Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Требования на ДАФ

Технологическая схема производства диаммонийфосфатаОбъем производства ДАФ в ОАО “Аммофос” может достигать 160 т/ч в физической массе (4 системы по 35÷40 т/ч каждая).Основными аппаратами технологической схемы производства ДАФ являются трубчатый реактор (ТР), аммонизатор-гранулятор (АГ), сушильный барабан (СБ).В ТР (3) (2 шт.) подаются жидкий аммиак и частично нейтрализованная ЭФК с добавкой серной кислоты из сборника (1). Температура смеси кислот из сборника (1) составляет ~ 50°С.Смесь кислот в сборнике (1) образуется в результате подачи в него частично нейтрализованной фосфорной кислоты из сборника абсорбционных растворов (22) (33÷40% Р₂О₅, мольное отношение NH₃: H₃PO₄ ≈ 0,4), частично нейтрализованной фосфорной кислоты из сборника абсорбционных растворов (27) “малой” абсорбции (33÷40% Р₂О₅, NH₃: H₃PO₄ ≈ 0,4), концентрированной фосфорной кислоты (52÷54% Р₂О₅), и концентрированной серной кислоты (93% H₂SO₄). Серная кислота дозируется в систему исходя из марки производимого удобрения: при получении ДАФ – 25м³ серной кислоты на 340м³ фосфорной кислоты. В результате смесь кислот в сборнике (1) приобретает следующий состав: 38÷46% Р₂О₅, 7÷11% SO₃, NH₃: H₃PO₄ ≈ 0,3.В результате экзотермических реакций нейтрализации кислот аммиаком из трубчатого реактора (3), работающего под давлением 0,3МПа, выходит пульпа с мольным отношением NH₃: H₃PO₄ ≈ 1,45, влажностью 10÷15% и температурой 130÷170°С. Пульпа под давлением направляется в АГ (7), где распыливается на завесу ретура. АГ работает под разряжением ~20Па, создаваемым вентилятором (33). Ретур в АГ подается элеватором (9), кратность ретура составляет (3÷5):1. Скорость вращения АГ равна ~3об/мин.Для продолжения нейтрализации фосфорной кислоты в АГ в него дополнительным потоком подается жидкий аммиак.Из АГ выходит пульпа с отношением NH₃: H₃PO₄ ≈ 1,70÷1,85, влажностью до 2,5% и температурой ~90°С, которая направляется в СБ (8). Длина СБ – 35м, диаметр – 4,5м. В СБ также может подаваться пульпа из трубчатого реактора (4), которая характеризуется показателями: отношение NH₃: H₃PO₄ ≈ 1,02, влажность – 15÷20%, температура – 160÷200°С. В СБ потоки пульпы из АГ и трубчатого реактора (4) смешиваются и подвергаются сушке горячими топочными газами (400°С, 600м³/ч), подаваемыми из топки (5). СБ работает под разряжением.При реальной подаче пульпы из трубчатых реакторов (3) и (4) а два аппарата – АГ (7) и СБ (8) – достигается некоторое повышение производительности системы, улучшение гранулометрического состава продукта, более точное регулирование массовой доли азота в продукте (18±0,1)%. Недостатком такого варианта раздельной подачи пульпы является увеличение пыления продукта.В результате тепломассообменных процессов из СБ выходят гранулы ДАФ с мольным отношением NH₃: H₃PO₄ ≈ 1,7÷1,85, влажностью (1,5±0,3)% и температурой ~90°С, которые элеватором (10) подаются в классификатор (11). Из классификатора товарная фракция ДАФ с температурой ~65°С направляется в холодильник КС (12). Атмосферный воздух в холодильник подается вентилятором (13) в объеме 120 000м³/ч, в результате температура продукта на выходе из холодильника понижается до “не более 40°С”. Продукционный охлажденный ДАФ пересыпается на транспортер (16), подвергается обработке маслом для уменьшения пылимости (узел 17) и направляется на склад. Пылимость ДАФ не должна превышать 60г/т физической массы удобрения.Мелкие гранулы из классификатора (11) и измельченный продукт из дробилки (14) подаются на ретурный конвейер (15), на который выпускается также пыль ДАФ из циклонов (18) и (20).

