Üretme amonyum nitrat nitrik asidin amonyak gazı ile nötrleştirilmesi ve ürünün kristalleştirilmesinden oluşur. Amonyak %1'den fazla nem içermemelidir ve yağın varlığına izin verilmez. Nitrik asit, %45'ten fazla HNO3 konsantrasyonunda alınır; içindeki nitrojen oksit içeriği% 0,1'i geçmemelidir. Amonyum nitrat elde etmek için amonyak üretiminden kaynaklanan atıklar da kullanılabilir - örneğin amonyak suyu ve tankı ve sıvı amonyak depolama tesislerinden çıkarılan ve amonyak sentez sistemlerinin arındırılmasıyla elde edilen arındırma gazları. Tank gazlarının bileşimi: %45-70 NH3, %55-30 H2 + N2 (metan ve argon izleri ile); temizleme gazlarının bileşimi: %7,5-9 NH3, %92,5-91 H2 + N2 (eser miktarda metan ve argon içeren). Ek olarak, üre üretiminden elde edilen damıtma gazları da amonyum nitrat üretmek için kullanılır; bunların yaklaşık bileşimi: %55-57 NH3, %18-24 CO2, %15-20 H20.

NH3(g) +HNO3(l) NH4NO3 reaksiyonunun termal etkisi 35,46 kcal/(g mol)'dür. Amonyum nitrat üretiminde genellikle %45-58 oranında asit kullanılır. Bu durumda, nötrleştirme reaksiyonunun termal etkisi, nitrik asidin su ile seyreltilmesinin ısı miktarı ve amonyum nitratın çözünme miktarı ile uygun şekilde azaltılır.

Nötrleştirme ısısının rasyonel kullanımıyla suyun buharlaştırılmasıyla konsantre çözeltiler ve hatta erimiş amonyum nitrat elde edilebilir.

Buna uygun olarak, bir amonyum nitrat çözeltisinin ardından buharlaştırılmasıyla (çok aşamalı işlem olarak adlandırılan) ve eriyik üretimine (tek aşamalı veya buharlaşma olmayan bir işlem) yönelik planlar mevcuttur. Rasyonel bir nötralizasyon şeması seçmek için, nötrleştirme ısısını kullanarak amonyum nitrat üretimine yönelik temelde farklı dört şemayı karşılaştırmak gerekir:

1) atmosferik basınçta çalışan tesisler (meyve suyu buharının aşırı basıncı 0,15-0,2 at);

2) vakumlu buharlaştırıcılı kurulumlar;

3) meyve suyu buharının ısısının tek bir kullanımıyla basınç altında çalışan tesisler;

4) meyve suyu buharının ısısının iki kez kullanıldığı (konsantre eriyik üretimi) basınç altında çalışan tesisler.

Endüstriyel uygulamada, atmosferik basınçta çalışan, nötralizasyon ısısı kullanan ve kısmen vakum evaporatörlü kurulumlar olarak en verimli kurulumlar olarak yaygın şekilde kullanılırlar.

Bitmiş ürünler için teknik gereksinimler

Rusya'daki mevcut GOST 2-85'e göre, granül amonyum nitrat iki sınıfta üretilmektedir: A - en yüksek kalite kategorisi ve B - en yüksek kalite kategorisi (en yüksek sınıf) ve birinci kalite kategorisi (birinci sınıf). Endüstriyel olarak üretilen amonyum nitratın kalite göstergeleri Tablo 1'de sunulmaktadır.

Tablo 1

amonyum nitrat GOST 2-85
dış görünüş	Yabancı mekanik yabancı maddeler içermeyen granül ürün
Toplam kütle kesri nitrit ve amonyum nitrojen açısından:
kuru maddedeki NH4NO3 için % daha az değil		standartlaştırılmamış
kuru maddedeki nitrojen için %, daha az değil
Suyun kütle oranı, %, artık yok
%10 sulu çözeltinin pH'ı, daha az değil
%10'luk nitrik asit çözeltisinde çözünmeyen maddelerin kütle oranı, %, daha fazla değil		standartlaştırılmamış
Granülometrik bileşim:
Granüllerin kütle oranı
1'den 3 mm'ye kadar, %, daha az değil		standartlaştırılmamış
1'den 4 mm'ye kadar, %, daha az değil
2 ila 4 mm, %, daha az değil
1 mm'den az,%
6 mm'den fazla, %
Granüllerin istatistiksel mukavemeti n / granül (kg / granül), daha az değil
Gevreklik, %, daha az değil
Şartlandırma katkısı	magnezyum nitrat

Amonyum nitrat üreten işletmeler, tüketicinin standardın belirlediği saklama koşullarına uyması durumunda GOST 2-85 tarafından sağlanan ürünün kalite göstergelerinin 6 ay boyunca korunacağını tüketiciye garanti etmelidir.

Amonyum nitrat uygulaması

Amonyum nitrat, modern tarımın neredeyse düşünülemeyeceği mineral gübre türlerinden biridir. Aile Üyeliği azotlu gübreler, uygulama çok yönlülüğü, endüstriyel üretim ve tedarik hacimleri olasılığı, kanıtlanmış üretim teknolojisi - bunlar, gübre pazarında amonyum nitratın sarsılmaz konumunu koruyan avantajlardır.

Azot bitkiler için kesinlikle gereklidir. Güneş enerjisinin kullanıldığı ve üretildiği klorofil yapı malzemesi canlı hücreler için nitrojen içerir. Dışarıdan, amonyum nitrat granüllerdir beyaz. Granüler madde suda yüksek oranda çözünür ve %34,4 nitrojen içerir. Her türlü tarım ürününde, her türlü toprakta üst pansuman olarak ve toprağı ekime hazırlamak amacıyla uygulanır. Endüstride amonyum nitrat, patlayıcı üretiminde hammadde olarak kullanılır ve kimya, madencilik ve inşaat endüstrilerinde daha fazla kullanılır.

Amonyum nitratın yüksek higroskopikliği ile ilgili bir sorun vardır. Granüller havanın nemi arttığında sertliğini kaybeder ve yayılır. Ancak modern teknolojik gelişmeler bu nüansın dikkate alınmasını ve üretim aşamasında ortadan kaldırılmasını mümkün kılmaktadır.

Amonyum nitratın avantajlarından birinin geleneksel olarak gübrenin hızlı çözünürlüğü nedeniyle toprağın amonyak kısmını tamamen emmesi olduğu düşünülmektedir. Aynı zamanda amonyum nitratın etkisi nitrata göre daha uzundur. Amonyum nitratın fraksiyonel uygulaması, liçten kaynaklanan nitrat nitrojen kaybını azaltabilir. En optimal azot bileşeni olarak gübre karışımlarının üretiminde başarıyla kullanılmaktadır. Şu anda kimya pazarında hem gübre hem de endüstriyel kimyasal hammadde olarak amonyum nitrata yönelik talepte istikrarlı bir artış yaşanıyor. Bu aynı zamanda devletin tarımsal sanayiye sağladığı destekten ve genel olarak yerli sanayinin gelişmesinden kaynaklanmaktadır.

Amonyum nitrat, azotlu gübrelerin ana türlerinden biridir; en az %34,2 nitrojen içerir. Granül amonyum nitrat üretiminin hammaddeleri konsantre olmayan %30-40 nitrik asit ve gaz halindeki amonyaktır.

