1.7 Основные технологические параметры процесса
В таблице 1.3 приведены нормы технологического режима, влияющие на качество готовой продукции, для достигнутой производительности технологических систем.
Таблица 1.3 - Нормы технологического режима, влияющие на обеспечение качества продукции
Наименование параметра |
Диаммонийфосфат |
Производительность технологических систем |
|
52 т/ч |
|
Объемный расход аммонизированного раствора фосфорной кислоты в смесители-нейтрализаторы поз. 271…278: - всего на технологическую систему; - на каждый смеситель – нейтрализатор; |
35 – 37 м3/ч 8,0 – 10,0 м3/ч |
Массовый расход жидкого аммиака: - всего на технологическую систему; - на каждый смеситель поз. 271…278; - в аммонизатор – гранулятор поз. 251, 252; |
11,4 – 11,6 т/ч 2,4 – 2,9 т/ч
0,5 – 1,4 т/ч |
Давление жидкого аммиака на входе в смесители - нейтрализаторы поз. 271…278 |
Не более 539,4 кПа (5,5 кгс/см2) |
Объемный расход серной кислоты |
0,5 – 1,0 м3/ч * |
Мольное отношение в шихте на выходе из аммонизатора – гранулятора поз. 251, 252 |
1,65 –1,85 |
Массовый расход ретура |
180 – 260 т/ч |
Температура смеси топочных газов с воздухом: - на входе в сушильный барабан поз. 255, 256; - на выходе из сушильного барабана поз. 255, 256 |
Не более 580 °С
Не более 115 °С |
Температура продукта на выходе из сушильного барабана поз. 255, 256 |
Не более 95 °С |
Температура продукта на выходе из холодильника «КС» поз. 357, 358; 357А, 358А |
Не более 45 °С |
Плотность абсорбционного раствора в сборнике поз. 443, 444 |
1450 – 1500 кг/м3 |
Плотность абсорбционного раствора в сборнике поз. 463, 464 |
1540 – 1580 кг/м3 |
Массовый расход инерта |
1,2 – 1,7 т/ч |
|
200 – 250 л/ч ** 400 – 500 л/ч |
1.8 Краткая характеристика аммонизатора-гранулятора
Аммонизаторы-грануляторы получили широкое распространение в производстве сложных удобрений на основе аммиака, фосфорной, полнофосфорной и азотной кислот и других азот- и калийсодержащих компонентов. Эти аппараты отличаются высокой производительностью; их конструкция позволяет вводить в удобрение значительные количества нейтрализующего аммиака без потерь NH3 и усвояемой Р205.
К преимуществам этого аммонизатора-гранулятора относятся: компактность; возможность совмещения в одном аппарате процессов аммонизации и гранулирования (что позволяет уменьшить занимаемую производственную площадь, снизить энергозатраты и исключить необходимость в средствах перемещения полуфабрикатов со стадии аммонизации на стадию гранулирования); высокая интенсивность процесса гранулирования, обеспечиваемая наличием в аппарате специальной насадки (что дает возможность уменьшить кратность ретура и улучшить качество получаемого продукта— его прочность, гранулометрический состав и др.). Совмещение стадий аммонизации и гранулирования в одном аппарате приводит к упрощению процесса, исключению части оборудования н дает возможность использовать теплоту реакции нейтрализации для сушки продукта.
Опыт эксплуатации промышленных установок с применением на стадии гранулирования аммонизаторов-грануляторов показал, что они устойчивы в работе, просты в управлении и позволяют получать широкий ассортимент удобрений с различным соотношением и содержанием питательных веществ. Аммонизаторы-грануляторы различаются не только размерами, но и конструкцией внутренней части аппарата. Характеристика и основные показатели работы аммонизаторов-грануляторов, применяемых в производстве комплексных удобрений, приведены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Характеристика и основные показатели работы аммонизаторов-грануляторов
Аммонизатор-гранулятор может также представлять собой открытый барабан с подпорными кольцами на концах и в середине, разделяющими барабан на две секции — аммонизации и гранулирования (рис. 29). Одно из подпорных колец служит для устранения просыпаний материала, другое — для поддержания определенной глубины слоя.
К внутренней поверхности барабана вместо обычных подъемных лопастей крепятся продольно направленные ребра 9. Высота ребра (обычно 20—40 мм) обеспечивает необходимое перемешивание и перемещение гранулируемой смеси (в нижней части барабана остается лишь незначительный неподвижный слой) и, кроме того, нормальную работу роторов.
