ja seejärel siseneb seadmesse 2. Kuumutatud lämmastikhape siseneb segistisse 4, kus serveeritakse ka väävel- ja fosforhapet. Väävelhapet doseeritakse nii, et ammooniumsulfaadi sisaldus valmistootes jääb vahemikku 0,3-0,7%. Seejärel siseneb hapete segu ITN-aparaati, kus atmosfäärilähedase rõhu all temperatuuril 155–165 ° C viiakse läbi lämmastikhappe neutraliseerimine ammoniaagiga:
Lämmastikhape ja ammoniaak doseeritakse nii, et ITN-aparaadi väljalaskeava juures oleks lahuses lämmastikhappe liig (2-5 g/l piires), mis on vajalik ammoniaagi täieliku imendumise tagamiseks reaktsioonitsoonis. . ITN-aparaadi eraldustsoonis eraldatakse mahlaaur keedulahusest ja läheb puhastamiseks ITN-aparaadi pesutsooni, mis koosneb neljast plaadist ja pihustuspüüdurist. Mahlaauru kondensaat juhitakse ülemisele plaadile. ITN-aparaadi väljalaskeava juures sisaldab mahlaaur NH 4 NO 3 2-5 g/l, HNO 3 1-2 g/l; ammoniaak pesuprotsessi õiges läbiviimises aurudes puudub.
ITN-aparaadis moodustunud 92-93% ammooniumnitraadi lahus lahjendatakse mõnevõrra aparaadi pesuosa lahustega ja suunatakse kontsentratsiooniga 89-91% järelneutralisaatorisse. 5 , kuhu tarnitakse ammoniaaki liigse happe neutraliseerimiseks ja leeliselise lahuskeskkonna loomiseks (ammoniaagi liig tuleb hoida vahemikus kuni 0,1 g / l vaba NH3). Järgmisena saadetakse ammooniumnitraadi lahus aurustusosakonda.
Protsessi automatiseerimine. Neutraliseerimise etapis on automaatse protsessijuhtimissüsteemi ülesandeks säilitada ammoniaagi ja lämmastikhappe voolude suhe ITN-seadmesse; ammooniumnitraadi lahuse määratud pH säilitamine ITN-aparaadis; ammooniumnitraadi lahuse leeliselise reaktsiooni tagamine pärast neutraliseerimist aurusti sisselaskeava juures.
Juhtsüsteemi jaoks on juhtivad gaasilise ammoniaagi parameetrid. Vältimaks välisvõrgus oleva ammoniaagi rõhu kõikumiste mõju neutraliseerimisprotsessi reguleerimise kvaliteedile, hoitakse gaasilise ammoniaagi rõhku automaatselt ammooniumnitraadiseadme sisselaskeava juures. Ammoniaagi tarbimist ITN-seadmes hoitakse automaatselt vooluregulaatori abil 6, toimides juhtventiilile 7 .
Lämmastikhappe tarnimist ITN-seadmesse reguleeritakse voolusuhte regulaatori abil automaatselt etteantud vahekorras ammoniaagi tarbimisega 8 mõju juhtventiilile 9. Väävel- ja fosforhappe tarnimist reguleeritakse automaatselt teatud vahekorras lämmastikhappe voolukiirusega voolukiiruse regulaatorite abil 10 ja 11 ja juhtventiilid 12 ja 13 .
Lämmastikhappe ja ammoniaagi kulu suhe määrab happe teatud liia, mille kontrollimiseks ja reguleerimiseks ITN-aparaadi väljundis ammooniumnitraadi lahuse pH-d pidevalt jälgitakse. Määratud lämmastikhappe liia lahuses säilitab automaatselt pH regulaatori 14 , reguleerides juhtventiili abil HP ammoniaagi tarnimist 15 paigaldatud ammoniaagi möödavoolutorule, mis kannab väikest kogust ammoniaaki (paar protsenti koguvoolust). Selline süsteem tagab neutraliseerimisprotsessi hea kvaliteedikontrolli.
ITN-aparaadi pesuosas mahlaauru maksimaalse võimaliku puhastamise tagamiseks reguleeritakse automaatselt mahlaauru kondensaadi juurdevoolu ülemisse plaati. Kondensaadi suur varu on ebasoovitav, et vältida soolalahuste lahjendamist enne nende aurustamist, ning ebapiisav kondensaadi varu paljastab plaadid, kuna mahlaaur on ülekuumenenud. Mahlaauru kondensaadi juurdevoolu reguleerib temperatuurikontroller 16 mõju juhtventiilile 17 . Kuna ammooniumnitraadi happelisi lahuseid ei saa aurustisse sisestada, neutraliseeritakse liigne happesus järelneutralisaatoris 5 . Selle ammoniaagi tarnimist reguleerib regulaator 18 Lahuse pH kontrollventiilile mõjuva järelneutralisaatori väljalaskeava juures 19 .
Automaatne juhtimissüsteem võimaldab reguleerida ammoniaagi ja lämmastikhappe kuumutamist temperatuuri regulaatorite abil 20 ja 21 mõju juhtventiilidele 22 ja 23 jahutusvedeliku tarnimine soojusvahetitesse 1 ja 2 .