Bazen %92,5'lik sülfürik asit, amonyum sülfat oluşturmak üzere nitrik asitle birlikte amonyakla nötralize edilen bir iyileştirme katkı maddesi olarak kullanılır. Bitmiş granülleri püskürtmek için bir yüzey aktif madde kullanılır - "NF" dağıtıcının% 40'lık sulu çözeltisi.

Amonyum nitrat üretiminin ana aşamaları şunlardır: nitrik asidin amonyak gazı ile nötrleştirilmesi; yüksek konsantrasyonlu amonyum nitrat eriyiğinin elde edilmesi; eriyik granülasyonu; amonyum nitrat granüllerinin soğutulması; granüllerin bir yüzey aktif madde - dağıtıcı "NF" ile işlenmesi; atmosfere salınmadan önce havanın ve meyve suyu buharının saflaştırılması; Bitmiş ürünün paketlenmesi ve depolanması.

Üretim akış şeması

Amonyum nitrat en yaygın azotlu gübrelerden biridir. Seyreltik nitrik asidin (%40-50) amonyak gazı ile nötrleştirilmesiyle elde edilir.

Alıcı tanktan (1) gelen nitrik asit (Şekil 9.8), ısı eşanjöründen (2) geçer ve nötrleştiriciye (3) girer. Isı eşanjöründe (5) önceden ısıtılan amonyak gazı da buraya beslenir. Amonyağın büyük bir kısmı amonyak sentezi atölyesinden gaz halinde gelir. Ek olarak, cihaz 4'te buharlaşan depodan sıvı amonyak sağlanır.

Nötrleştirici 3'te atmosferik basınçta ve belirli bir sıcaklıkta nötrleştirme işlemi gerçekleşir

buna paralel olarak nötrleştirme ısısından dolayı çözeltinin kısmi buharlaşması meydana gelir. % 60-80 konsantrasyona sahip kısmen buharlaştırılmış zayıf asidik bir amonyum nitrat çözeltisi (zayıf sodalı su olarak adlandırılır), bir karıştırıcı - ön nötrleştirici 6 olan bir tanka girer ve burada sonunda amonyak ile nötrleştirilir. Çözelti buharlaştığında oluşan buhar (meyve suyu buharı) nötrleştiricinin üst kısmından çıkarılır. İşlemin yanlış yapılması halinde, amonyak ve nitrik asidin bir kısmı meyve suyu buharı ile nötrleştiriciden uzaklaştırılabilir.

Zayıf sıvının %98,5 NH4NO3'e buharlaştırılması vakum altında iki aşamada gerçekleştirilir. Başlangıçta, buharlaştırıcıda (8) sıvı konsantrasyonu% 82 NH4NO3'e ve ardından buharlaştırıcıda (12) belirtilene getirilir.

Evaporatörün 8 alt kısmına zayıf sıvı beslenir. Meyve suyu buharı esas olarak 1. aşama evaporatörde ısıtma maddesi olarak kullanılır. Ayrıca su buharı da sağlanmaktadır. Meyve suyu buharının konsantrasyonu arttıkça, evaporatörün ısıtma odasında inert gazlar birikerek ısı transferini bozar. Aparat 8'in normal çalışmasını sağlamak için, tüpler arası boşluk, atıl gazların atmosfere salınmasıyla temizlenir.

Aparattan (8) buharlaştırılan sıvı, koleksiyona (10) taşınır. Burada, elde edilen nitratın kalitesini arttırmak için, sodalı suya, nitratın topaklaşma özelliğini azaltan bir dolomit çözeltisi eklenir.

Likör, koleksiyondan (10) buharlaştırıcıya (12) pompalanır. Ayırıcıda (13), buharlaştırılan çözelti, meyve suyu buharına ve konsantre çözelti - eriyik olarak ayrılır. Meyve suyu buharı barometrik yoğunlaştırıcıya (14) geçer ve eriyik granülasyon kulesine (15) beslenir. Granül amonyum nitrat (nihai ürün), konveyör (17) tarafından çıkış borusu (16) aracılığıyla kuleden çıkarılır.

Federal Eğitim Ajansı

HESAPLAMA VE AÇIKLAYICI NOT

İLE ders çalışması konuyla ilgili genel olarak kimyasal teknoloji:

“Amonyum nitrat üretimi. Verimliliği G=10 t/saat NH 4 NO 3 olan bir nötrleştiricinin hesaplanması

Tamamlanmış:
öğrenci gr. ХН-091
Artemenko A.A.
Kontrol edildi:
Ushakov A.G.

Kemerovo 2012

Giriş 4
1.Seçilen yöntemin fizibilite çalışması 7
2. Amonyum nitrat 12 üretimi için akış şeması
3. Nötralizasyonun malzeme ve ısı dengelerinin hesaplanması
amonyaklı nitrik asit 17
3.1.Malzeme dengesi 17
3.2 Isı dengesi 20.
4. Kontak cihazı boyutlarının seçimi 21
Sonuç 22
Referanslar 23

giriiş

Mineral gübreler hem tarımda hem de sanayinin çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Dünya pazarının aksine, iç pazarda ana tüketim nitrojenli gübrelerin endüstriyel tüketimidir.
Mineral gübrelerin en önemli türü azotlu gübrelerdir: amonyum nitrat, üre, amonyum sülfat, sulu amonyak çözeltileri.
Amonyum nitrat veya amonyum nitrat, NH4NO3, amonyum ve nitrat formlarında %35 nitrojen içeren beyaz kristalli bir maddedir, her iki form da bitkiler tarafından kolayca emilir.
Amonyum nitratın ana tüketicileri aşağıdaki endüstrilerdir:
- tarım;
- karmaşık mineral gübrelerin üretimi;
- madencilik kompleksi (kendi patlayıcı üretimi);
- kömür endüstrisi (kendi patlayıcı üretimi);
- patlayıcı üretimi;
- inşaat sektörü;
Amonyum nitratın potansiyeli veya fizyolojik asitliği vardır. Bu asitlik toprakta bir yandan iyonların (NH 4+) bitkiler tarafından daha hızlı tüketilmesi ve buna bağlı olarak toprakta asit kalıntısının (NO 3 iyonları) birikmesi sonucu, diğer yandan da toprakta meydana gelir. toprak mikroorganizmalarının nitrifikasyonu ile amonyağın nitrik asite oksidasyonu sonucu oluşur. Amonyum nitratın uzun süreli kullanımı ile bu gübrenin potansiyel asitliği toprağın kimyasal bileşiminde değişikliklere yol açabilir ve bu da bazı durumlarda verimin düşmesine neden olabilir.

Tarımsal ürünler.
Granül amonyum nitrat, ekimden önce ve her türlü gübrelemede geniş çapta kullanılır. Daha küçük ölçekte patlayıcı üretmek için kullanılır. Amonyum nitrat suda oldukça çözünür ve yüksek higroskopisiteye (havadaki nemi emme yeteneği) sahiptir. Bunun nedeni, gübre granüllerinin yayılması, kristal şeklini kaybetmesi, gübrenin topaklanmasının meydana gelmesidir - dökme malzeme dönüşür
katı monolitik kütle. Amonyum nitratın diğer azotlu gübrelere göre bir takım avantajları vardır, çünkü% 34 azot içerir ve bu oranda üreden sonra ikinci sıradadır.
Ayrıca amonyum nitrat, bitkiler tarafından kullanılan nitrojenin hem amonyum hem de nitrat formlarını içerir. farklı dönemler büyüme, neredeyse tüm tarımsal ürünlerin verimini artırmada olumlu bir etkiye sahiptir.
Patlayıcı üretimi için hammadde olarak amonyum nitratı kullanan endüstriler, iç pazardaki tüketimin ardından ikinci büyük segmenti oluşturuyor. tarım. Amonyak-
güherçile patlayıcıları büyük grup patlayıcılar.
Genellikle düşük güçlü, yüksek patlayıcılar olarak sınıflandırılırlar (TNT eşdeğerinde, TNT'den %25 daha zayıf). Ancak bu tamamen doğru değil. Parlaklık açısından, amonyum nitrat patlayıcılarının içeriği genellikle düşüktür.

