Мавзу: Аммофос ишлаб чиқаришидаги бгс аппаратининг тўла иссиқлик техник ҳисоби

ЭФК ни аммиак билан нейтраллаш иссиқлик баланси
ЭФК нинг таркиби:
Р₂О₅ – 18%, СаО – 0.34%, MgO – 0.81%, Al₂O₃ – 0.6%, Fe₂O₃ – 0.47%, F=1.8%
SO₃ – 1.83%
Унумдорлик 135000 т/йилига Р₂О₅
Кирим:
Унумдорлик кг/соат Р₂О₅

18% ЭФК нинг сарфланиши

кг/с
ЭФК нинг таркибидаги сувнинг миқдори
90577 – 16304 = 74273
NH₃ сарфланиши Р₂О₅ – миқдорига нисбатан 27%, бунда, 16304٠0.27 = 4402.08 кг/соат
Аммиак билан сувнинг берилиши
кг Н₂О


Чиқим:
Mg + H₃PO₄ + 2 Н₂О = MgHPO₄ ٠3 Н₂О
реакция бўйича ҳосил бўлган димагнийфосфатнинг миқдори:
кг/соат
40.174 – MgO ва MgHPO₄ нинг млекуляр оғирлиги

MgHPO₄٠3Н₂О нинг таркибидаги сувнинг миқдори:

кг/соат
MgHPO₄٠3Н₂О нинг таркибидаги Р₂О₅ нинг миқдори:
кг/соат

СаО + H₃PO₄ + 2 Н₂О = СаHPO₄٠2Н₂О

реакция бўйича ҳосил бўлган СаHPO₄٠2Н₂О нинг миқдори
кг/соат
бу ерда: 172 – СаHPO₄٠2Н₂О нинг молекуляр оғирлиги;
56 – СаО нинг молекуляр оғирилиги.
СаHPO₄٠2Н₂О таркибидаги сувнинг миқдори :
кг/соат
СаHPO₄٠2Н₂О нинг таркибидаги Р₂О₅ нинг миқдори:
кг/соат

Al₂O₃ + 2H₃PO₄ = 2AlPO₄ + 3Н₂О

Алюминий фосфатнинг ҳосил бўлиши
кг/соат
бу ерда: 102 – Al₂O₃ нинг молекуляр оғирлиги;
122 – AlPO₄ нинг молекуляр оғирлиги.
Р₂О₅ нинг миқдори:
кг/соат

Fe₂O₃ + 2H₃PO₄ = 2 FePO₄ + 3Н₂О реакция бўйича ҳосил бўлаётган FePO₄ нинг миқдори:

кг/соат
бу ерда: 207 – FePO₄ нинг молекуляр оғирлиги;
160 – Fe₂O₃ нинг молекуляр оғирлиги.

FePO₄ нинг таркибидаги Р₂О₅ нинг миқдори:

кг/соат
Р₂О₅ нинг умумий сарфланиши:
1302.27 + 546.63 + 756.58 + 377.81 = 2983.29 кг/соат
16304 – 2983.29 = 13320.57 кг Р₂О₅ аммиак билан реакцияга киришади:
2NH₃ + H₂SiF₆ = (NH₄)₂SiF₆
(NH₄)₂SiF₆ нинг ҳосил бўлган миқдори:
кг/соат
(NH₄)₂SiF₆ таркибидаги NH₃ нинг бўлган миқдори:
кг/соат
бу ерда: 178 – (NH₄)₂SiF₆ нинг молекуляр оғирлиги;
19 – F нинг молекуляр оғирлиги;
17 – NH₃ нинг молекуляр оғирлиги.

2NH₃ + H₂SО₄ = (NH₄)₂SО₄ реакцияси бўйича (NH₄)₂SО₄ нинг ҳосил бўлган миқдори:

кг/соат
NH₃ нинг миқдори:
кг/соат
бу ерда: 17 – NH₃ нинг молекуляр оғирлиги;
132 – (NH₄)₂SО₄ нинг молекуляр оғирлиги;
80 – SО₃ нинг молекуляр оғирлиги.

(NH₄)₂SiF₆ ва (NH₄)₂SО₄ таркибидаги аммиакнинг миқдори

486.25 + 704.46 = 1190,71 кг/соат NH₃

Аммоний фосфат ҳосил қилиш учун аммиакнинг сарфланиши:

4402.08 – 1190.71 = 3211,37 кг/соат NH₃
NH₃ + H₃PO₄ = NH₄H₂PO₄
2NH₃ + H₃PO₄ = (NH₄)₂HPO₄

Моноаммонийфосфат ҳосил қилиш учун аммиакнинг сарфланиши

кг/соат
Аммиакнинг ортиқча миқдори:
3211.37 – 3189.43 =2194 кг/соат
Диамонийфосфатнинг миқдори:
кг/соат
Моноаммонийфосфатнинг ҳосил бўлиши:
кг/соат
кг/соат
21575.55 – 74.21 = 21501.345 кг/соат моноаммонийфосфат