Запыленный воздух из холодильника (12) очищается в циклонах (20) и с концентрацией пыли не более 60мг/м³ подается вентилятором (21) на абсорбционную очистку.Топочные газы и газы, выделяющиеся в трубчатом реакторе (4), в СБ объединяются с подсасываемым воздухом, в результате образуется газовоздушная смесь в объеме 150 000÷200 000м³/ч. Концентрация пыли ДАФ в такой смеси составляет ~3000мг/м³, а аммиака – 4000мг/м³. Поэтому вначале поток проходит циклоны (18), а затем вентилятором (19) нагнетается в пенный абсорбер (24) (высота – 17м, диаметр – 5м) – основной аппарат системы “большой” абсорбции. Абсорбер работает под избыточным давлением и орошается частично нейтрализованной фосфорной кислотой с температурой ~70°С, подаваемой в количестве до 500м³/ч из сборника абсорбционных растворов (22) (состав кислоты приведен выше). Сборник (22) подпитывается концентрированной фосфорной кислотой.Очищенный газ из абсорбера (24) проходит брызгоуловитель (25) и с концентрацией аммиака не более 80мг/м³ выбрасывается в атмосферу. Влага из брызгоуловителя (25) выпускается в сборник очищенных стоков (26).Парогазовая смесь из трубчатых реакторов (3) (Н₂О + NH₃ + HF + SiF₄) вместе с пульпой поступает в АГ, где отделяется от жидкой фазы благодаря резкому увеличению объема. Эта смесь в АГ объединяется с подсасываемым воздухом, в результате образуется газовоздушная смесь в объеме ~50000м³/ч. Такой поток направляется в пенный абсорбер (29) (высота – 12м, диаметр – 2,4м) – основной аппарат системы “малой” абсорбции. Абсорбер работает под разряжением и орошается частично нейтрализованной фосфорной кислотой с температурой ~70°С, подаваемой из сборника абсорбционных растворов (27) (состав кислоты приведен выше). Сборник (27) подпитывается концентрированной фосфорной кислотой и соединен по периливу со сборником (22).Очищенный от аммиака газ из абсорбера (29) направляется в брызгоуловитель (30), в котором подвергается окончательной очистке от фосфосоединений. Брызгоуловитель орошается очищенными ливневыми стоками (~10м³/ч), состав которых близок к составу речной воды.Очищенный газ после брызгоуловителя (30) с концентрацией аммиака не более 80мг/м³ и фторсоединений – не более 10мг/м³ выбрасывается вентилятором (33) в атмосферу через выхлопную трубу высотой 200м.

Физико-химические особенности производства аммофоса и фосфатов аммония. Расчёт величин ∆ Н и ∆ G для реакций получения моно- и диаммонийфосфата. Дать полную характеристику струйному реактору и БГС, как основным аппаратам в производстве аммофоса.

На рисунке показаны изотермы растворимости в системе аммиак – фосфорная кислота – вода при 25 и 75 ºС.

Взаимодействие ЭФК с NH3 происходит по реак-ям (1)-(3).

При этом концентрация фосфорной кислоты должна быть выше, чтобы в твердую фазу выделилось больше соли. Из рис. следует, что наибольшее выделение МАФ в твердую фазу достигается при осуществлении процессса по лучу АВ. При нейтрализаци фосфорной кислоты (40 % Н3РО4) выход кристаллов даже при 25 ºС невелик, система в т.С. При нейтрализации концентрированной ФК (75% Н3РО4) состав системы соответствует т.Д и количество, образовавшейся твердой фазы велико даже при температуре массы выше 75 ºС. Этому способствует и испарение части воды за счет теплоты экзотермической реакции. В производстве аммофоса применяют ЭФК, загрязненную примесями, поэтому в ходе нейтрализации кислоты аммиаком при рН >= 3 выделяются средние фосфаты железа и алюминия, дикальцийфосфат, магнийалюминийфосфат, гипс, фторидные и фторселикатные соли. При аммонизации ФК образуются кислые суспензии, содержащие кристаллы фосфатов аммония и соосаждающиеся примеси, а т/ж свободную ФК и воду. Количество и состав компонентов суспензии непрерывно меняется по мере поглощения аммиака и повышения температуры, меняются и свойства суспензии – рН, вязкость, текучесть, растворимость твердой фазы и др. Равновесное давление аммиака над насыщенным водным раствором зависит от молярного отношения NH3: Н3РО4. От этого отношения зависит и рН, по которому ведут регулирование процесса.

Тепловой эффект химической реакции находится как разность м/д стандартными энтальпиями продуктов реакции и исходных веществ с учетом их стехиометрических коэффициентов: где - тепловой эффект реакции при стандартных условиях (Т = 298,16 К; р = 101325 Па), кДж; - стандартная мольная энтальпия образования вещества, кДж/моль, табличные значения; n_i и n_j - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции при исходных и конечных веществах. Энтальпия простых веществ равна нулю.

Энтропия химической реакции находится как разность м/д стандартными энтропиями продуктов реакции и исходных веществ с учетом их стехиометрических коэффициентов:

энтропия простых веществ не равна нулю.

Свободная энергия Гиббса – часть полного запаса энергии системы кот. м. извлечь из нее при Р,V=const и превратить в полную работу. В нашем случае чтобы пошла прямая реакция (1). При DG<0 – процесс идет в прям направлении, DG>0 – процесс идет в обратном направлении, при DG=0 – устанавливается равновесие.

Струйный реактор:

1) по фазовому состоянию: гетеро. 2) по тепловому эффекту - экзо. 3) по температуре низкотемпературный.(50-70 ºС) 4) по давлению - 0,3 МПа. 5) по степени перемешивания – РИВ РИС? 6) по темперному режиму:– политерм 7) по времени – непрерыв.

БГС:

1) по фазовому состоянию: гетеро. 2) по тепловому эффекту эндо?. 3) по температуре низкотемпературный (160 ºС) 4) по давлению - 10-15 Па (разряжение). 5) по степени перемешивания – РИС.6) по температурному режиму:– адиаб? 7) по времени – непрерыв.