TNT'den daha düşüktürler, ancak yüksek patlayıcılık açısından bazıları oldukça önemli ölçüde TNT'yi aşmaktadırlar. Amonyum nitrat patlayıcıları daha büyük ölçüde ulusal ekonomide ve daha az ölçüde askeri konularda kullanılmaktadır. Bu kullanımın nedeni, amonyum nitrat patlayıcılarının maliyetinin önemli ölçüde düşük olması ve kullanım güvenilirliğinin önemli ölçüde düşük olmasıdır. Her şeyden önce bu, amonyak patlayıcılarının yüksek higroskopisitesinden kaynaklanmaktadır, bu nedenle% 3'ten fazla nemlendirildiğinde bu tür patlayıcılar patlama yeteneklerini tamamen kaybederler. Topaklanmaya karşı hassastırlar; depolama sırasında akışkanlığını kaybeder, bu nedenle tamamen

Veya kısmen patlayıcı yeteneklerini kaybederler.
Kekemeliğin en önemli nedenleri şunlardır:
1. Bitmiş üründe artan nem içeriği;
2. Güherçile parçacıklarının heterojenliği ve düşük mekanik mukavemeti;
3. Amonyum nitratın kristal modifikasyonlarındaki değişiklik.
Amonyum nitrat güçlü bir oksitleyici maddedir. Bazı maddelerin çözeltileriyle patlama noktasına kadar (sodyum nitrit) şiddetli reaksiyona girer. Şoklara, sürtünmelere, darbelere karşı duyarsızdır ve değişen yoğunluktaki kıvılcımlarla çarpıldığında stabil kalır. Yalnızca güçlü bir patlatıcının etkisi altında veya termal ayrışma sırasında patlayabilir. Güherçile yanıcı bir ürün değildir. Yanma sadece nitrik oksit tarafından desteklenir. Dolayısıyla amonyum nitrat üretiminin koşullarından biri, başlangıç ​​çözeltilerinin ve bitmiş ürünün saflığıdır.

2. Amonyum nitrat üretimi için akış şeması

Amonyum nitrat üretim süreci aşağıdaki ana aşamalardan oluşur:
1. Nitrik asidin amonyak gazı ile nötralizasyonu;
2. Amonyum nitrat çözeltilerinin eriyik duruma buharlaştırılması;
3. Tuzun eriyikten kristalleştirilmesi;
4. Kurutma veya soğutma tuzu;
5. Paketleme.
Neredeyse topaklanmayan amonyum nitrat elde etmek için bir takım teknolojik yöntemler kullanılır. Amonyum nitrat üretme işlemi, gaz halindeki amonyak ile nitrik asit çözeltisi arasındaki heterojen reaksiyona dayanmaktadır:
NH3 + HNO3 = NH4NO3 (2)
?H = -144,9 kJ
%100 başlangıç ​​maddelerinin etkileşimi sırasında reaksiyonun termal etkisi 35,46 kcal/mol'dür.

Kimyasal reaksiyon yüksek hızda ilerler; endüstriyel bir reaktörde gazın sıvı içinde çözünmesiyle sınırlıdır. Difüzyon inhibisyonunu azaltmak için büyük değer reaktiflerin karıştırılması vardır. Cihazın tasarımı geliştirilirken, prosesin gerçekleştirilmesine yönelik yoğun koşullar büyük ölçüde sağlanabilir. Reaksiyon (1), sürekli çalışan bir ITN aparatında gerçekleştirilir (nötralizasyon ısısının kullanımı) (Şekil 2.1).

Şekil 2.1. ITN aparatı

Reaktör, reaksiyon ve ayırma bölgelerinden oluşan dikey silindirik bir aparattır. Reaksiyon bölgesinde, alt kısmında çözeltinin dolaşımı için deliklerin bulunduğu bir cam (1) bulunmaktadır. Camın içindeki deliklerin biraz üzerinde, amonyak gazı sağlamak için bir kabarcıklayıcı (2) bulunur, bunun üzerinde nitrik asit sağlamak için bir kabarcıklayıcı (3) bulunur. Reaksiyon buharı-sıvı karışımı reaksiyon camının üst kısmından çıkar; Çözeltinin bir kısmı ITN aparatından çıkarılarak son nötrleştiriciye girer ve geri kalanı (dolaşım) tekrar aşağı iner. Buhar-sıvı karışımından salınan meyve suyu buharı, % 20'lik bir nitrat çözeltisi ile amonyum nitrat çözeltisi ve nitrik asit buharının sıçramasından ve ardından meyve suyu buharı yoğunlaşmasıyla kapak plakaları 6 üzerinde yıkanır.
Reaksiyon (1) ısısı, reaksiyon karışımından suyun kısmen buharlaştırılması için kullanılır (bu nedenle cihazın adı - ITN). Sıcaklık farkı farklı parçalar aparat reaksiyon karışımının daha yoğun dolaşımına yol açar.

Amonyum nitrat üretimine yönelik teknolojik süreç, nitrik asidin amonyakla nötralizasyon aşamalarına ek olarak, nitrat çözeltisinin buharlaştırılması, eriyiğin granülasyonu, granüllerin soğutulması, granüllerin yüzey aktif maddelerle işlenmesi aşamalarını da içerir. , nitratın paketlenmesi, depolanması ve yüklenmesi, gaz emisyonlarının ve atık suyun arıtılması.
Şekil 2.2, 1360 ton/gün kapasiteli, amonyum nitrat AS-72 üretimi için modern büyük ölçekli bir birimin diyagramını göstermektedir. Başlangıçtaki %58-60'lık nitrik asit, ITN 3 aparatından gelen meyve suyu buharıyla ısıtıcı 1'de 70-80°C'ye ısıtılır ve nötrleştirme için sağlanır. Cihaz 3'ten önce fosforik ve sülfürik asit bitmiş ürünün %0,3-0,5 P205 ve %0,05-0,2 amonyum sülfat içereceği miktarlarda.
Ünite paralel olarak çalışan iki ITN cihazı içerir. Nitrik asitin yanı sıra onlara amonyak gazı da verilir.
ısıtıcı 2'de buhar yoğunlaşması ile 120-130 C'ye ısıtıldı. Sağlanan nitrik asit ve amonyak miktarları, ITN aparatından çıkışta çözeltinin hafif bir asit fazlalığına (2-5 g/l) sahip olacağı ve amonyağın tamamen emilmesini sağlayacak şekilde düzenlenir.