В каждой секции имеются два ротора, вращающихся параллельно оси барабана; один для перемешивания массы, другой для очистки стенок. Роторы удерживаются в барабане посредством опорных и соединительных элементов. Последние крепятся к оси металлической трубы, которая поддерживается рамой. Роторы состоят из металлических дисков и валов, прочно соединенных с этими дисками, а также радиально расположенных планок, входящих в пазы дисков. Роторы находятся во вращательном движении в подшипниковых опорах. Габариты ротора для очистки могут изменяться, но в большинстве случаев его диаметр находится в пределах от 200 до 500 мм и имеет такую же длину, что и грануляционная установка. Аммиак, растворы и вода подаются по трубопроводам, которые входят в грануляционный слой. В процессе гранулирования твердые компоненты непрерывно подаются через загрузочный люк барабана транспортером.
Барабан имеет незначительный наклон, который зависит от высоты порога подпорных колес, длины барабана, скорости его вращения и других факторов. К преимуществам данной конструкции относится высокая интенсивность процесса, определяемая эффективностью работы роторов перемешивания и очистки. Простейшая конструкция аммонизатора-гранулятора представлена на рис. 30. Барабан аммонизатора-гранулятора изготавливается из углеродистой стали и изнутри покрывается листами резины. Сыпучие компоненты подаются по желобу, плав или растворы поступают через верхний распределитель непосредственно на слой гранулируемой смеси, газообразный аммиак и пар вводят под слой материала. Для поддержания определенной высоты слоя на выходе из аппарата установлено подпорное кольцо. Очистка внутренней поверхности от налипшего материала происходит в результате прогибания резиновых листов под действием собственной силы тяжести и веса налипшего материала в момент достижения ими верхнего положения при вращении аммонизатора-гранулятора.
Для проведения процессов смешения сухих и жидких компонентов, их аммонизации и гранулирования применяют также барабанно-лопастные аммонизаторы-грануляторы. Такой аппарат состоит из смесителя-аммонизатора и окаточного барабана. Первый снабжен двумя валами с лопастями, рубашкой, штуцерами для подвода компонентов и приводом. Аппарат смонтирован на опорной раме. Из смесителя-аммонизатора гранулированный продукт поступает в окаточный барабан, который герметично соединен со смесителем-аммонизатором с помощью ленточного уплотнения. Окаточный барабан представляет собой наклонный аппарат, внутренняя поверхность которого выложена резиновыми ковриками. Грузовые полосы, укрепленные под
ковриками, обеспечивают их провисание, вследствие чего происходит очистка поверхности барабана от налипаний продукта. Окаточный барабан укомплектован трехскоростным приводом в вращается на опорной и опорно-упорной станциях. Для отбора проб и профилактического осмотра в разгрузочной камере имеется люк. Окатанные гранулы удобрения из разгрузочной камеры направляются в сушильный аппарат.
Технологическая характеристика барабанно-лопастного аммонизатора-гранулятора приведена ниже:
Оптимальная высота выходной перегородки аммонизаторов-грануляторов составляет 0,25 диаметра барабана при его длине L=D. В этом случае обеспечивается необходимое соотношение между подвижным и неподвижным слоями массы, достигается хорошее поглощение аммиака без образования окислов азота и невысокое сопротивление слоя, при перемещении которого в этом случае не нарушается положение распределительного устройства. Распределитель аммиака рекомендуется располагать на расстоянии 5 см от корпуса аппарата.
Для улучшения процессов гранулирования, аммонизации и перемешивания в аммонизаторе-грануляторе при L = 2D дополнительно устанавливают кольца-перегородки высотой 5 см на расстоянии 60 см друг от друга по длине аппарата. При этом пучки распределительных устройств должны находиться на расстоянии 5—7 см над промежуточными перегородками. Система промежуточных перегородок позволяет устранить мертвые зоны в барабане и тем самым улучшить условия гранулирования. Для этого увеличивают также высоту выходной перегородки и используют скребки с зубчатой кромкой, которые вырезают пазы на твердой поверхности слоя, прилипающего к внутренним стенкам корпуса (пазы являются миниатюрными перегородками). Для очистки перегородок на стержне скребка устанавливают два зубца. Следует отметить, что во многих случаях установка промежуточных перегородок приводит к перегрузке приводного электродвигателя.
Чтобы предотвратить налипание материала на внутренние стенки барабана и другие участки, в аммонизатор-гранулятор иногда устанавливают скребки с возвратно-поступательным движением (5—10 циклов в 1 мин), работающие от самостоятельного привода, или применяют обстукивание молотками внешней стороны барабана. Чаще всего внутренняя поверхность аппарата обкладывается резиновыми листами, которые при вращении барабана вибрируют, в результате чего внутренние стенки очищаются от налипшей массы. В зависимости от принятого способа очистки интервалы между остановками аппарата на очистку могут колебаться в пределах от двух недель до нескольких месяцев.
Производительность аммонизатора-гранулятора обычно принимают в пределах 6—8 т/ч на 1 м его длины.