Мавзу: Аммофос ишлаб чиқаришидаги бгс аппаратининг тўла иссиқлик техник ҳисоби

Аммоний фосфатлар ва аммофос ишлаб чиқаришнинг физик-кимёвий хусусиятлари
Аммоний фосфатлари ишлаб чиқариш учун аммиак ва ортофосфор кислота (экстракция ёки термик) хом ашё ҳисобланади. Фосфор кислотани аммиак билан нейтраллаш кўп микдордаги иссиқлик ажралиши билан содир бўлади:
Н₃Р0₄(с) + NН₃(г) = NН₄Н₂Р0₄(к) + 147 кж Н₃Р0₄(с) + 2NН₃(г) = (NН₄)₂НР0₄(к) + 215 кж
Таркибида 40% Н₃Р0₄ (-29% Р₂О₅) бўлган экстракцион фосфор кислотани нейтраллашда хаттоки 25°С хароратда хам кристалларнинг унуми унчалик кўп бўлмайди (С нуқтадаги система). Концентрланган фосфат кислотани (75% Н₃Р0₄ ёки 54% Р₂О₅) нейтралланишидаги системанинг таркиби О нуқтага мувофиқ келади ва хосил бўладиган қаттиқ фазанинг микдори 75°С дан юқори хароратда хам энг кўп бўлади. Бунга реакциянинг иссиқлиги ҳисобига бир қисм сувнинг буғланиши хам ёрдам беради.
Аммофос ишлаб чиқаришда қўшимчалар билан ифлосланган экстракцион фосфор кислота ишлатилганлиги учун, уни аммиак билан рН-З гача нейтраллаш жараёнида RР0₄*2Н₂О туридаги темир ва алюминийнинг урта фосфатлари ва темиралюминийаммонийфосфатлари — NH₄ (Fе,Al)(HPO₄)₂ 0,5Н₂О, дикальцийфосфат СаНР0₄*2Н₂0, гипс, фторидли ва фторсиликатли тузлар, магнийаммонийфосфат NН₄МgР0₄*Н₂О ажралиб чиқади, суюқ фазада эса аммоний сульфат пайдо бўлади.
Фосфор кислотани аммонийлаштиришда, таркибида аммоний фосфатлари, эркин фосфор кислота, сув ва чўкадиган қўшимчалар бўлган кислотали суспензия хосил бўлади. Аммиакнинг ютилиш меъёри бўйича суспензия микдори ва компонентларининг таркиби хамда хароратининг ортиши билан унинг хоссаси — рН қиймати, қаттиқ фазалар эрувчанлиги, қовушқоқлиги (оқувчанлиги) ва бошқалар мунтазам ўзгариб туради.
Э кстракцион фосфор кислота
1 — расм. Ортофосфат аммоний ишлаб чиқариш учун ускуналар схемаси
Диаммонийфосфат олиш учун буғлатилган моноаммонийфосфат эритмаси иккинчи босқичда рН 8 гача қўшимча аммиак билан туйинтирилади. Аммиак йўқотилишининг олдини олиш учун тўйинтириш 80°С дан паст хароратда утказилади. Сўнгра диаммонийфосфат эритмаси кристаллантиришга юборилади, центрифугаланади ва ажратилган диаммонийфосфат кўритилади. Диаммонийфосфатдан аммиакни йўқотилишини ва моноаммонийфосфатга айланишини олдини олиш учун уни 60°С да кўритилади. Моноаммонийфосфатнинг кўритилиши эса 100-110° С гача ўтказилиши мумкин. Схемаси 1 — расмда тасвирланган қурилмада термик фосфат кислотадан хам, экстракцион фосфор кислотадан хам моно- ёки диаммоний фосфор ишлаб чиқарилиши мумкин.