Şekil 2.2 Amonyum nitrat ünitesi AS-72'nin şeması
Cihazın alt kısmında 155-170°C sıcaklıkta bir nötrleştirme reaksiyonu meydana gelir; bu, %91-92 NH4NO3 içeren konsantre bir çözelti üretir. Cihazın üst kısmında, su buharı (sözde meyve suyu buharı), amonyum nitrat ve nitrik asit buharı sıçramalarından yıkanarak uzaklaştırılır. Meyve suyu buharından gelen ısının bir kısmı nitrik asidi ısıtmak için kullanılır. Meyve suyu buharı daha sonra saflaştırma için gönderilir ve atmosfere salınır. Nötrleştiriciden çıkan amonyum nitrat çözeltisi hafif asidik veya hafif alkali bir reaksiyona sahiptir.
Amonyum nitratın asidik çözeltisi nötrleştiriciye (4) gönderilir; Amonyağın sağlandığı yerde kalan nitrik asitle reaksiyona girmesi gerekir. Daha sonra çözelti buharlaştırıcıya (5) beslenir. %99,7-99,8 nitrat içeren elde edilen eriyik, 175°C'de bir filtreden (21) geçer ve bir santrifüj dalgıç pompa (20) tarafından bir basınç tankına (6) ve ardından dikdörtgen bir pompaya beslenir. metal granülasyon kulesi 16.
Kulenin üst kısmında, alt kısmına yukarıdan düşen nitrat damlalarını soğutan havanın sağlandığı granülatörler 7 ve 8 bulunmaktadır. Nitrat damlaları 50-55 m yükseklikten düşüp etraflarından hava aktığında gübre granülleri oluşur. Granül sıcaklığı

Kuleden çıkış sıcaklığı 90-110°C; sıcak granüller akışkan yataklı bir aparatta (15) soğutulur. Bu, üç bölmeli dikdörtgen bir aparattır ve delikli bir ızgarayla donatılmıştır. Fanlar ızgaranın altına hava sağlar; bu durumda, granülasyon kulesinden bir konveyör aracılığıyla gelen, akışkanlaştırılmış bir nitrat granülleri tabakası oluşturulur. Soğuduktan sonra hava granülasyon kulesine girer.
Amonyum nitrat granülleri, yüzey aktif maddelerle muamele edilmek üzere konveyör (14) tarafından döner bir tambura (11) beslenir. Daha sonra bitmiş gübre, konveyör (12) tarafından paketlemeye gönderilir.
Granülasyon kulesinden çıkan hava, amonyum nitrat parçacıklarıyla kirlenmiştir ve nötrleştiriciden gelen meyve suyu buharı ve buharlaştırıcıdan gelen buhar-hava karışımı, reaksiyona girmemiş amonyak ve

Nitrik asitin yanı sıra sürüklenen amonyum nitrat parçacıkları. Bunlar için
Granülasyon kulesinin üst kulesinde altı adet dere bulunmaktadır.
koleksiyondan (17) pompa (18) tarafından sağlanan %20-30'luk bir amonyum nitrat çözeltisi ile sulanan, plaka tipi (10) paralel çalışan yıkama yıkayıcıları. Bu çözeltinin bir kısmı, meyve suyu buharını yıkamak için ITN nötrleştiriciye boşaltılır ve daha sonra amonyum nitratla karıştırılarak ürün üretiminde kullanılır. Arıtılmış hava, fan (9) tarafından granülasyon kulesinden emilir ve atmosfere verilir.

3. Nitrik asidin amonyakla nötrleştirilmesinin malzeme ve ısı dengesinin hesaplanması

3.1 Malzeme dengesi

İlk veriler
Başlangıç ​​nitrik asidinin konsantrasyonu %50 HNO3'tür;
Amonyak konsantrasyonu %100 NH3;
Ortaya çıkan çözeltinin konsantrasyonu %70 NH4NO3'tür;
Kurulum kapasitesi G=10 t/saat
Amonyum nitrat üretimi aşağıdaki reaksiyona dayanmaktadır:

NH3 + HNO3 = NH4NO3
M(NH3)=17g/mol
M(NH4NO3) = 80 g/mol
1. Reaksiyona giren %100 amonyak miktarını belirleyin:
m(NH 3)=17*10000/80=2125 kg/saat
M(HN03) = 63 g/mol
2. Reaksiyona giren %100 nitrik asit miktarını belirleyin:
m(HNO 3)=63*10000/80=7875 kg/saat
Daha sonra reaksiyona giren %50 nitrik asit miktarı şöyledir:
m(HNO 3) = 7875/0,5 = 15750 kg/saat
Nötrleştiriciye giren toplam reaktif miktarını bulun:
3. %70 amonyum nitrat çözeltisinin miktarı:
m(NH 4 NO 3)= 10000/0,7=14285,7 kg/saat
4. Nötrleştirme sırasında buharlaşan su miktarı:
m(H 2 O)= 2125 +15750 – 14285,7=3589,3 kg/saat
NH 3 tüketimi + HNO 3 tüketimi = NH 4 NO 3 miktarı + meyve suyu buharı

2125 +15750 = 14285,7+3589,3
17875kg/saat=17875kg/saat

Hesaplama sonuçlarını tabloda özetliyoruz:

Tablo 1
Malzeme dengesi

3.2 Isı dengesi

Başlangıç ​​verileri.
Amonyum nitratın kaynama noktası 120°C'dir.

Nötrleştiricideki basınç 117,68 kPa'dır.
Isı kapasiteleri:

30°'de: C NNO3 = 2,763 kJ/(m3·?С);
50°C'de: NH3 = 2,185 kJ/ (m3 ·?C);
123.6°C:C'de NH4NO3 =2.303 kJ/ (m3 ·?C);

Çözüm.
Q varış =Q tüketimi
Sıcaklığın gelişi:
1. Nitrik asitin getirdiği ısı:
Q1 = 15907,5 * 2,763 * 30 = 1318572 kJ = 1318,572 MJ;
2. Amonyak gazıyla sağlanan ısı:
Q2 = 2146,25 * 2,185 * 50 = 234478 kJ = 234,478 MJ;
Amonyum nitrat üretimi sırasında, grafiksel olarak oldukça doğru bir şekilde belirlenebilen ısı açığa çıkar. %50 nitrik asit için Q=105,09 kJ/mol.
3. Nötrleştirme sırasında aşağıdakiler açığa çıkar:
Q3 = (105.09* 1000 * 10000)/80 = 13136250kJ = 13136.25MJ;
Toplam gelir:
Q varış = Q 1 + Q 2 + Q 3 = 1318572+234478 +13136250 = 14689300 kJ.
Isı tüketimi:
1. Amonyum nitrat çözeltisi şunları taşır:
Q 1 " = 14285,7 * 2,303 * t kaynatın;

117,68 kPa basınçta doymuş su buharının sıcaklığı 103°C'dir.
Suyun kaynama noktası 100 derece mi?
Sıcaklık düşüşü şuna eşittir:
?t = 120 – 100 = 20 ?С;
%70 amonyum nitrat çözeltisinin kaynama noktasını belirleyelim:
kaynama = 103 + 20 * 1,03 = 123,6?
Q 1" = 14285,7 * 2,303 * 123,6 = 4066436 kJ = 4066,436 MJ.
2. Suyun buharlaşması için harcanan ısı:
Q 2 "= 3589,3 * 2379,9 = 8542175 kJ = 8542,175 MJ.
3. Isı kaybı:
Q kayıpları =Q girişi. -Q eksileri. = 14689300-8542175-4066436= 2080689kJ=2080.689MJ.
Toplam tüketim:
Q eksileri. = Q 1 "+ Q 2 "+ Q kayıpları = 4066436 + 8542175 + 2080689 = 14689300 kJ.