Тузларнинг умумий миқдори:

3191.48 + 945.88 + 1320 + 1101.53 + 2545.69 + 2734.97 + 85.18 + 21501.345 = =33405.075 кг/соат

Системага берилаётган хом-ашёнинг миқдори (ЭФК, NH₃, сув):

90577 + 4402.88 + 44.46 = 95024.34 кг/соат
Сатурация жараёнида 1000 кг кислотадан 78 кг сув буғ ҳолатда йўқолади (7065 кг/соат).
Қолган пульпанинг миқдори:
95024.34 – 7065 = 87959.34 кг/соат

Пульпа таркибидаги сувнинг миқдори:

87959.34 – 33405.075 = 54554.34 кг/соат

ЭФК ни аммиак билан нейтраллаш жараёнининг моддий баланс жадвали

Кирим	кг	%	Чиқим	кг	%
18% ли ЭФК:			MgHPO4٠3Н2О	3191.48	3.35
Моногидрат	16304	17.16	СаHPO4٠2Н2О	945.88	1.005
Сув	74273	78.16	AlPO4	1300	1.36
Аммиак	4402.08	4.63	FePO4	1101.53	1.15
Сув	44.46	0.046	(NH4)2SiF6	2545.69	2.67
Жами:	95023.54	100	(NH4)2SO4	2734.97	2.88
			(NH4)2HPO4	85.18	1.69
			NH4H2PO4	21501.345	22.63
			Сув	54554.34	57.41
			Сув буғи	7065	7.43
			Жами:	95024.415	100

Энерготехнологик ҳисоблар


Кислотанинг ҳарорати – 60⁰С
Аммиакнинг ҳарорати – 27⁰С
Пульпанинг ҳарорати – 102⁰С


Кирим:
Иссиқликнинг ажралиши реакциялари:
H₃РО₄ + NH₃ = NH₄Н₂РО₄ + 75362 кДж/кмоль



Моноаммонийфосфатдан диаммонийфосфатнинг ҳосил бўлиши
NH₄Н₂РО₄ + NH₃ = (NH₄)₂НРО₄ + 96296 кДж/моль

H₂SО₄ + 2NH₃ = (NH₄)₂SО₄ + 193849 кДж/моль

704.46 кг (NH₄)₂SО₄ таркибидаги аммиакнинг миқдори
H₂SiF₆ + 2NH₃= (NH₄)₂SiF₆ + 159089 кДж/моль

Аммиак ва ЭФК билан берилган иссиқлик:
90577٠2.868٠60 – 15586489 – 515.923.77 = 15070566 кДж
бу ерда: 90577 – ЭФК нинг миқдори, кг;
2.868 – ЭФК нинг иссиқлик сиғими, кДЖ/кг٠к;
60 – кислотанинг ҳарорати, ⁰С;
117.2 – аммиакнинг энтальпияси;
-27⁰С (1.5 атм);
4402.08 – аммиакнинг миқдори, кг;
Жами берилаётган иссиқлик:
19522447 + 124278.48 + 4016437.1 + 2275206.6 + 15070566 = 41008934 кДж.


Чиқим:
Пульпанинг 102⁰С қиздириши:
95024.34 ٠ 2.721 ٠ 102 = 26373244 кДж
бу ерда: 95024.34 – пульпанинг миқдори, кг;
2.721 – пульпанинг иссиқлик сиғими, кДж/кг٠к.
Иссиқликнинг йўқотилиши
41008934 ٠ 0.03 = 1230286 кДж
Жами иссиқликнинг сарфланиши:
26373277 + 1230268 = 27603512 кДж.
Сувни буғлатишга иссиқликнинг сарфланиши
41.008934 – 27603512 = 13405422 кДж

Жами: 26373244 + 1230268 + 13405422 = 41008934 кДж

Кирим	кДж	%		Чиқим		кДж		%
Реакция асосида ажралган иссиқлик			Пульпани қиздириш учун		26373244		64.31
NH4H2PO4	19522447	47.6		Сувни буғлатиш учун		13405422		32.69
(NH4)2HPO4	124278.48	0.3		Иссиқликнинг йўқотилиши		1230268		3.2
(NH4)2SO4	4016437.1	9.79		Жами:		41008934		100
(NH4)2SiF6	2275206.6	5.57
ЭФК ва NH3 билан берилган иссиқлик	15070566	36.75
Жами:	41008934	100

Фойдаланилган адабиётлар

1. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. Изд. 4-е Л., Химия, 1974,с 159-185
2. Позин М.Е. , Копылев Б.А., Новые методы получения минеральных удобрений, Л., Госхимиздат, 1962, с 57-72.
3. Хартясан К.. Лецкий Э., Шеффер В и др. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М., Мир, 1977. с 430-438.
4. Чепелецкий М.Л., Бруцкус Е.Б. Суперфосфат, физико-химическое основы производства. М., Госхимиздат., 1958, с 27-63.