Аммофос ишлаб чиқариш
Ўғит сифатида ишлатиладиган аммофос ишлаб чиқаришда куйидаги турли кўринишдаги технологик схемалар кулланилади:
1. Буғлатилмаган (20-30% P₂O₅) экстракцион фосфор кислотани нейтраллаш ва (чанглатгичли, барабанли ёки кайновчи қатламли) кўритгичда сувсизлантиришга асосланган схемалар;
2. Буғлатилмаган (20-30% P₂O₅) фосфор кислотани нейтраллаш, сўнгра аммофос суспензиясини буғлатиш хамда донадорлаш ва кўритишни барабанли донадорлаш кўритгичлари (БДК) да амалга оширишга асосланган схемалар;
Биринчи ЭФК холда аммиак билан (рН=5) нейтралланади. Бунда харакатчан суспензия ҳосил бўлади. 100-105°С хароратли бу суспензияни бир қисми (70-80% миқдори) охирги реактордан чанглатгичли кўритгич 5 га тушади, у ерга шунингдек газсимон ёки суюқ ёқилғини ёндирилишидан олинган ўтхона газлари берилади. Қўритгичдан чиқувчи мўрили газ харорати 100-115°С бўлади ва чангдан тозаланиши учун циклон 6 дан ўтади.
Қўритилган (1% намликкача) кукунсимон аммофос узлуксиз равишда икки валли шнекли аралаштиргич 13 га келиб тушади, у ерга шу билан бир вақтда тайёр махсулотнинг майда фракцияси ва суспензиянинг қолган (20-30%) қисми берилади. Нам (10-12% Н₂О) аммофос доначалари аралаштиргичдан доначаларни думалокловчи барабан 14 га ва сўнгра кўритиш барабани 15 га юборилади. Кўритилиш мўрили газлар билан (350° С да) амалга оширилади.
Кўритилган доначалар ажратилади. 3,2 мм дан йирик доначалар фракцияси майдаланади ва яна ажратишга берилади ёки фосфор кислотада эритилади ва жараёнга (аммонийлаштиришга) қайтарилади. 1 мм дан майда фракциялар донадорлашга юборилади; 1-3,2 мм ли доначали фракция эса тайёр маҳсулот сифатида чиқарилади. Апатит ва Қоратоғ фосфорити асосидаги маҳсулот таркибида, мувофиқ равишда: 52 ва 47% P₂O_5умум, 51 ва 46% P₂O_5узл, 50 ва 41% P₂O_5сув.э, 12 ва 11% N, 1% Н₂О, 0 ва 4% Мg0, 3,5 ва 3% F бўлади.
2-расм. Чанглатгичли қўритгичли аммофос ишлаб чиқариш схемаси.


1 — реактор сатуратор; 2 — суспензияни йиғгич: 3 — марказдан қочма насос; 4 —суспензияни меъёрлаштиргич; 5 — чанглатгичли қўритгич; 6 — циклон, 7 — вентилятор; 8 — абсорберлар; 9 — шнек; 10 — майдалагич; 11 — элеватор; 12 — бункер; 13- икки валли аралаштиргич; 14 — думаланувчи барабан; 15 — барабанли қўғитгич; 16 — икки хил тешикли элак; 17 — қўритгич; 18 — транспортер.

Аммофос суспензиясини қўритишнинг анча такомиллашган усули — уни қўритишни БДК ёки БДКС — барабанли донадорлаш қўритгичли совутгич жихозларида амалга ошириш ҳисобланади. Аммофос суспензиясини оралиқ буғлатиш схемаси кенг тарқалгандир. Бошланғич фосфор кислотани олдиндан натрий ёки калий сульфат, ёки сода билан қайта ишлаш ундан анчагина микдордаги фторнинг фторсиликатлар тарзида йўқотилиши таъминлайди ва шу билан бир вақтда ундаги кальцийдан тозаланади ва бошқа қўшимчалар (Ғе, А1) микдори камайтирилади. Бу аммофосдаги ўзлашувчан ва сувда эрувчан P₂O₅ нинг концентрациясини оширади, чиқинди газларидан фторнинг ажратиб олинишини осонлаштиради, бунинг учун фторсизланган фосфор кислота ишлатилиши мумкин.

Фосфор кислота (22-29% P₂O₅) газ холатдаги аммиак билан рН = 5-5,5 гача ТАБ тезкор аммонийлаштирувчи буғлатгич жихозида нейтралланади. Бу вертикал реакция кувури Ф= 0,6 м, 6 м остидаги Вентури соплоси (ичида газ ёки суюқлик тезлиги ошадиган ўзгарувчан кесимли канал ёки қисқа қувур) дан аммиак ва кислота киритилади. Реакция иссиқлиги ҳисобига масса қайнайди ва юқорига харакатланади, 1-2 минут ичида сепараторга етиб боради, суспензия у ердан айлантирувчи кувур орқали реакцион қувурга қайтарилади. Унинг бир қисми сепаратордан концентрлашга юборилади. Сепаратордан чиқадиган бўғ иссиқлик алмаштиргичда бошлангич кислотани иситиш орқали конденсатланади. Аммофос суспензияси (NН_з:Н₃Р0₄ =1,1) кўп қобиқли буғлатиш қурилмасида концентрланади, у ерда ундаги сув миқдори 55-56% дан 18-25% гача камайтирилади; 1-қобиқ вакуум остида, 2-қобиқ - атмосфера босимида, 3-қобиқ - юқори босимда ишлайди; янги хосил килинган буғ (0,3 мПа) 3- ва 4-қобиққа берилади, 1- ва 2-кобикларда эса жараёнда хосил бўладиган буғ ишлатилади. Сўнгра 112-115°С хароратли суспензия БДК жихозида кўритилади ва шу билан бир вақтда донадорланади. Совутилган ва элакда ажратилган махсулотнинг заррача ўлчами 1 мм дан кичиқ бўлган фракцияси БДК жихозига ташқи ретур сифатида қайтарилади. Йирик фракция майдалашга юборилади, махсулот фракцияси эса 45°С гача (контейнерларга юклашда ёки қоғоз қопларга жойлаштиришда) ёки 55°С гача (полиэтилен қопларига жойлаштиришда) совутилади.