Hesaplama sonuçlarını tabloda özetliyoruz:

Tablo 2
Isı dengesi

Gelen			Tüketim
Madde	kJ	%	Madde	kJ	%
S 1	1318572	8,98	Soru 1"	4066436	27,7
2. Soru	234478	1,62	Soru 2"	8542175	58,1
3. Soru	13136250	89,4	Q kayıpları	2080689	14,2
Toplam:	14689300	100,00	Toplam:	14689300	100,00

1.Seçilen yöntemin fizibilite çalışması

Amonyum nitrat üretmenin en yaygın yöntemleri, nötrleştirici nitrik asidin amonyakla reaksiyonuna dayanmaktadır.
Amonyak gazı ve nitrik asit çözeltilerinin kimyasal etkileşimi yüksek hızda gerçekleşir, ancak kütle transferi ve hidrodinamik koşullar nedeniyle sınırlıdır. Bu nedenle reaktiflerin karıştırılma yoğunluğu büyük önem taşımaktadır; bu esas olarak nitrik asit ile amonyağın reaktördeki hareket hızları arasındaki orana bağlıdır. Amonyak gazının doğrusal hızı nitrik asit çözeltisinin doğrusal hızını 15 kattan fazla aşmazsa reaktiflerin en yakın teması elde edilir.
Nötrleştirme işlemi ısının açığa çıkmasıyla gerçekleşir. Üretim koşullarında% 45-60 konsantrasyonda nitrik asit kullanılır. Kullanılan nitrik asit konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, seyreltme ısısı o kadar düşük olur ve nitrik asit çözeltilerinin amonyakla nötrleştirilmesinin termal etkisi o kadar büyük olur.
Toplam ısı miktarı Q? Nitrik asit çözeltilerinin amonyak gazı ile nötrleştirilmesi reaksiyonu sonucu açığa çıkan denklem şu şekilde belirlenir:
Q? =Q tepkimesi. -(q 1 -q 2) (1)
Nötrleştirme ısısını kullanarak amonyum nitrat üretmek için aşağıdaki temel olarak farklı şemalar mümkündür:
- atmosferik basınçta çalışan tesisler (meyve suyu buharının aşırı basıncı 0,15-0,2 at);
- vakum buharlaştırıcılı kurulumlar;
- tek kullanımlık basınç tesisatları
meyve suyu buharının ısısı;

Basınç altında çalışan, meyve suyu buharından çift ısı kullanan (konsantre eriyik üreten) tesisler.
Rusya'da en yaygın olanı, Şekil 3'te gösterilen atmosferik basınç altında nötralizasyon şemasıdır.

Pirinç. 1.1 Nitrik asidi atmosferik basınç altında nötrleştirme şeması:
1 – nitrik asit deposu; 2 – amonyak ısıtıcısı; 3 – sıvı amonyak ayırıcı; 4 – ısı pompası aparatı; 5 – meyve suyu buharlı yıkama kapanı; 6 – vakumlu buharlaştırıcı aşama I; 7 – tam nötrleştirici.
1967-1970'lerde teknolojik bir şema geliştirildi ve günlük ortalama 1400 ton kapasiteli büyük kapasiteli AC-67 ünitesinin projesi tamamlandı.
AS-67 ünitesinin özel bir özelliği, tüm ana teknolojik ekipmanların (nötrleştirme aşamasından eriyik üretim aşamasına kadar), amonyum nitrat çözeltilerinin pompalanmasının ara işlemleri olmadan, granülasyon kulesine kademeli olarak yerleştirilmesidir. AC-67 ünitesinin bir diğer özelliği de havanın kuleden emilmemesi, güçlü bir fan ile akışkan yataklı ızgaranın altından kuleye aşağıdan pompalanmasıdır, yani kule destek altında çalışır.
Belirtildiği gibi tüm ana teknolojik ekipmanların granülasyon kulesine yerleştirilmesi, konsantre nitrat çözeltilerinin pompalanmasının reddedilmesi nedeniyle şemayı basitleştirdi. Bu karar aynı zamanda inşaat süreçlerinde bazı zorluklara da yol açmış ve

Ünitenin çalışması:
- Kule gövdesi, aside dayanıklı tuğlalarla iç astarlı betonarme betondan yapıldığı için büyük bir yük taşır; bu da önemli sermaye maliyetlerine, artan iş yoğunluğuna ve inşaat süresine yol açar;
- Teknolojik donanıma sahip üst yapı yüksek rakımda yer aldığından tamamen kapalı, ısıtılmalı ve havalandırılmalıdır.
- ekipmanın kurulumu ancak inşaat ve montaj işi döngüsünü uzatan kule inşa edildikten sonra başlayabilir;
- ekipmanın yüksekte konumlandırılması, kaldırma ve taşıma ekipmanının (asansörler) performansına ilişkin gereksinimleri artırır;
- kulenin basınç altında çalıştırılması, kuleye yerleştirilmiş akışkan yataklı ürün soğutma aparatının bakımını zorlaştırır;

Yerleşik bir soğutma cihazının kullanılması, kuleye hava sağlamak için enerji tüketiminin artmasına neden olur.
AC-67 şemasının eksikliklerini gidermek ve AC-72 şemasındaki ürünün kalitesini artırmak için aşağıdaki teknik çözümler benimsenmiştir:
- üç faktörün etkisinin bir sonucu olarak granüllerin mukavemetinde bir artış sağlanır: bir sülfat-fosfat katkı maddesinin kullanılması, daha büyük granüllerin üretimi ve granüllerin soğuma hızının düzenlenmesi; akışkan yataklı ve her bölüme ayrı hava sağlayan bölümlü bir uzak aparat kullanıldı;
- ekipman aşağıda ayrı bir rafta bulunur; Eriyiği pompalamak için bir pompa kullanılır.
AS-72 şemasına göre nitrat üretimine yönelik teknolojik şema, AS-67 şemasına göre aynı aşamalardan oluşur; İlave bir adım, yüksek konsantrasyonlu amonyum nitrat eriyiğinin granülasyon kulesinin tepesine pompalanmasıdır.

AC-72 şemasında nötrleştirme ve buharlaşma aşamalarındaki teknolojik süreçte AC-67 ile karşılaştırıldığında temel bir fark yoktur. Aradaki fark, nitrik asidin her bir ısı pompası aparatı için iki ısıtıcıda ayrı ayrı ısıtılmasıdır; bu, ısıtma için nitrik asit besleme hattına otomatik akış regülatörlerinin kurulmasını mümkün kılmıştır. Ve bir diğer karakteristik fark, iki yerine yalnızca bir tane daha güçlü nötrleştiricinin kurulmasıdır.
Artan güvenlik gereksinimleri çevre Amonyum nitrat ve amonyak aerosol parçacıklarının atmosfere emisyonunda önemli bir azalmayı gündeme getirdi. Daha yüksek derece Bu emisyonların saflaştırılması, modernize edilmiş AS-72M ünitelerinin ana ayırt edici özelliğidir.

Modern amonyum nitrat üretiminde hammaddelerin spesifik tüketimi teorik olana yakındır. Dolayısıyla büyük ölçekli üniteler AS-67, AS-72 ve AS-72M'de elde edilen ürünün maliyetinde önemli bir fark bulunmuyor.
Belirli planlara bağlı olarak teknik ve ekonomik göstergelerdeki fark esas olarak enerji kaynağı tüketimi alanında yatmaktadır: buhar, elektrik, geri dönüştürülmüş su. Buhar tüketimi, nitrik asidin başlangıç ​​konsantrasyonuna, nötralizasyon aşamasında elde edilen meyve suyu buharının ısısının kullanım derecesine göre belirlenir.
Amonyum nitrat üretiminde elektrik tüketimi mutlak anlamda çok fazla değildir. Ancak kullanılan ürünün soğutulma yöntemine (granüllerin uçuşu sırasında doğrudan kulede,
akışkan yataklı cihazlarda, döner tamburlarda), hava temizleme yöntemlerinde seçim
Endüstride, AC-72 ünitesi esas olarak, monodispers granülatörlerin kullanımının bir sonucu olarak, tekdüze bir granülometrik bileşimin sağlandığı, küçük granüllerin içeriğinin azaltıldığı ve kulenin enine kesiti boyunca hava hızının sağlandığı yerlerde kullanılır. azalır, yani daha uygun

Kuleden toz girişinin azaltılmasına ve yıkama yıkayıcı üzerindeki yükün azaltılmasına yönelik koşullar.

Kullanılmış literatür listesi

1. Kimyasal teknolojik süreçlerin hesaplamaları. Genel editörlüğünde prof. Muhlenova I.P. L., “Kimya”, 1976. –304 s.
2.http://www.xumuk.ru//
3. Klevke V.A., “Azotlu gübre teknolojisi”, M., Goskhimizdat, 1963.
4. Genel kimyasal teknoloji: En önemli kimyasal üretim / I.P. - 4. baskı - M.: Yüksek okul, 1984. - 263 s.
5. Kimyasal teknolojinin temel süreçleri ve aparatları: Tasarım kılavuzu. Düzenleyen: Yu.I. Dytnersky, 2. baskı, M.: Kimya, 1991.-496 s.
6. Miniovich M. A. Amonyum nitrat üretimi. M. “Kimya”, 1974. – 240 s.

Çözüm

Bu ders çalışmamızda amonyum nitrat üretimini ve temel teknolojik şemasını inceledik, amonyum nitrat üretiminde ana ve yardımcı ekipman seçimini gerekçelendirdik ve nötrleştirme aşamasının malzeme ve ısı dengelerini hesapladık.
Amonyum nitratın fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceledik. Amonyum nitrat topaklanma ve higroskopiklik gibi özelliklere sahip olduğundan aşağıdaki önlemlerin alınması gerekir: topaklanmayı azaltmak için tuz parçacıklarını toz haline getiren toz katkı maddeleri kullanın. Katkı maddelerinin bazıları parçacıkların aktif yüzeyini azaltır, diğerleri ise adsorpsiyon özelliklerine sahiptir. Topaklaşan tuzlara çok az miktarda boya ekleyin ve ambalajlamadan önce amonyum nitratı soğutun. Higroskopisiteyi azaltmak için güherçilenin granül haline getirilmesi gerekir. Granüllerin spesifik yüzey alanı ince kristalli tuza göre daha küçüktür, dolayısıyla daha yavaş nemlenirler.
Amonyum nitrat tarımda kullanılan en önemli ve yaygın azotlu gübredir. Bu nedenle amonyum nitratın saklama koşullarına uyulması ve yeni teknolojik çözümlerin oluşturulması gerekmektedir.

4.İletişim cihazı boyutlarının seçimi

Nötralizasyon ısısını kullanarak cihazın hacmini belirleriz:

Temas süresi, saat;

M, aparatın üretkenliğidir, m3/saat.

G=10000 kg/saat=36000000 kg/sn.

Amonyum nitrat = 1725 kg/m3

E=G/? amonyum nitrat

M=36000000 kg/sn: 1725 kg/m3 =20869,5 m3 /sn

V= 1 sn·20869,5 m3 /sn=20869,5 m3

Devlet eğitim kurumu
yüksek mesleki eğitim
"Kuzbass Devlet Teknik Üniversitesi"

Katı Yakıt ve Ekoloji Kimyasal Teknolojisi Bölümü

ONAYLADIM
Tarih

KAFA departman_______________
(imza)

Öğrenci

1. Proje teması

5. Proje danışmanları (projenin ilgili bölümlerini belirterek)

2. ______________________________ _____________________
Görevlendirme tarihi _____________
Denetçi___________________________
(imza)
7. Temel literatür ve önerilen materyaller
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ _________________
Görev yürütülmek üzere kabul edildi (tarih) _________________

Federal Eğitim Ajansı

Devlet eğitim kurumu
yüksek mesleki eğitim
"Kuzbass Devlet Teknik Üniversitesi"

Katı Yakıt ve Ekoloji Kimyasal Teknolojisi Bölümü

ONAYLADIM
Tarih

KAFA departman_______________
(imza)
Ders tasarımı ödevi

Öğrenci

1. Proje teması
______________________________ _____________________

Üniversitenin emriyle onaylandı
2. Öğrencinin tamamladığı projeyi teslim etmesi için son tarih
3. Projenin ilk verileri
______________________________ ______________________

4. Açıklayıcı notun (genel ve özel bölümlerin ana konuları) ve grafik materyalin hacmi ve içeriği
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________
5. Proje danışmanları (projenin ilgili bölümlerini belirterek)
1. ______________________________ _____________________
2. _______________________________ ______________________ Görev tarihi ______________ Yönetici ________________________ (imza) 7. Temel literatür ve önerilen materyaller ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ___________________________ _________________ Yürütme görevini kabul etti (tarih) _________________

Amonyum nitrat üretimine yönelik teknolojik süreç, nitrik asidin amonyakla nötrleştirilmesi aşamasına ek olarak, nitrat çözeltisinin buharlaştırılması, eriyiğin granülasyonu, granüllerin soğutulması, granüllerin yüzey aktif maddelerle işlenmesi aşamalarını da içerir. Nitratların paketlenmesi, depolanması ve yüklenmesi, gaz emisyonlarının arıtılması ve atık su.

Başlangıçtaki %58-60'lık nitrik asit, bir ısıtıcıda / 70-80'e kadar ITN aparatından gelen meyve suyu buharıyla ısıtılır. 3 ve nötralizasyona gönderilir. Cihazların önünde 3 Nitrik asite fosforik ve sülfürik asitler, bitmiş ürün %0,3-0,5 P2O5 ve %0,05-0,2 amonyum sülfat içerecek şekilde eklenir.

Ünite paralel olarak çalışan iki ITN cihazı içerir. Nitrik asitin yanı sıra ısıtıcıda önceden ısıtılan amonyak gazıyla da beslenirler. 2 120-- 130 °C'ye kadar buhar yoğunlaşması. Sağlanan nitrik asit ve amonyak miktarları, pompalama aparatından çıkışta çözeltinin hafif bir asit fazlalığına (2-5 g/l) sahip olacağı ve amonyağın tamamen emilmesini sağlayacak şekilde ayarlanır.

Nitrik asit (%58-60) aparatta ısıtılır 2 ITN aparatından gelen meyve suyu buharıyla 80-90 °C'ye kadar 8. Isıtıcıdaki amonyak gazı 1 buhar yoğunlaşması ile 120-160°C'ye ısıtılır. Nitrik asit ve gaz halindeki amonyak, paralel çalışan iki ITN 5 aparatının reaksiyon kısımlarına otomatik olarak kontrol edilen bir oranda girer. ITN aparatını 155-170 °C'de bırakan %89-92 NH4NO3 çözeltisi, 2-5 g/l aralığında nitrik asit fazlalığına sahiptir ve amonyağın tamamen emilmesini sağlar.