3 — расм. Аммофос суспензиясини буғлатиш ва БДК жихозида донадорлаштирувчи аммофос ишлаб чиқариш схемаси.
1— ТАБ жихози; 2 — буғлатувчи жихозлар; 3 — айлантирувчи насослар; 4 — буғлатилган суспензия йиғивчи; 5 — БДК жихози; 6 — элеватор; 7 — элак; 8 — валкали майдалагич; 9- совутгич; 10 — сурувчи насадкали абсорбер; 11 — ювиш минораси; 12 — суюқ аммиакни буғлатгич; 13 — оралиқ бак; 14 — иссиқлик алмаштиргич.

Чиқинди газлари

4 – Тезкор аммонизатор буғлатгич.
Апатитдан (51% P₂O₅, 12% N) ва Қоратоғ фосфоритидан (47% P₂O₅, 11% N) 1т аммофос махсулоти ишлаб чиқариш учун сарф коэффициентлари мувофиқ равишда, тахминан қуйидагича бўлади: экстракцион фосфат кислота (100% P₂O₅) — 0,54 ва 0,5 т; NН₃ — 0,15 ва 0,14 т; табиий газ (34,8 Мж/м³) — 28 м³; электроэнергия 111 кВт*с; сув — 22 м³; қисилган хаво - 60 м³. P₂O₅ дан фойдаланиш даражаси 96% ни, NН₃ дан эса — 97% ни ташкил этади.
Аммонийлаштирувчи донадорлагич (АД) ишлатилган холдаги схема бўйича аммофос олишда (5 — расм) 50-54% P₂O₅ гача буғлатилган экстракцион фосфор кислотага чиқинди газларини абсорбциялашдан олинадиган оқавалар қўшилиб ундаги P₂O₅ микдори 47-48% гача камайтирилади, аралаштиргичли реакторларда аммиак гази билан NH₃:Н₃Р0₄ = 0,6-0,7 моляр нисбатигача нейтралланади. 120-125°С харорат ва 17-18% намликдаги (аммонийлаштириш иссиқлиги ҳисобига реакторларда 20-25% буғланган) кислотали (рН 3) суспензия АД жихозига берилади (12.10 — расм). АД жихозида 85-95°С хароратда масса NН₃:Н₃Р0₄ = 1-1,05 моляр нисбатигача қўшимча нейтралланади ва махсулот донадорланади; унда жараёнга берилган 50% сув буғланади. АД жихозидан чиқадиган нам (2,5-3,5% Н₂О) доначалар тўғри оқимли барабанли қўритгичда (250-350°С хароратдаги) ўтхона газлари билан доначалар харорати 75-90° С бўлган холда қўритилади. Сўнгра у эланади ва махсулот фракцияси совутгичда 75-90°С дан 45-55°С хароратгача совутилади.




Нейтрализация


Н₂О


Атмосфера Атмосфера

5 — расм. АД жихози билан донадорланган аммофос олиш схемаси:

1 — нейтраллагич; 2 — аммонийлаштирувчи; 3 - қўритгич; 4 — циклонлар; 5 — элаклар; 6 — совутгич; 7,8 — абсорбер.
Қўритиш барабанидан (105-115⁰С да) чиқадиган хамда нейтраллагич ва аммонийлаштирувчи донадорлагичдан суриб олинадиган газлар чанг, аммиак ва фтордан тозаланади; хосил бўладиган оқавалар реактор-нейтраллагичларга юборилади.
Маҳсулот таркибида фтор микдорининг кам (1% дан ошмаслиги) келтириб утилган жараённинг афзалликларидан бири ҳисобланади; кучсиз кислота ишлатилганда эса у 3,5-4% ни ташкил килади.