Cihazın üst kısmında, reaksiyon kısmından gelen meyve suyu buharı, amonyum nitrat sıçramalarından yıkanarak uzaklaştırılır; bir yıkama yıkayıcısından% 20'lik bir amonyum nitrat çözeltisi ile HNO3 ve NНз buharları 18 ve nitrik asit ısıtıcısından gelen meyve suyu buharı yoğunlaşması 2, aparatın üst kısmındaki kapak plakalarında servis edilir. Meyve suyu buharının bir kısmı ısıtıcı 2'deki nitrik asidi ısıtmak için kullanılır ve büyük kısmı yıkama yıkayıcıya gönderilir. 18, granülasyon kulesinden gelen hava ile evaporatörden gelen buhar-hava karışımı ile karıştırıldığı yer 6 ve yıkayıcı yıkama plakaları üzerinde yıkandı. Yıkanan buhar-hava karışımı bir fan vasıtasıyla atmosfere verilir. 19.

ITN cihazlarından çözüm 8 nötrleştiriciden sırayla geçer 4 ve nötrleştirici kontrolü 5. Nötrleştiriciye 4 sülfürik ve fosforik asitler, bitmiş ürünün %0,05-0,2 amonyum sülfat ve %0,3-0,5 P20 içermesini sağlayacak miktarda dozlanır. Asitlerin pistonlu pompalarla dozajı, ünitenin yüküne bağlı olarak ayarlanır.

ITN cihazlarından gelen bir amonyum nitrat çözeltisindeki fazla NMO3'ün nötrleştirilmesinden ve nötrleştirici sonrası 4'e sülfürik ve fosforik asitlerin eklenmesinden sonra, çözelti nötrleştirici sonrası kontrolü geçer 5 (sadece nötrleştiricinin asit sızıntısı durumunda amonyağın otomatik olarak sağlandığı yer) 4) ve evaporatöre girer 6. AS-67 ünitesinden farklı olarak evaporatörün üst kısmı 6 üzerine buhar yoğuşmasının sağlandığı, buhar-hava karışımını evaporatörden amonyum nitrattan yıkayan iki elek yıkama plakası ile donatılmıştır

Nitrat buharlaştırıcıdan erir 6, su contasından ve nötrleştiriciden geçerek 9 ve filtre 10, tanka girer 11, nereden geliyor dalgıç pompa 12 Vuruntu önleyici nozullu bir boru hattı aracılığıyla basınç tankına beslenir 15, ve ardından granülatörlere 16 veya 17. Eriyik pompalama ünitesinin güvenliği, buharlaştırıcıda buharlaşması sırasında eriyik sıcaklığının otomatik olarak muhafaza edilmesi (190 °C'den yüksek değil), nötrleştiriciden sonra eriyik ortamının kontrolü ve düzenlenmesi ile sağlanır. 9 (0,1-- 0,5 g/l NНз dahilinde), tanktaki erime sıcaklığının kontrolü 11, pompa gövdesi 12 ve basınç boru hattı. Prosesin düzenleyici parametrelerinde sapma olması durumunda eriyiğin pompalanması otomatik olarak durdurulur ve tanklardaki eriyik 11 ve evaporatör 6 sıcaklık yükseldiğinde yoğuşma suyuyla seyreltin.

Granülasyon iki tip granülatör tarafından sağlanır: vibroakustik 16 ve tek dağılımlı 17. Büyük kapasiteli ünitelerde kullanılan titreşim ve akustik granülatörlerin daha güvenilir ve kullanımının daha kolay olduğu kanıtlanmıştır.

Eriyik dikdörtgen bir metal kulede granüle edilir 20 8x11 m plan ölçülerinde granüllerin uçuş yüksekliği 55 m olup, yazın 500°C'ye kadar ters hava akışı ile 2-3 mm çapındaki granüllerin kristalleşmesini ve 90-120°C'ye soğutulmasını sağlar. bin m?h ve kışın (düşük sıcaklıklarda) 300-400 bin m?h'ye kadar. Kulenin alt kısmında, granüllerin bir bantlı konveyör tarafından taşındığı alıcı koniler bulunmaktadır. 21 CC soğutma aparatına gönderildi 22.

Soğutma aparatı 22 akışkan yataklı ızgaranın her bölümünün altında bağımsız hava beslemesi bulunan üç bölüme ayrılmıştır. Baş kısmında, granülatörlerin çalışma modunun bozulması sonucu oluşan nitrat topaklarını eleyen yerleşik bir elek bulunmaktadır. Topaklar çözünmek üzere gönderilir. Soğutma aparatı bölümlerine fanlar aracılığıyla hava verilir. 23, aparatta ısıtılır 24 ITN cihazlarından gelen meyve suyu buharının ısısından dolayı. Isıtma, atmosferik nem %60'ın üzerinde olduğunda ve kış zamanı granüllerin ani soğumasını önlemek için. Amonyum nitrat granülleri, ünitenin yüküne ve ortam hava sıcaklığına bağlı olarak soğutma aparatının bir, iki veya üç bölümünden sırayla geçer. Granül ürün için önerilen soğutma sıcaklığı kışın 27 °C'nin altında, yazın ise 40-50 °C'ye kadardır. Hava sıcaklığının önemli sayıda gün boyunca 30 °C'yi aştığı güney bölgelerdeki üniteleri çalıştırırken, soğutma aparatının üçüncü bölümü önceden soğutulmuş havayla (buharlaşmalı amonyak ısı eşanjöründe) çalışır. Her bölüme verilen hava miktarı 75-80 bin m3/saattir. Fan basıncı 3,6 kPa. Cihazın 45-60°C sıcaklıktaki bölümlerinden çıkan ve 0,52 g/m3'e kadar amonyum nitrat tozu içeren egzoz havası, granülasyon kulesine gönderilir ve burada tozla karıştırılır. atmosferik hava ve yıkama için yıkama yıkayıcıya girer 18.

Soğutulan ürün bir depoya veya bir yüzey aktif maddeyle (NP dağıtıcı) işlemden geçirilmek üzere ve ardından toplu olarak sevk edilmek veya torbalara paketlenmek üzere gönderilir. NF dağıtıcı ile muamele içi boş bir aparatta gerçekleştirilir 27 granüllerin dairesel bir dikey akışını püskürten merkezi olarak konumlandırılmış bir ağızlık ile veya dönen bir tambur içinde. Kullanılan tüm cihazlarda granül ürünün işlenme kalitesi GOST 2---85 gerekliliklerini karşılamaktadır.

Granül amonyum nitrat, 11 m yüksekliğe kadar yığınlar halinde bir depoda depolanır. Nitrat, tüketiciye gönderilmeden önce depodan elemeye gönderilir. Standart dışı ürün eritilir, solüsyon parka iade edilir. Standart ürün NF dispersan ile işlenerek tüketicilere sevk edilir.

Sülfürik ve fosforik asitler için kaplar ve pompalama ekipmanı dozajları için ayrı bir ünitede düzenlenmiştir. Merkezi kontrol noktası, elektrik trafo merkezi, laboratuvar, servis ve ev binaları ayrı bir binada bulunmaktadır.

Amonyum nitrat, nitrik asidin amonyak gazı ile reaksiyona göre nötrleştirilmesiyle elde edilir:

NH3 (g) + HNO3 (l) NH4NO3 +144,9 kJ

Pratik olarak geri dönüşü olmayan bu reaksiyon, yüksek hızda meydana gelir ve önemli miktarda ısı açığa çıkar. Genellikle atmosferik basınçlara yakın bir basınçta gerçekleştirilir; Bazı ülkelerde nötralizasyon tesisleri 0,34 MPa basınç altında çalışmaktadır. Amonyum nitrat üretiminde %47-60 oranında seyreltilmiş nitrik asit kullanılır.

Nötralizasyon reaksiyonunun ısısı, suyun buharlaştırılması ve çözeltinin konsantre edilmesi için kullanılır.

Endüstriyel üretim aşağıdaki aşamaları içerir: bir ısı pompası aparatında nitrik asidin gaz halindeki amonyakla nötrleştirilmesi (nötrleştirme ısısının kullanılması); güherçile çözeltisinin buharlaştırılması, güherçile eriyiğinin granülasyonu, granüllerin soğutulması, granüllerin yüzey aktif maddelerle işlenmesi, güherçilenin paketlenmesi, depolanması ve yüklenmesi, gaz emisyonlarının ve atık suyun arıtılması. Nitrik asit nötralize edilirken katkı maddeleri eklenir.

Şekil 1, 1360 ton/gün kapasiteli modern büyük kapasiteli AS-72 ünitesinin diyagramını göstermektedir.

Pirinç. 1.

1 - asit ısıtıcısı; 2 - amonyak ısıtıcısı; 3 - ITN cihazları; 4 - ön nötrleştirici; 5 - buharlaştırıcı; 6 - basınç tankı; 7, 8 - granülatörler; 9, 23 hayran; 10 - yıkama yıkayıcı; 11 - tambur; 12.14 - konveyörler; 13 - asansör; 15-akışkan yataklı aparat; 16 - granülasyon kulesi; 17 - koleksiyon; 18, 20 - pompalar; 19 - yüzme tankı; 21-yüzme için filtre; 22 - hava ısıtıcısı

Gelen %58-60 nitrik asit, ITN 3 aparatından gelen meyve suyu buharı ile ısıtıcı 1'de 70-80 o C'ye ısıtılır ve nötralizasyon için sağlanır. Cihaz 3'ten önce, nihai ürüne göre %0,3-0,5 P205 ve %0,05-0,2 amonyum sülfat miktarında nitrik aside termal fosforik ve sülfürik asitler eklenir.

Sülfürik ve fosforik asitler, performansı kolay ve doğru bir şekilde kontrol edilen dalgıç pompalarla sağlanır. Ünite paralel çalışan iki nötralizasyon cihazı içerir. Gaz halindeki amonyak da buraya beslenir, ısıtıcı 2'de buhar yoğunlaşması ile 120-130 o C'ye ısıtılır. Sağlanan nitrik asit ve amonyak miktarı, ısı pompası aparatından çıkışta çözeltide hafif bir nitrik asit fazlalığı olacak şekilde ayarlanır. amonyağın tamamen emilmesini sağlar.

Cihazın alt kısmında, %91-92 NH4NO3 içeren bir çözelti elde etmek için asitler 155-170°C sıcaklıkta nötralize edilir. Cihazın üst kısmında, su buharı (sözde meyve suyu buharı), amonyum nitrat ve HN03 buharı sıçramalarından yıkanarak uzaklaştırılır. Meyve suyu buharından gelen ısının bir kısmı nitrik asidi ısıtmak için kullanılır. Daha sonra meyve suyu buharı, temizlik için yıkama yıkayıcılarına gönderilir ve ardından atmosfere salınır.

Amonyum nitratın asidik çözeltisi, çözeltinin nötralizasyonunu tamamlamak için gerekli miktarda amonyağın sağlandığı son nötrleştiriciye (4) gönderilir. Daha sonra çözelti, 1,4 MPa basınç altında su buharı ile ve yaklaşık 180°C'ye ısıtılan hava ile gerçekleştirilen ek buharlama için buharlaştırıcıya (5) beslenir. %99,8-99,7 oranında nitrat içeren sonuçtaki eriyik, 175°C'de filtreden (21) geçer ve bir santrifüj dalgıç pompa (20) tarafından bir basınç tankına (5) ve daha sonra 11 m uzunluğunda dikdörtgen bir metal granülasyon kulesine (16) beslenir. genişliği 8 m ve tepeden koniye kadar yükseklik 52,8 m'dir.

Kulenin tepesinde 7 ve 8 numaralı granülatörler bulunmaktadır; Kulenin alt kısmına hava verilir ve granüllere dönüşen nitrat damlaları soğutulur. Nitrat parçacıklarının düşme yüksekliği 50-55 m'dir. Granülatörlerin tasarımı, kuleden hava yoluyla tozun sürüklenmesini azaltan, minimum miktarda küçük granül içeriğine sahip tekdüze bir granülometrik bileşime sahip granüllerin üretilmesini sağlar. Granüllerin kuleden çıkıştaki sıcaklığı 90-110°C'dir, dolayısıyla akışkan yatak aparatına (15) soğutulmak üzere gönderilirler. Akışkan yatak aparatı, üç bölmeli dikdörtgen bir aparattır ve delikli bir ızgarayla donatılmıştır. Hava, granülasyon kulesinden bir konveyör aracılığıyla sağlanan, 100-150 mm yüksekliğinde kaynayan bir nitrat granül tabakası oluşturan fanlar tarafından ızgara altında sağlanır. Granüller, modifikasyon IV'ün mevcut koşullarına karşılık gelen, 40°C'lik (fakat 50°C'den yüksek olmayan) bir sıcaklığa kadar yoğun bir şekilde soğutulur. Soğutma havasının sıcaklığı 15°C'nin altındaysa akışkan yatak aparatına girmeden önce hava bir ısı eşanjöründe 20°C'ye ısıtılır. Soğuk dönemde 1-2 bölüm faaliyette olabilir.

Aparattan (15) gelen hava, granüller oluşturmak ve bunları soğutmak için granülasyon kulesine girer.

Akışkan yataklı aparattan gelen amonyum nitrat granülleri, bir yüzey aktif madde ile muamele edilmek üzere konveyör (14) tarafından dönen bir tambura (11) beslenir. Burada granüllere, NF dağıtıcının %40 sulu çözeltisi püskürtülür. Bundan sonra güherçile, kazara yakalanan metal nesneleri ayırmak için bir elektromanyetik ayırıcıdan geçer ve bir sığınağa gönderilir ve ardından tartılmak ve kağıt veya plastik torbalara paketlenmek üzere gönderilir. Torbalar vagonlara veya depoya yüklenmek üzere konveyörle taşınır.

Granülasyon kulesinin tepesinden çıkan hava, amonyum nitrat parçacıklarıyla kirlenmiştir ve nötrleştiriciden gelen meyve suyu buharı ve buharlaştırıcıdan gelen buhar-hava karışımı, reaksiyona girmemiş amonyak ve nitrik asit ve sürüklenen amonyum nitrat parçacıkları içerir. Temizlemek için, granülasyon kulesinin üst kısmına, tanktan pompa (18) tarafından sağlanan %20-30'luk bir amonyum nitrat çözeltisi ile sulanan altı adet paralel çalışan disk tipi yıkayıcı (10) monte edilir. Bu çözeltinin bir kısmı, meyve suyu buharının yıkanması için ITN nötrleştiriciye alınır ve ardından amonyum nitrat çözeltisi ile karıştırılarak üretime alınır.

Çözeltinin bir kısmı (%20-30) sürekli olarak döngüden çekilir, böylece döngü tükenir ve su eklenerek yeniden doldurulur. Her yıkayıcının çıkışına, granülasyon kulesinden havayı emen ve atmosfere atan, 100.000 m3/saat kapasiteli bir fan (9) yerleştirilmiştir.